Page 78 - 《橡塑技术与装备》2022年1期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

滤后的胶料拉伸强度仍较高。
胎面胶的断裂伸长率呈现先增加后降低的趋势，
这是因为目数越高的滤网一定程度降低了天然橡胶分
子链及链段的相对运动，所以天然橡胶分子链和链段
的变形能力也有一定降低，从而使胎面胶的断裂伸长
率呈现先升高后降低的趋势。
由图 3(e) 可以看出过滤后的胶料的回弹性能普遍
好于未过滤的胶料，这是因为，过滤使得胶料细化，
胶料间的空隙减少，回弹性能提升。随着滤网目数的
增加，橡胶试样的回弹性能呈现出先增大后减小的趋
势。当滤网目数为 150 目时，胶料的回弹性能最佳，
由于目数高的滤网有较强的过滤能力，对胶料内的网
络也会起到一定的排序，胶料的分子链网络规整，但 图 4 滤网目数对胎面胶动态力学性能的影响
是填料与小料较少，形成的网络少，回弹性相对也较
图 5 为滤网目数对胎面胶的动态黏弹性能的影响。
差，所以会导致高目数过滤下的胶料回弹性相对目数
动态热机械分析仪可以进行这项实验，并给出储
低的较差。
能模量 G'、损耗模量 G" 以及二者的比值损耗因子 tanδ
由图 3(f) 可以看出过滤后的胶料的耐磨性能普遍
的变化趋势。损耗因子 tanδ 表征了外力对胶料做功时，
好于未过滤的胶料，且随着滤网目数的增加，橡胶试
胶料产生的热量内损，是硫化胶的重要参数之一。
样的耐磨性能呈现出先增大后减小的趋势。当滤网目
图 5（a）是不同温度下动态黏弹性曲线 ；图 5(b)
数为 150 目时，胶料的耐磨性能最佳。这是因为过滤
各曲线的 tanδ 的峰值代表不同滤网目数下胶料的玻璃
细化后的胶料分子柔顺性好，胶料内的网络更加致密且
化转变温度 (T g ) ；玻璃化转变温度是分子链段能自由
胶料内的气泡少，有助于降低胶料的磨耗，但是目数越
活动的最低温度，达到这一温度后，高分子由玻璃态
高，过滤出的填料颗粒越多，交联网络越少，链段更加
转变为高弹态，因此玻璃化转变温度是高分子运动转
容易运动，分子链柔顺性下降，耐磨性能变差。
变的宏观体现，当温度由低变高并通过这一温度时，
2.3 动态力学性能
材料内部高分子结构形态发生改变，黏弹性随之变化。
如图 4 所示，可以看出，过滤后的胶料形成的填
较高的玻璃化转变温度意味着填料和胶料基体的结合
料网络比未过滤的胶料的填料网络更加发达。随着应
更好，需要较高的温度才能使得橡胶分子链参与到链
变的增大，胶料的弹性模量 G' 呈下降趋势，这一结果
段松弛的过程中，让分子链的结构状态改变。根据图
符合 Payne 效应。同时随着滤网目数的增加，胶料的
5(b)，滤网目数为 150 目时，tanδ 峰值最高，玻璃化
初始弹性模量增大，且随着滤网目数的增加，胶料弹
转变温度最高，这说明过滤后的胶料其链段尺寸较小，
性模量下降趋势越来越大，也就是说△ G' 的值增大。
容易运动，再者是过滤后的胶料分子间作用力降低，
这说明随着滤网目数的增加，胶料的 Payne 效应更加
胶料内网络柔顺性提高，所以胶料的玻璃化转变温度
明显，填料网络化程度更高。
降低。
2.4 动态黏弹性能
图 5(c) 表示的是在 -20~20 ℃区间 tanδ 的变化趋
动态黏弹性是指材料在复合交变作用下产生的力
势。0 ℃时的 tanδ 值可以用来表征材料的抗湿滑性能，
学响应，复合交变不仅包括力的变化还包括温度和形
这一温度的 tanδ 值有一个较高的滞后损失就证明胶料
变频率的变化，力学响应是指针对这种变化所作出的
的抗湿滑性能较好，由图 5(c) 可知，当滤网目数为 60
反应能力。橡胶是一种应用比较广泛的高弹性材料，
目时，胶料的抗湿滑性能达到最佳，因为滤网目数小，
它也有诸如以下的高弹态特征比如在不同的力或者温
对胶料的过滤能力相对较差 , 胶料的表面就相对粗糙，
度的作用下，其本身会表现与普通情况下不同的状态，
所以它有一个高的滞后损失。
例如玻璃化转变温度、黏流温度、结晶 - 非结晶转变
等 [8] 。 图 5（d）表示的是在 40~65 ℃区间 tanδ 的变化

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