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理论与研究 易杰 等·NBR/EVM 共混胶老化时间及交联密度对 WLF 方程中 C 1 、C 2 的影响

NBR/EVM 共混胶老化时间及交联密

度对 WLF 方程中 C 、C 的影响
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1
易杰，于祥，林尧，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 ： 研究了 NBR/EVM 共混胶中老化时间与 WLF 方程中 C 1 、C 2 的关系和交联密度对 C 1 、C 2 的影响。将 WLF 方程倒置，
转换为线性方程 ：-1/Logα T =(C 2 /C 1 )×[1/(T-T r )]+1/C 1 ，经过共混胶压缩蠕变实验，求得 C 1 、C 2 的值。得出结论，C 1 与老化时间
的关系不大，交联密度对 C 1 的影响也不大 ； C 2 随着老化时间的延长逐渐减少，交联密度增加，C 2 减少。
关键词 ： 老化时间 ；交联密度 ； WLF 方程 ； C 1 、C 2 ；压缩蠕变
中图分类号 ： TQ330.14 文章编号 ： 1009-797X(2018)01-0001-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2018.03.001

黏弹性可作为时间 ( 或频率 ) 的函数来表示，称 Logα T )}，通过线性拟合 (linear fitting)，寻求一条最
为时间 ( 或频率 ) 谱 ；另一方面，也可作为温度的函 优直线，其距离各数据点最近，而其他任何直线与数
数来表示，称为温度谱。升高温度与延长观察时间对 据点的距离都大于最优直线。于是，最优直线即为拟
聚合物的黏弹行为是等效的，被称之为时间 - 温度叠 合直线，是偏差最小的描述数据点 {(1/(T-T r ），-1/
加原理 ( 简称时温叠加原理 )，或称为时温等效原理 [ 1,2] 。 Logα T )} 线性关系的直线。由拟合直线的斜率 C 1 /C 2 、
此外，WLF 方程还被广泛应用于研究高分子体系的形 截距 1/C 1 ，可求得 C 1 、C 2 。
态与结构 [3~5] 。其中，主要的是基于时间 - 温度叠加
原理考察低频率区域 ( 长时区域 ) 黏弹参数 ( 函数 ) 是 1 实验部分
否满足线性黏弹理论，判断是否形成相分离、网络等 1.1 原材料
有序结构 [6~8] 。 丁腈橡胶（NBR），2870，丙烯腈质量分数 28%，
WLF 方程最早是从验算时温度转换的大量实验事 德 国朗 盛 公 司 ；乙 烯 - 醋酸 乙 烯酯 橡 胶（EVM），
实中总结而来。Williams，Landel 和 Ferry 发现，对 500HV，VA 质量分数 50%，德国朗盛公司 ；其他助
许多非晶态聚合物，通过把在不同温度下得到的几个 剂均为市售橡胶工业常用原材料。
不同时间数量级的实验模量 - 温度曲线水平位移，可 1.2 基本配方
以叠合成一条主曲线 (master curve)。在时间轴上的水 NBR，70 ； EVM，30 ； N330，20 ； N660，40 ；
碳酸钙，30； TOTM，6； DOP，9； DCP，1； TAIC，0.5；
平位移 α T ( 在温度 T 时的驰豫时间 τ 和在参考温度 T r
时的驰豫时间 τ r 之比 ) 符合以下关系 ： 防老剂 MB，2 ； RD，1 ；石蜡，1。
loga =log τ τ = -C (T-T ) r (1) 1.3 主要仪器与设备
1
T
r C +(T-T ) r X(S)K-160 开炼机，上海双翼橡塑机械有限公
2
司； QLN-n400 平板硫化机，上海第一橡胶机械厂 ；
式中，α T 为位移因子，τ 和 τ r 分别为温度在 T、T r
时的松弛时间，C 1 、C 2 为经验参数，T r 为参考温度。
MZ-4010B1 无转子硫化仪，江苏明珠试验机械有
求 C 1 、C 2 的值 ：为了求解经验常数 C 1 、C 2 ，我
限公司 ；GT-XB 320M 电子比重天平，台湾高铁科
们通常可将 WLF 方程转换为线性方程 ：
技股份有限公司 ；401A 型老化实验箱，上海实验仪
-1/Logα T =（C 2 /C 1 ）×[1/(T-T r )]+1/C 1 (2)
器有限公司 ；GT-7049 蠕变实验机，台湾高铁科技
在 上 式 中， 因 变 量 为 1/(T-T r ）， 自 变 量 为 -1/
Logα T ，求解参数为 C 2 /C 1 (斜 率)和 1/C 1 (截 距)。 作者简介 ：易杰（1992-），男，硕士研究生，主要从事橡
于 是， 原问题转化为将数据组 {(1/(T-T r ），-1/ 胶共混与老化性能方面的研究工作。
收稿日期 ：2017-09-25

年
2018 第 44 卷 ·1·