Page 57 - 《橡塑技术与装备》2022年10期

理论与研究 张加露 等·低温乳液技术合成丁腈橡胶及其性能研究（一）聚合部分

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占份数，由于 NBR 中只有丙烯腈含有氮元素，因此可 表 4 为两种体系下 1 ~4 橡胶的门尼黏度，测试
以将此结果作为丙烯腈含量的依据。 条件为 M L1+4 (100 ℃)：
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1 ~4 的丙烯腈含量见表 2。 表 4 1 ~4 NBR 试样门尼黏度
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表 2 1 ~4 NBR 试样丙烯腈含量 门尼黏度 M L(1+4) 100 ℃
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1 77.47
编号 丙烯腈含量 2 # 75.5
1 # 28.97% 3 # 77
2 # 32.10% 4 # 77
3 # 28.82%
4 # 33.00% # #
从表中可知，1 和 3 的门尼黏度为 77.47 和 77，
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从表中可知，1 和 3 的丙烯腈含量为 28.97% 和 完全符合产品的指标要求，说明在该体系下的聚合工
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28.82%，2 和 4 的丙烯腈含量为 32.10% 和 33.00%， 艺控制方法是成功的，对于 2 和 4 ，它们的门门尼黏
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从结果上看，他们都符号产品的丙烯腈含量要求，但 度为 75.5 和 77，尽管符合产品的指标要求，但 2 的
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对于 1 和 3 ，它们的丙烯腈含量与牌号所要求含量 门尼黏度偏低。
28% 的差值都为正差值，这就导致合成过程中对单体 2.2 两种体系对生胶的扭矩值、储能模量、
丙烯腈的用量增加，由于单体丙烯腈的价格远远大于 损耗模量、tanD 性能的影响
单体丁二烯价格，这就导致生产成本上升，因此，若 橡胶加工分析仪（RPA） [5,6] 是研究橡胶特别是生
想继续使用此配方，在工厂聚合的过程中有必要调整 胶的重要手段之一，RPA 有角度扫描模式、频率扫描
某些参数和工艺条件，从而使得丙烯腈的含量降下来。 模式、温度扫描模式和硫化模式四种基本模式，对于
灰分是 NBR 产品的重要指标之一，灰分含量很 NBR 生胶而言，频率扫描模式最能够反应产品的性能。
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少却能够很大的影响产品的新更能，本实验测量生胶 为了更好的对比，本实验将牌号相同的 1 和 3 #
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灰分的方法采用燃烧法，通过称量充分燃烧前后剩余 试样进行对比，2 和 4 试样进行对比，图 1、2、3、
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的不能燃烧物的量来测定 NBR 产品的灰分，表 3 为两 4 为 1 和 3 使用 RPA 得到的扭矩值 S'、储能模量 G'、
种体系对产品灰分的影响。 损耗模量 G"、滞后角正切值 tanD。
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表 3 1 ~4 NBR 试样灰分含量
编号 灰分
1 # 0.55%
2 # 0.53%
3 # 0.52%
4 # 0.51%
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从表中可以看出，1 ~4 的灰分含量都达标，但
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是 A 体系 1 和 2 的灰分含量大于 B 体系 3 和 4 的
灰分含量，一般而言，最终胶乳的水洗过程对灰分的
影响含量最大，由于 A B 两种体系采用的相同的水洗
量，这说明 B 体系的水洗效果较 A 体系更加，这可能
是由于苯环的存在导致了胶乳在破乳阶段能够与更多
的破乳剂结合，从而使得水系效率提高的原因导致的。
从灰分的角度来看，B 体系具有水洗效果好、灰分量
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图 1 1 和 3 的扭矩值 S'
低的优点。
下游加工厂客户加工过程中，能够决定生产是否 前文提到，门尼黏度的改变方法有改变温度法，
正常进行的重要指标就是门尼黏度，合适的门尼黏度 改变反应时间法，除此之外还有另外一种方法能够有
不仅能够提高橡胶的加工效率，比如提高单螺杆挤出 效的改变门尼黏度，那就是加入门尼黏度调节剂，从
机的挤出速度，从而避免在单螺杆挤出机机头发生焦 高分子角度而言，高分子的分子量变大，橡胶网络之
烧，同时合适的门尼黏度还能够带给待硫化产品一定 间产生交联，都能够提高橡胶的门尼黏度，而对于低
的挺性，从而避免了产品的塌陷，降低产品不合格率。 温液聚合技术而言，很难产生橡胶网络之间的交联，

年
2022 第 48 卷 ·7·