Page 87 - 《橡塑技术与装备》2022年8期
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材料与配方                                      王忠光 等·低分子量 PPC 的改性及其在橡胶绿色化研究中的应用


                南唐盛化工有限公司 ；碱性白炭黑 ：沧州鑫诚盛化工                         加入上述胶料并包辊，依次加入活性剂氧化锌，防老
                有限公司 ；硫化剂 HMDC-70、加工助剂 VAM、脱                      剂等 ；再加入碱性白炭黑、沉淀法白炭黑、PPC 预混
                模剂 18D 和促进剂 DOTG-75 ：无锡诺曼高分子材料                    料及增塑剂等，最后加入硫化剂、促进剂等小料，待
                有限公司产品 ；沉淀法白炭黑 , 山东立华新材料有限                        小料吃完后，调小辊距至 0.5  mm 左右，薄通并打 5
                公司产品 ；活性剂、促进剂、防老剂等均为市售产品。                         个三角包，然后调大辊距至 2.5~3 mm，打大卷、下片，
                    仪器 ：炼胶、硫化工艺采用无锡第一橡塑厂生产                        即可制得混炼胶片        [16] 。
                的 XK-160 型开炼机和 QLB-50D/Q 型平板硫化机 ；                     硫化胶片 ：适当停放后，采用无转子硫化仪测试
                性能测试主要采用台湾高铁科技有限公司生产的 GT-                         胶料的工艺性能，在平板硫化机上设定工艺参数，硫
                M2000-A 型无转子硫化仪、高低温电脑拉力机以及                        化所需的胶片，其中，硫化温度设定为 ： 170  ℃，硫
                上海实验设备厂生产的 401-B 型热老化箱等。                          化时间按照 T 90 进行。
                1.2 PPC/ 勃姆石预混料的制备                                1.5 性能测试
                   （1）将低分子量 PPC 加热至 60~75  ℃，再加入                      工艺性能及各项物性均采用相应的国家标准进
                顺丁烯二酸酐 MA 进行混合搅拌，使顺丁烯二酸酐在                         行，压缩试验采用 B 型试样 ；老化、耐介质以及压缩
                低分子量 PPC 中完全溶解，制备改性 PPC，按质量配                      的实验条件均为 ： 125 ℃ ×72 h     [17] 。
                比为 ：低分子量 PPC ：顺丁烯二酸酐 =10 : 2。
                   （2）将经步骤（1）制得的改性 PPC，添加到操                       2 结果与讨论
                作改性剂勃姆石中，控制二者的质量比为 1 : 3 ；在加                      2.1 PPC 预混料对 NBR/AEM 并用胶加工
                热 式捏 合机 中混 合，控 制搅 拌速 度在 40~45  r/min，             性能的影响
                当物料温度升至 55 ℃时，继续恒温混合 1 h 左右，制                         表 2 为 PPC 预混料对 NBR/AEM 并用胶加工性能
                得低分子量 PPC/ 勃姆石预混料。                                的影响。
                1.3 混炼胶的组成                                            从表 2 中硫化特性参数可以看出，胶料的硫化时
                    NBR-41，80（质量份，下同）； Vamac-GLS,20 ；             间 T 90 均随着 PPC 预混料用量的增加而逐渐降低，原
                硬酯酸，1.5 ；氧化锌，5 ；防老剂，1 ；促进剂                        因可能有两方面，一方面 PPC 可通过 MA 来参与橡胶
                CZ,1.5 ； TMTD-80，1.5 ； DTDM，2 ；     硫   化   剂     的交联反应，另一方面 PPC 用量的增加，操作改性剂
                HMDC-70， 0.5；促进剂 DOTG-75， 1； PEG-4000， 2；         勃姆石用量相应增加，白炭黑用量减少，降低了白炭
                KH-560，1 ； VAM，1 ； 18D，1 ；碱性白炭黑，20 ；              黑对促进剂的吸附作用，因此胶料的硫化时间缩短 ；
                其余原料均为变量，详见下表 1 所示。                               各配方脚料的焦烧时间 T 10 都在 1  min 左右，确保硫
                                表 1 实验配方                          化时有足够的时间使胶料充满整个模腔，以得到完整
                      配方          1  #  2  #  3  #  4  #  5  #
                      白炭黑         30    24    15    9     0       的胶片 ；从表 2 还可以看出，随着 PPC 预混料用量的
                      增塑剂         10     8    5     3     0       增加，胶料的最大转矩 M H 和最小转矩 M L 逐渐减少，
                 PPC/ 勃姆石预混料       0    8.4   21   29.4   42
                                                                  PPC 预混料具有增塑作用，改善了胶料的流动性，便
                1.4 试样制备                                          于加工成型。
                    混炼胶的制备 ：调节辊距至 0.1  mm，首先对                     2.2 PPC 预混料对 NBR/AEM 并用胶力学
                NBR 薄通塑炼 3~4 次后，加入 AEM、硬脂酸、加工                     性能的影响
                助剂 VAM、脱模剂 18D，打三角包 5 个，使 NBR 和                       PPC 预混料对 NBR/AEM 并用胶力学性能的影响
                AEM 在开炼机辊筒上混合均匀，且不辗辊；调大辊距，                        如下图 1、2 所示。

                                          表 2 PPC 预混料对 NBR/AEM 并用胶加工性能的影响
                                                                   硫化特性参数
                          PPC 预混料的用量
                                           M H /(dN . m)  M L /(dN . m)  tc 10 /(m:s)  tc 90 /(m:s)  tc 100 /(m:s)
                           #
                           1  PPC 预混料 0      68.50       14.70        1:31         6:17        28:40
                          2  PPC 预混料 8.4     45.44       10.88        1:12         5:30        25:20
                           #
                           #
                          3 PPC 预混料 21       41.87        6.09        1:05         4:28        23:59
                          4 PPC 预混料 29.4     33.87        5.42        1:04         3:57        23:57
                           #
                           #
                          5 PPC 预混料 42       22.57        2.87        0:56         3:54        21:11
                2022     第   48 卷                                                                      ·37·
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