Page 97 - 《橡塑技术与装备》2022年7期

测试与分析 孙臻豪 等·DCP 用量及变速拉伸对 NBR 硫化胶性能的影响

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化剂用量，然后在开炼机上按照 1 ~4 顺序依次加料
混合，其中，三角包 8 次，打卷儿 5 次，确保硫化剂
和促进剂混合均匀 ；依次下片停放 16 h 后在平板硫化
仪上硫化。硫化条件 ： 151 ℃ ×10 MPa×t 90 。（注 ：应
力松弛压缩柱硫化条件 ： 151 ℃ ×10 MPa×1.5t 90 ）
1.4 测试方法及标准
硫化特性及条件 ：按 GB/T 16584—1996 测 试，
硫化条件为 151 ℃ /10 MPa×t 90 。
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。
变速拉伸性能测试 ：本实验调整电子拉力机拉伸
速 度， 采 用 10、50、100、500 mm/min 拉 伸 速 度 ；
拉伸应力松弛实验条件 ： 200% 伸长率、500 mm/min 图 1 硫化特性曲线
拉伸速度 ；压缩应力松弛实验条件 ： 2.5 mm 压缩量、
50 mm/min 压缩速度。
平衡溶胀法测交联密度 ：本实验选取二甲苯溶液
（分析纯）作为 NBR 良溶剂进行溶胀实验。浸泡天数：
5 天 ；浸泡条件 ：室温密封 ；硫化胶试样质量 ： 0.5 g

左右。

2 结果与讨论
2.1 硫化特性
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对 1 —4 进行硫化特性测试，从表 2 中可以看出，
随着 DCP/TAIC 用量增加，硫化胶中 C—C 交联键数
量增多，交联程度增加，硫化胶抵抗外界变形能力增
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图 2 1 ~4 凝胶中橡胶体积分数（Vr）
强，模量增加，表现出 M H 和 ΔM 增幅显著。
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表 2 1 ~4 配方硫化特性 2.2 物理机械性能
编号 1 # 2 # 3 # 4 #
M L /dN·m 2.60 2.95 3.47 3.25 2.2.1 变速拉伸性能
M H /dN·m 13.44 15.61 19.69 23.01
ΔM/dN·m 10.84 12.66 16.22 19.76 多数情况下，NBR 硫化胶制品在不同变形速度下
t 10 /min 0.73 0.67 0.63 0.58 工作。研究不同拉伸速度对硫化胶力学性能影响有一
t 90 /min 9.45 6.58 6.03 5.63
定的应用价值，本实验选取 10、50、100、500 mm/
从硫化特性曲线中可知，随 DCP/TAIC 用量增加， min 拉伸速度作为研究对象。
斜率增加，硫化反应速度加快，从而缩短硫化反应进 如图 3~ 图 6 所示，在 DCP/TAIC 用量一定时，
程，导致 t 90 降幅明显。 随拉伸速度增加，不同形变的定伸应力增加，拉断强
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为了证明 DCP1 -DCP4 硫化交联网络发生变 度增加，扯断伸长率降低，扯断永久变形率变小。这
化，选取 NBR 的一种良溶剂（二甲苯）进行平衡溶 是因为在相同交联程度下，拉伸速度越大，其作用时
胀实验。从图中直观看出，DCP/TAIC 用量增加后， 间越短，而随交联时间延长，硫化胶在热运动和不均
硫化胶中橡胶体积分数（Vr）增加，说明更多的 NBR 匀应力驱使下，链段和分子链发生移动、调整和重排，

橡胶大分子链参与交联反应，形成更加致密的交联网 使内应力释放，大分子链得到有效额力学松弛，模量
络，也再一次证明了 ΔM 增加的原因是大分子链网络 下降。故出现上述结果。
的变化。 为深一步探究一定形变下拉伸速度 — 应力关系，

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