Page 110 - 《橡塑技术与装备》2022年9期

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

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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 μ 0 —v 2 为零时的 μ 值。
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℃ /10 MPa× 不同硫化时间点，4 过氧化物硫化体系 将不同参比试样的 v 2 和 μ 进行线性拟合得到参数
的硫化条件为 160 ℃ /10 MPa× 不同硫化时间点。 μ0 和 β。故在得知测试试样的 v 2 之后便可得到测试试
1.4 分析与测试 样的 μ。最终由（1）式得 MPU 硫化胶的交联密度 ρ/
硫化性能 ：按 GB/T 16584—1996 测试，硫化条 Mc。
件见上。 注 ：对于含有补强填充剂的配方体系，需要将没
力 学性 能 ：拉 伸性 能 采用 电 子 拉力 试 验 机按 照 有溶胀的填料体积从中去除，因此对于 v 2 的适用式为：
GB/T 528—2008 进行测试，拉伸方式为单向拉伸， v 2 =(v 0 -v f )/(v s -v f ) （4）
拉伸速度为 500 mm/min。 每个测试点测试五次，将 式中 ：
测试结果去最大最小值后求平均值，即为实验结果。 v 0 — 试样溶胀前体积 ；
平 衡 溶 胀 法 测 交 联 密 度 ： 高 分 子 材 料 在 溶 液 中 v s — 试样溶胀后体积 ；
会发生溶胀，溶胀程度受交联程度和溶剂的影响，因 v f — 试样中固体部分的总体积。
此利用该原理可以通过测试硫化橡胶在良溶液中溶胀
程度的差异去定量计算交联程度。首先选取丙酮作为 2 结果与讨论
MPU 硫化胶的良溶剂，依据 Flory-Rehner 的简化公 2.1 硫化特性
式：
v v
2
1 v
− ln( − ) v −− µ v = ρ 1 (v 3 / 1 − 2 )
2
2
2
M 2 2
c
（v 2 、u、M c 未知） （1）
式中 ：
v 2 — 溶胀凝胶中的橡胶体积分数 ；
ρ— 溶胀前橡胶的密度 ；
v 1 — 溶剂的摩尔体积 ；
μ— 相互作用参数 ；
M c — 交联点间的平均分子量。
应用式（1），首先要知道 μ，可通过平衡溶胀法
测定。将参比试样 MPU 哑铃片试样在良溶剂丙酮中
溶胀，溶胀平衡状态后，在电子拉力机上缓慢的伸长
图 1 不同硫化体系下 MPU 的硫化特性曲线
至 150%，然后慢慢缩短至 50% 的伸长率，按下列公
表 2 不同硫化体系下 MPU 的硫化特性数据
式 ( 理想橡胶弹性方程 ) 计算 ：
试样 M H /(dN . m) M L /(dN . m) M H -M L /(dN . m) t 10 /min t 90 /min
F RT ρ 1 编号
= v 2 3 / 1 − (λ − ) （2） 1# 16.8 1.6 15.2 2.4 28.8
A 0 M C λ 2 2# 21.3 1.8 19.5 2.7 27.9
式中： 3# 22.9 1.5 21.4 5.7 23.5
4# 6.0 1.0 5.0 2.4 25.0
F— 拉力值 ；
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A 0 — 溶胀前硫化胶试片的横截面积 ； 1 ~3 硫磺硫化体系中 硫化剂 ：促进剂 的比例依
λ— 试片的伸长比。 次为 5:2、1:1 和 1:6。促进剂比例的增大使得硫化剂
将参比试样的 F、A 0 、v 2 、λ 代 入（2）式，求出 的利用率更大，交联效率更高，S 8 分解后的结构更加
参比试样的 ρ/M c 后代入到（1）式中即可求得该硫化 短化，生成的交联结构更加稳定，交联程度逐渐增大，
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胶的 μ。 所以如表 2，1 ~3 的最高转矩 M H 以及 M H -M L 均不
由 Kraus 方程得 ： 断增加。由于促进剂 M 与 DM 有延长焦烧的作用，使
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μ=μ 0 +β v2 （3） 得硫化诱导期越来越长，所以 1 ~3 的 t 10 呈增加趋势。
式中 ： β— 常数 ； 而促进剂用量的增加会加快硫磺的交联反应速率，所

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