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理论与研究 康永 等·三种硫化体系对溶聚丁苯橡胶及 1052 硫化胶影响分析

三种硫化体系对溶聚丁苯橡胶及

1052 硫化胶影响分析

康永，豆高雅
( 榆林市瀚霆化工技术开发有限公司，陕西 榆林 718100)

摘要 ： 本实验考察了普通硫化体系 (CV)、半有效硫化体系 (SEV) 和有效硫化体系 (EV) 对溶聚丁苯橡胶 (T2000R) 以及 1052
硫化胶基本性能的影响。实验研究结果表明： SEV 体系硫化胶的交联密度最高，而 CV 体系硫化胶的交联密度最低； T2000R 胶料，
CV 体系硫化胶的拉伸强度最高，EV 体系的次之，而 SEV 体系的最低。T2000R 胶料的 100% 定伸应力的变化规律 ： EV ＞ SEV
＞ CV ；而 1502 硫化胶的 100% 定伸应力的变化规律与 T2000R 相反。三种硫化体系对 T2000R 和 1502 硫化胶的撕裂强度的影
响规律相同，其硫化胶的撕裂强度的关系是 CV ＞ EV ＞ SEV。T2000R 硫化胶的硬度均稍大于 1502 的。
关键词 ： 硫化体系 ；交流密度 ；拉伸强度 ；撕裂强度 ；定伸应力
中图分类号 ： TQ330.13 TQ333.1 文章编号 ： 1009-797X(2018)23-0001-06
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2018.23.001

硫化是指橡胶的线型大分子链通过化学交联而构 的程度减小，例如未硫化天然橡胶低于 10℃时，长期
成三维网状结构的化学变化过程 [1~5] ，随之胶料的物 贮存会产生结晶硬化 ；温度超过 70℃，塑性显著地增
理性能及其他性能也发发生根本变化。橡胶硫化是橡 大 ；超过 100℃，则处于黏流状态 ； 200℃便开始发生
胶生产加工过程中的一个非常重要的阶段，也是最后 分解 [26~28] 。但硫化后，扩大了高弹性的温度范围，脆
的一道工序 [6~8] 。这一过程赋予橡胶各种宝贵的物理 性温度可降低到 -20~-40℃以下，且不出现生胶的塑
性能，使橡胶成为广泛应用的工程材料，在许多重要 性流动状态。因此硫化大大地提高天然橡胶的使用温
部门和现代尖端科技如交通、能源、航天航空及宇宙 度范围。在一定的硫化时间范围内，随着交联密度的
开发的各个方面都发挥了重要作用。 增大，橡胶密度有所提高，而气透性则随交联密度的
硫化过程中，橡胶的物理机械性能变化很显著， 增大而下降。这是由于大分子链段的热运动受到一定
所以在生产工艺中，常常以物性的变化来量度硫化程 限制引起的。
度。橡胶的物性一般是指强度 ( 抗张强度、定伸强度 硫化过程中，由于交联作用，使橡胶大分子结构
以及撕裂强度等 )、扯断时的伸长率、硬度、弹性、永 中的活性官能团或双键逐渐减小，从而增加了化学稳
久变形、溶胀程度等。不同结构的橡胶，在硫化过程 定性。另一方面，由于生成网状结构，使橡胶大分子
中物理机械性能的变化虽然有不同的趋向，但大部分 链段的运动减弱，低分子物质的扩散作用受到严重阻
性能的变化基本一致 [9~15] 。天然橡胶在硫化过程中， 碍，结果提高了橡胶对化学物质作用的稳定性。故本
可塑性明显下降，强度和硬度显著增大，而伸长率、 文研究了硫化体系对丁苯橡胶 T2000R 的影响。
溶胀程度则相应减小 [16~20] 。这些现象都是线形大分子
转变为网状结构的特征。对于带有侧乙烯基结构的橡 1 实验部分
胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶等，在硫化过程中也有类 1.1 实验仪器
似的变化，只不过是在较长的时间内，各种性能的变 实验所用主要设备仪器列于表 1。
化较为平坦，曲线出现的极大或极小值不甚明显 [21~25] 。 1.2 实验试剂
硫化过程会使橡胶溶于溶剂的能力逐渐降低，而 实验所用主要材料试剂见表 2 所示。
只能溶胀 ；硫化到一定时间后，溶胀性出现最小值，
继续硫化又有使溶胀性逐渐增大的趋向。硫化提高了 作者简介 ：康永 (1981-)，男，博士研究生，工程师，现
从事复合材料研究工作。
橡胶的热稳定性，即橡胶的物理机械性能随温度变化
收稿日期 ：2018-05-25

年
2018 第 44 卷 ·1·