Page 68 - 《橡塑技术与装备》2023年11期

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

℃ ~65 ℃，升温速率为 2 ℃ /min。将试样放入 加致密的分子链网络，硫化后形成了更致密的交联网
GABOMETER-150 型动态热机械分析仪模腔中进行 络，交联密度提高，但是目数越高的滤网，对胶料的
测试。 挤出产生越大的内阻力，导致胶料的挤出涨大更加严
1.5.6 硬度测试 重，分子链与分子网络分散，不易形成交联网络。
测试标准为 GB/T 231.1—2008，测试方法为国际 2.2 滤网目数对气密层物理机械性能的影响
硬度计法 ：测选取两个位置相距 6mm 以上的点的硬度 表 4 和图 2 分别为不同目数滤网过滤后气密层
值，测量五次选取平均值。 的物理机械性能和物理机械性能的曲线对比图。由表
1.5.7 回弹测试 4 可以看出，经过过滤后的气密层的物理机械性能有
测试标准为 GB/T 1681—1991。测试温度条件设 着显著的提高。并且随着滤网目数的增加，胶料的邵
置为 20 ℃。测试 3 次取平均值。 尔 A 型硬度、100% 定伸应力，300% 定伸应力、撕
1.5.8 磨耗测试 裂强度都呈先增加后减小的趋势。且当滤网目数为
测试标准为 GB/T 9867—1988。测试 3 次取其平 150 目时，气密层的拉伸强度达到 9.21MPa，比未
均值。 过滤的胶料的拉伸强度提升了 17.17% ；撕裂强度达
-1
1.5.9 气密性测试 到 36.27kN·M ，比未过滤的胶料的撕裂强度提升了
测试标准为 GB/T 1038—2000. 测试 3 次取中值。 20.21%。这说明滤网过滤胶料杂质的同时还能平顺分
子链的作用，滤网目数越高，分子链更加平顺。但是
2 实验数据分析 滤网目数越高，过滤时对胶料的阻力越大，当胶料过
2.1 滤网目数对气密层硫化性能的影响 滤后，阻力消失，由于热运动与微构象的转化，分子
表 3 为不同滤网目数过滤后气密层的硫化特性参 链会自发恢复到混乱状态，导致胶料的机械性能会先
数。 上升后下降。
表 3 不同滤网目数过滤后气密层的硫化特性参数 表 4 不同滤网目数过滤后气密层的物理机械性能
加工工艺（滤网目数） 加工工艺（滤网目数）
性能 性能
0 60 100 150 200 300 0 60 100 150 200 300
门尼黏度 /M L （1+4） 79.17 80.23 81.45 92.67 81.53 80.97 邵尔 A 型硬度 /° 42.5 42 41.5 40 41 41.5
100℃ 100% 定伸应力 0.68 0.72 0.89 0.95 0.87 0.81
t 10 /min 2.01 2.17 2.26 2.47 2.30 2.21 /MPa
t 90 /min 11.89 12.06 12.76 13.24 12.83 12.21 300% 定伸应力 1.74 1.87 1.84 2.77 2.47 2.25
M L /(dN·M） 3.02 3.14 347 3.95 3.67 3.52 /MPa
M H /(dN·M） 28.68 23.23 22.91 23.87 23.75 23.42 M300%/M100% 2.55 2.61 2.73 2.92 2.84 2.78
M H -M L /(dN·M） 25.66 26.37 26.38 27.82 27.42 26.94 拉伸强度 /MPa 7.86 8.27 8.49 9.21 8.76 8.54
拉断伸长率 /% 370.24 382.13 396.57 414.24 406.37 391.67
撕裂强度 /
分析表格可知，经过滤网过滤后的胶料的焦烧时 -1 30.17 31.25 33.56 36.27 35.48 34.95
（KN·M ）
间均增加，随着滤网目数的增加，焦烧时间出现先增
2.3 滤网目数对气密层动态力学性能的分析
大后减小的趋势，当滤网目数为 150 目时，焦烧时间
图 3 为不同滤网目数过滤后气密层动态力学性能。
最长。
可以从图中看出，过滤后的胶料形成的填料网络比未
经过滤网过滤后的胶料 t 90 正硫化时间减少，且随
过滤的胶料的填料网络更加发达。随着应变的增大，
着滤网目数的增加，t 90 呈现先增加后减少的趋势，当
胶料的弹性模量 G' 呈下降趋势，这一结果符合 Payne
滤网目数为 150 时，t 90 达到最小，意味着此时胶料的
效应。同时随着滤网目数的增加，胶料的初始弹性模
硫化反应最快，获取最佳性能的时间最短。
量增大，且随着滤网目数的增加，胶料弹性模量下降
经过滤网过滤后胶料的 M H -M L 的差值均增大，
趋势越来越大，也就是说△ G' 的值增大。这说明随着
且随着滤网目数的增加，该差值呈现先增加后减少的
滤网目数的增加，胶料的 Payne 效应更加明显，填料
趋势，当滤网目数达到 150 目时，M H -M L 值最大，此
网络化程度更高 [13] 。
时硫化胶的交联密度最大，交联程度最高。
2.4 滤网目数对气密层动态黏弹性的影响
这说明胶料在经过滤网过滤后，胶料内的气泡随
图 4（a）是不同温度下动态黏弹性曲线；图 4（b）
着滤网目数的增加是逐渐减少的，有助于胶料形成更
各曲线的 tan δ 的峰值代表不同滤网目数下胶料的玻

·20· 第 49 卷 第 11 期