Page 109 - 《橡塑技术与装备》2022年9期

测试与分析 杜伟 等·交联键类型对聚氨酯橡胶定伸应力的影响

交联键类型对聚氨酯橡胶定伸应力的

影响

杜伟，邓涛 *
( 青岛科技大学 高分子科学与工程学院，山东 青岛 266042)

摘要 ： 实验探索了在不同种类硫化体系下形成的不同类型交联键对混炼型聚氨酯橡胶（MPU）定伸应力的影响。实验通过设
计不同的硫化体系得到不同交联结构的 MPU 硫化胶，其中包括高硫低促、普通硫磺、低硫高促、过氧化物硫化体系。随着促进剂：
硫磺比例的增加，硫磺的利用率和交联效率逐渐增加，硫化橡胶中主要的交联结构也由多硫键向单硫键转变。实验研究了在每一
种硫化体系下交联密度对定伸应力的线性关系，且四组硫化体系横向对比发现，交联键键能的大小与线性模型中的斜率 K 值有相
关性，呈正相关。
关键词 ： 混炼型聚氨酯橡胶（MPU）；交联键类型 ；交联密度 ；定伸应力 ；线性关系
中图分类号 ： TQ333.99 文章编号 ： 1009-797X(2022)09-0055-06
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2022.09.012

橡胶硫化后具备了一定的交联网络，从而发挥自 1.1 原材料
®
身独特的性能，应用于各种使用场合 [1] 。橡胶硫化后 MPU: 牌号 SUNTHANE E6008，聚醚型高性能
的性能受很多因素影响，其中分子链类型以及分子网 混炼型聚氨酯橡胶，广州顺力聚氨酯科技有限公司提
络的作用最为明显 [2] 。所以在橡胶主体材料固定的情 供 ；炭黑 N330, 天津卡博特公司提供 ；其他配合剂均
况下，需要对高分子交联网络进行有效调控，从而达 为常用工业品。
到使用要求。而交联网络中的交联结构对性能的影响 1.2 实验配方
极为重要，这就要求人们对交联结构进行深入探索， 实验配方详见表 1。
找到其影响材料性能的规律，从而为更好地调控高分 表 1 不同硫化体系的实验配方
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子交联网络奠定理论基础。 1 高硫低促 2 普通硫磺 3 低硫高促 4 过氧化物
M 0.5 1 2 DCP 1
本实验选取的材料为 MPU（混炼型聚氨酯橡胶）， DM 0.5 1 4 TAIC 1
S 2.5 2 1
MPU 问世的年代很早，但是一直受困于技术问题导致
该材料未能获得进一步地发展空间。人们对聚氨酯的 其余配合剂均相同（单位 ： phr）： MPU E6008
研究更多放在 TPU、CPU 上。现如今随着 MPU 的不 100 ；硬脂酸 1 ；硬脂酸锌 0.5 ； ZnO 5 ； NH-2 1 ；
断改善，市场中出现了一批高性能混炼型聚氨酯橡胶， 补强体系 40 ；防老体系 2。
展开对 MPU 硫化体系的研究，也迎合了国内市场发 1.3 试样制备
展需求。 胶料用常规方法在开炼机上混合。具体操作方法
MPU E6008 是聚醚型高性能混炼型聚氨酯橡胶， 如下 ：将开炼机的辊距调到 1 mm，加入 MPU 生胶，
具有极佳的耐磨性能、优异的耐低温、耐水解、耐臭 薄通五次，待用。然后把辊距调到 2 mm，将混炼后
氧老化和动态力学性能 [3] 。聚合物分子链含有不饱和 的生胶放入开炼机中，待包辊后，依次加入配合剂、
双键结构，既可以用硫磺交联，也可用过氧化物交联 [4] 。 分批加入炭黑等，最后加入硫化剂，混炼约 15 min，
工艺性能优越，成型工艺可用模压、注射、挤出、转注、 均匀后打三角包 5 次，然后下片，停放 16 h 后在平板
无模蒸汽硫化等多种方式 [5] 。
作者简介 ：杜伟（1996-），男，在读硕士研究生，主要从
事橡胶共混与改性方面的研究。
1 实验部分 收稿日期 ：2022-06-02

年
2022 第 48 卷 ·55·