Page 92 - 《橡塑技术与装备》2022年10期

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

均匀后打三角包 5 次，然后下片，停放 16 h 后在平板
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硫化机上硫化，1 ~3 硫磺硫化体系的硫化条件为 150
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℃ /10 MPa×t 90 ，4 过氧化物硫化体系的硫化条件为
160 ℃ /10 MPa×t 90 。
1.4 分析与测试
硫化性能 ：按 GB/T 16584—1996 测试，硫化条
件见上。
力 学性 能 ：拉 伸性 能 采用 电 子 拉力 试 验 机按 照
GB/T 528—2008 进行测试，拉伸方式为单向拉伸，
拉伸速度为 500 mm/min。 每个测试点测试五次，将
测试结果去最大最小值后求平均值，即为实验结果。
耐介质实验 ：热空气老化条件为 100 ℃ ×72 h，热
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油老化测试选取 46 液压油，测试条件为 100 ℃ ×72 h。 图 1 不同硫化体系下 MPU 的硫化特性曲线
磨耗性能 ：采用邵坡尔磨耗测试方法（负荷为
明随着硫化剂 ：促进剂比例的减小，硫磺交联效率增
10N）。 #
加，MPU 所获得的交联程度逐渐变大。4 过氧化物硫
动态力学性能测试 ：采用高铁公司生产的
化 MPU 的伸长率最短，永久变形最小，这为 MPU 材
RPA2000 型橡胶加工分析仪，测试频率 1.7 Hz，转动
料应用于耐压缩永久变形场合提供了借鉴。
角度 ±0.5°，测试状态为试样硫化至 t 90 。
表 2 不同硫化体系下 MPU 的物理机械性能
试样编号 1# 2# 3# 4#
邵 A 硬度 /° 59 66 70 60
2 结果与讨论 拉断强度 /MPa 15.1 21.2 23.0 17.1
2.1 硫化特性 扯断伸长率 /% 753 670 717 343
扯断永久形变 /% 18.9 12.2 10.8 1.4
由图 1 可知，硫磺硫化体系比过氧化物硫化体系
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的交联程度要高。1 ~3 硫磺硫化体系中 硫化剂 ：促
进剂 的比例依次为 5:2、1:1 和 1:6。促进剂比例的增
大使得硫化剂的利用率更大，交联效率更高，S8 分解
后的结构更加短化，生成的交联结构更加稳定，交联
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程度逐渐增大，所以如表 2，1 ~3 的最高转矩 M H 以
及 M H ~M L 均不断增加。由于促进剂 M 与 DM 有延长
焦烧的作用，使得硫化诱导期越来越长，所以 1 ~3 #
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的 t 10 呈增加趋势。而促进剂用量的增加会加快硫磺的
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交联反应速率，所以 1 ~3 的工艺正硫化时间 t 90 呈不
断减小的趋势。
表 1 不同硫化体系下 MPU 的硫化特性数据
试样 M H /(dN m) M L /(dN m) M H -M L /(dN m) t 10 /min t 90 /min
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编号
1 # 16.8 1.6 15.2 2.4 28.8 图 2 不同硫化体系下 MPU 的应力 - 应变关系曲线
2 # 21.3 1.8 19.5 2.7 27.9 #
3 # 22.9 1.5 21.4 5.7 23.5 虽然 4 过氧化物的硫化程度最低，但是该硫化体
4 # 6 1 5 2.4 25 系所获得的交联结构为 C—C 键，键能较大，所以在
图 2 应力 - 应变关系曲线中体现为斜率最大，即杨氏
2.2 物理机械性能 模量最高。1 ~3 随着交联程度的增加，曲线斜率逐渐
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2.2.1 常温拉伸 增大，杨氏模量越来越高。并且由图可知，硫磺硫化
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由图 2，表 3 可知，1 ~3 的力学强度逐渐变大，
体系的拉伸性能要优于过氧化物硫化体系。
硬度增加，扯断伸长率和扯断永久变形均减小，这说
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