Page 93 - 《橡塑技术与装备》2022年10期

测试与分析 杜伟 等·不同硫化体系对混炼型聚氨酯橡胶性能的影响

#
2.2.2 高温拉伸 橡胶老化后的网链均匀性不如 1 ，所以伸长率较短，
#
#
#
#
因为传统聚氨酯材料（如 TPU、CPU）的分子网 且 3 ＜ 2 ＜ 1 。4 过氧化物硫化 MPU 在热空气老化
络中只具有强的分子间作用力与氢键作用，并未存在 前后性能变化不大，耐老化性能优异。
以化学结构交联的硫化网络，使得在较高温环境下力 表 4 100 ℃ ×72 h 热空气老化前后 MPU 力学性能对比
学强度很低，甚至软化导致不能使用。MPU 在传统聚 试样编号 1 # 2 # 3 # 4 #
拉断强度 /MPa 29.08 26.67 25.38 18.28
氨酯材料的基础上克服这一点，在聚合物中加入了交 变化率 /% +92 +26 +10 +7
扯断伸长率 /% 467 398 343 367
联网络，使得 MPU 在较高温环境下依然具备可观的
变化率 /% -38 -41 -52 +7
力学强度，所以对 MPU 高温环境下的力学强度考察 300% 定伸应力 /MPa 18.44 21.75 22.09 14.32
变化率 /% +224 +160 +157 -2
显得尤为重要。
如图 3 为不同硫化体系下的 MPU 在常温与 80 ℃ 2.3.2 耐热非极性油性能
环境下力学强度的对比。可知随着温度的增加，材料 耐非极性油是 MPU 的特点之一，图 4、表 5 为
#
中硬段与硬段的结晶被破坏，MPU 在高温下的拉断强 MPU 耐 46 液压油老化前后的性能对比。
#
#
度与自身获得的交联程度呈正相关，3 低硫高促硫化 表 5 100 ℃ ×72 h 46 液压油老化前后 MPU 力学性能
#
体系的 MPU 高温下强度最大，4 过氧化物硫化体系 对比
试样编号 1 # 2 # 3 # 4 #
MPU 受 C—C 键交联结构键能大的影响，力学强度折 拉断强度 /MPa 28.41 27.75 26.72 16.09
变化率 /% +88 +31 +16 -6
损率最低。
扯断伸长率 /% 628 482 448 441
变化率 /% -17 -28 -38 +29
300% 定伸应力 /MPa 11.79 15.73 16.15 10.68
变化率 /% +107 +88 +88 -27

图 3 不同温度下 MPU 拉断强度的对比
图 4 不同硫化体系对 MPU 储能模量和损耗因子的影响
#
#
2.3 耐介质性能 1 ~3 硫磺硫化体系在热油老化后性能涨幅很大，
2.3.1 耐热空气老化性能 整体力学性能保持在很高的水平，这也体现了 MPU
#
#
图 3 为热空气老化 MPU 的力学性能，因为 1 高 良好的耐油性。4 过氧化物硫化体系的性能变化率最
硫低促硫化体系中 S 含量最高，受活化促进作用低的 小，状态最为稳定。并且对试样在热油老化过程中的
#
限制，在硫化过程中并未发挥全部效能，在老化过程 质量变化率和体积变化率进行了测试，实验发现 4 的
中，残余配合剂进一步交联，并且伴随着链段、交联 变化率也均为最小，说明过氧化物硫化体系的耐油性
键的重排、短化，MPU 整体交联网络更加均匀化，更 较为优异，见表 6。
有利于应力的分散与传递，所以扯断伸长率最高，拉 表 6 热油老化前后 MPU 的质量、体积变化率
断强度最大，见表 4。 试样编号 1 # 2 # 3 # 4 #
质量变化率 0.98 1.03 1.00 0.50
#
#
2 和 3 在老化过程中也会有上述进一步交联作 体积变化率 2.94 2.99 3.10 1.49
#
#
#
用，从定伸应力的角度来看，1 ＜ 2 ＜ 3 ，说明交联
2.4 动态力学性能及耐磨性
#
程度逐渐增大。但是由于 3 老化前获得较高交联程度，
年
2022 第 48 卷 ·39·