Page 109 - 《橡塑技术与装备》2022年1期

原材料与配方 韩笑 等·白炭黑用量对 MPU/PA12 TPV 性能的影响

称量。 破碎情况。不同白炭黑用量的 MPU/PA12 TPV 动态
制备方法 ：将开炼机的辊距调到 1 mm，加入 硫化扭矩 - 时间曲线如图 1 所示。
MPU，薄通五次 ；辊距调到 2 mm，将塑炼后的生胶
放入开炼机中，待包辊后，依次加入配合剂、不同用
量的白炭黑，最后加入硫化剂，混炼约 15 min，均匀
后打三角包 5 次，下片，停放 16 h。
将扭矩流变仪温度调至 185 ℃，加入 PA 12 熔融，
待扭矩基本不变后，按照比例加入 MPU 母胶，待动

态硫化完成后，取出 TPV。
将平板硫化仪升温至 185 ℃，放入 TPV，预热 3
min，排气 5 次，加压模压 5 min，冷压 4 min，开模，
制得 TPV 试片。
1.4 分析与测试
动态硫化性能 ：采用 RM-200C 扭矩流变仪进行
图 1 不同白炭黑用量的 MPU/PA12 TPV 动态硫化时间 -
动态硫化，条件为 185 ℃，动态硫化时间参考扭矩流 扭矩曲线
变仪曲线。
图 1 为不同白炭黑用量的 MPU/PA12 TPV 动态
力 学性 能 ：拉 伸性 能 采用 电 子 拉力 试 验 机按 照
硫化时间 - 扭矩曲线，PA12 熔融后，加入 MPU 混炼
GB/T 528—2008 进行测试，拉伸方式为单向拉伸，
胶进行动态硫化。投入母胶后，扭矩迅速上升，在扭
拉伸速度为 500 mm/min。每个测试点测试五次，将
矩流变仪转子的剪切破碎下，扭矩下降 ；在热的作用
测试结果去最大最小值后求平均值，即为实验结果。
下，橡胶相发生硫化交联反应，黏度和模量上升，其
冲击回弹性能 ：回弹性能采用冲击弹性试验机按
交联作用大于转子的剪切作用，导致扭矩上升并达到
照 GB/T 1681—91 进行测试，每个试样测定三点，各
峰值 ；之后由于交联的橡胶相粒子破碎后分散于高温
点之间距离不少于 10 mm，取三点数值的中间值表示
下黏度较小的 PA12 相中，相反转开始进行 ；随着橡
一个试样的回弹性。
胶相粒子交联作用达到饱和且不能继续被剪切破碎成
动态力学性能 ：采用美国 Alpha 科技公司生产的
更小的聚集体，扭矩下降并最终保持不变，同时完成
RPA2000 型橡胶加工分析仪，测试方式为剪切应变温
相反转。
度扫描，应变频率 1.7 Hz，转动角度 0.5°，扫描温度
由图 1 可知，在本实验使用的白炭黑用量范围内，
范围 65~185 ℃。
制备的 MPU/PA12 TPV 完成动态硫化且发生相反转
质量、体积变化率试验 ：按 GB/T 1690—2006 测
的过程完成度均较高。随着白炭黑用量的增大，动态
试，热介质老化条件为 46# 液压油、100 ℃ ×72 h。
硫化过程中完成相反转的时间基本不变 ；动态硫化时，
将试样悬挂于试验容器内，后将容器置于 100 ℃恒温
扭矩流变仪的最高扭矩逐渐升高，一方面，白炭黑粒
箱中，72 h 后取出试样，室温下停放 30 min 后进行
子表面有大量的硅醇基（Si—OH），存在于橡胶大分
称量。
子化学结合的可能性，另一方面，白炭黑表面有很强
耐介质老化 ：按 GB/T 1690—2006 测试，热介质
的化学吸附活性，可生成氢键等次价键 [5] ，二者共同
老化条件为 46# 液压油、100 ℃ ×72 h。
作用，导致分子链网络密度变大，动态硫化时扭矩上
浸泡后的拉伸性能 ：采试样从试验液体中取出后，
升。
清除其表面上的液体，在室温空气中停放 30 min 后，
2.2 MPU/PA12 TPV 的物理机械性能
进行测试。
不同白炭黑用量的 MPU/PA12 TPV 物理机械性
2 结果与讨论
能如表 2 所示。
2.1 硫化特性
随着橡胶相中白炭黑用量的增大，MPU/PA12
通 过 扭 矩 流变 仪 扭 矩 - 时 间 曲线 可 知 MPU 和
TPV 硬 度略有 上升， 拉断强 度升 高，且 30 份白 炭
PA12 混合后的扭矩变化情况，及橡胶相的交联程度与

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