Page 110 - 《橡塑技术与装备》2023年10期

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

#
测试温度 160 ℃。 形成少量 C—S 键； 3 硫化体系采用双 25 作为硫化剂，
老化实验 ：按照 GB3512 测定，老化条件 150 ℃， 其拉断强度相对较低，仅有 19.6 MPa，扯断伸长率较
老化时间 3 天。 低，定伸应力较大，扯断永久变形较低，可能是因为
力学性能 ：拉伸性能采用电子拉力试验机，按照 在此硫化温度下，双 25 能更快的分解出能引发交联的
GB/T 528—1998 测试，温度为室温。 活性自由基，而其自由基活性又偏低，引发有效交联
#
硬度试验 ：按照标准 GB/T 531—1999 测定。 反应较少，从而导致性能偏低的现象 ； 4 硫化体系以
硫磺作为硫化剂，其拉断强度最低，扯断伸长率最大，
2 结果与分析 定伸应力最小，硬度最小，扯断永久变形最，这主要
2.1 不同硫化体系对 HNBR 硫化特性的影响 是因为 HNBR 分子链中残留双键较少，硫化程度较低，
不同硫化体系对 HNBR 硫化特性的影响如表 2 交联密度较低。
所示 ：由硫化特性数据得知，不同硫化体系对 HNBR 表 3 HNBR 热空气老化前力学性能数据
1 # 2 # 3 # 4 #
硫化特性影响明显，M H -M L 可宏观表示 HNBR 交联
拉断强度 /MPa 23.3 21.9 19.6 18
#
程 度， 由 数 据 可 知，1 硫 化 体 系 M H -M L 差 值 最 大， 扯断伸长率 /% 233 258 227 581
#
交联程度较高，同时 1 硫化体系焦烧时间（t 10 ）较长， 100% 定伸应力 /MPa 9.8 9.5 8.9 2.6
硬度 / 邵 A
71
67
70
72
#
加工安全性较好 ； 2 硫化体系内加入 0.5 份 S，导致 扯断永久变形 /% 8% 12% 8% 28%
M H -M L 降低，交联密度有所降低，同时焦烧时间有所
2.3 不同硫化体系的 HNBR 老化后力学性能
延长，可能是因为 TAIC 用量减少，同时加入 0.5 份
不同硫化体系的 HNBR 老化后力学性能数据如
#
S，对 DCP 硫化过程产生一定影响 ； 3 硫化体系使用 #
表 4 所示 ：老化后 1 硫化体系力学强度变化较小，拉
双 25 作为硫化剂，TAIC 作为促进剂，其 M H -M L 值
断强度 23.8MPa，与老化前相比略有上升，扯断伸长
#
#
低于 1 硫化体系及 2 硫化体系，同时 t 10 又较短，加
率 228%，略有下降，定伸应力有所增大，这主要是
#
工安全性能相对较差，工艺正硫化时间较短 ； 4 硫化
因为在老化过程中，硫化胶内部发生老化反应，由于
体系 M H -M L 差值最小，交联程度最低，加工安全性 #
HNBR 耐老化性能较好，且 1 硫化体系交联键多为碳 -
能较差，工艺正硫化时间最短，这是因为温度相对较
碳键，耐老化性能优异，从而使得其老化性能变化较
高，S 与 TT 分解速度较快，迅速与 HNBR 中剩余双 #
小； 2 硫化体系硫化胶老化前后性能相比，拉断强度
键发生交联反应。
变化不大，扯断伸长率有所降低，定身应力有所增大，
表 2 不同硫化体系下 HNBR 硫化特性 扯断伸长率降低，相比 1 硫化体系，2 硫化体系的硫
#
#
1 # 2 # 3 # 4 #
#
M H /dN·m 35.1 32.6 32 25.3 化胶性能变化幅度相对较大，这主要是因为 2 硫化体
M L /dN·m 4.1 4.0 4.2 4.2 系内加有硫磺，交联过程中形成部分 C—S 键，C—S
34 31.6 30.9 24.1
M H -M L #
t 10 /min 2.1 2.5 1.7 1.8 键键能较低，耐老化性能较差，从而使得 2 硫化体系
t 90 /min 25.4 28.5 22.3 12.1 #
的硫化胶老化前后性能变化相对较大 ； 3 硫化体系老
2.2 不同硫化体系的 HNBR 老化前力学性能 化前后性能变化相对较小 ； 4 硫化体系老化前后性能
#
不同硫化体系的 HNBR 老化前力学性能数据如 变化较大，扯断伸长率明显降低，定伸应力明显增大，
#
#
表 3 所示 ： 1 硫化体系的硫化胶拉断强度高到 23.3 扯断永久形变明显降低，这主要是因为 4 硫化体系是
MPa，扯断伸长率相对较低，定伸应力最大，永久变 硫磺硫化体系，其交联键键能较低，在老化过程中更
形较低，这主要是因为 DCP 在硫化过程中，形成较 加容易发生断链及重排，从而使其交联程度增大，定
多的碳 - 碳键，刚性较大，从而导致其定身应力较大， 伸应力增大，扯断伸长率降低。
#
#
#
永久变形较低 ； 2 硫化体系与 1 硫化体系相比，2 硫 表 4 HNBR 热空气老化后力学性能数据
#
化体系中加入 0.5 份硫磺，相比 1 硫化体系，其性能 1 # 2 # 3 # 4 #
拉断强度 /MPa 23.8 22.1 21.1 17.8
表现为，拉断强度稍有降低，扯断伸长率略有增大， 扯断伸长率 /% 228 211 199 446
100% 定伸应力 /MPa 10.3 10.6 10.5 4.7
定伸应力略有降低，永久形变略有增大，这是因为加
硬度 / 邵 A 72 71 71 70
入少量硫磺后，在硫化过程中，DCP 与硫磺发生一定 扯断永久变形 /% 8% 8% 8% 20%
反应，从而消耗部分 DCP，同时硫磺参与硫化反应，
·56· 第 49 卷 第 10 期