Page 88 - 《橡塑技术与装备》2022年1期
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橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
2.2 门尼黏度 ΔG' 3 = G' 2 (0.28%)-G' 2 (40%)=536.7 kPa
门尼黏度反应了胶料的加工性能，门尼黏度越低， 通过对比 ΔG 1 '、ΔG 2 ' 和 ΔG 3 ' 发现冷芯热壳工艺
混炼胶的加工性越好，但门尼黏度过低说明胶料断链 下的混炼胶 Payne 效应要比热芯热壳工艺低 25.4%，
过度，相对应的硫化胶机械性能也会下降。 比传统工艺要低 5.2%，说明冷芯热壳工艺有利于胶料
对于炭黑配方，当混炼时间为 5 min，在冷芯热 的混炼，能够有效减少因滑动摩擦造成的胶料流动迟
壳工艺下，混炼胶门尼黏度为 54.57，在热芯热壳工 滞导致的局部死区，加强配合剂在混炼胶中的分散。
艺下，混炼胶门尼黏度为 59.17，前者的门尼黏度比 如图 3，曲线 4 反应白炭黑配方冷芯热壳工艺下
后者低 7.8%，显然冷心热壳工艺下混炼胶的加工性要 胶料的应变与储能模量间的关系，曲线 5 反应白炭黑
好，在传统工艺下，混炼胶门尼黏度为 61.07，冷芯 配方热芯热壳工艺下胶料的应变与储能模量间的关系，
热壳工艺门尼黏度比传统工艺低 10%，显然冷芯热壳 曲线 6 反应白炭黑配方传统工艺下胶料的应变与储能
工艺对比传统工艺在门尼黏度上有一定优势。 模量间的关系用于表征 Payne 效应。
对于白炭黑配方，在冷芯热壳工艺下，混炼胶
门尼黏度为 47.64，在热芯热壳工艺下，混炼胶门尼
黏度为 43.14，在传统工艺下，混炼胶门尼黏度为
45.09，热芯热壳工艺对比冷芯热壳和传统工艺门尼值
分别低了 9.4% 和 4.3%，可以看出在门尼黏度这一指
标上，热芯热壳具有一定的优势。
2.3 Payne 效应
Payne 效应是衡量填料网络结构的重要指标，反
应了填料分散的好坏，Payne 效应越低说明填料分散
的越好，填料分散程度对与硫化胶的物理机械性能有
较大影响，通过 ΔG' 来表征 Payne 效应 [10~11] 。
图 3 白炭黑配方胶料应变 - 储能模量关系图
ΔG' 4 = G' 3 (0.28%)-G' 3 (40%)=424.9 kPa
ΔG' 5 = G' 4 (0.28%)-G' 4 (40%)=323.94 kPa
ΔG' 6 = G' 4 (0.28%)-G' 4 (40%)=375.05 kPa
通过对比 ΔG 4 '、ΔG 5 ' 和 ΔG 6 ' 发现热芯热壳工艺
下的混炼胶 Payne 效应要比冷芯热壳工艺低 23.8%，
比传统工艺低 13.7%，对比相同情况下炭黑配方胶料
的 Payne 效应表现，猜测在冷芯热壳工艺下转子的状
态可能不利于白炭黑的分散，对比冷芯热壳、热芯热
壳和传统工艺三者在转子温度上的差异可以猜测，可
能转子温度对于白炭黑体系的填料分散影响更大，较
图 2 炭黑配方胶料应变 - 储能模量关系图
高的转子温度更有利于白炭黑体系的填料分散。
如图 2，曲线 1 反应炭黑配方冷芯热壳工艺下胶
2.4 硫化特性
料的应变与储能模量间的关系，曲线 2 反应炭黑配方 表 1 反映炭黑配方混炼胶冷芯热壳和热心热壳与
热芯热壳工艺下胶料的应变与储能模量间的关系，曲
传统工艺下的硫化特性。可以看出冷芯热壳工艺下 M L
线 3 反应炭黑配方传统工艺下胶料的应变与储能模量 最小，胶料流动性可能最好，M H 较热芯热壳大，表征
间的关系，用于表征 Payne 效应。 的模量和硬度可能最大， M H -M L 最大，交联密度最高，
ΔG'=G' 1 (0.28%)-G' 1 (40%)=509.23 kPa T 10 焦烧时间较热芯热壳大，加工安全性更好，T 90 正
ΔG' 2 =G' 2 (0.28%)-G' 2 (40%)=682.54 kPa
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