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理论与研究 李长皓 等·不同硫磺用量对 MPU/TPEE 动态硫化热塑性弹性热空气老化前后体物理机械性能的影响
2 结果与讨论 伴随着剪切力破碎为橡胶颗粒分散在塑料相中，此时
2.1 不同硫磺用量对 MPU 硫化特性的影响 胶料硬度由交联橡胶和塑料同时承担，所以硬度增大，
S 作为 MPU 的硫化剂，对其有较强的交联作用， 但随着硫磺用量的增加，TPV 的硬度不变。
不同 S 用量 MPU 的硫化特性，对 TPV 的性能具有相 热空气老化后与老化前的 TPV 硬度相比，未加 S
应的影响。 的 A1 胶料硬度上升，加入 S 的硬度有所下降，这是
如图 1，随着硫磺用量的增多，除未加硫磺的 A1 因为在热空气老化过程中，未加 S 的 TPV 橡胶相分子
外，其余胶料的硫化速度和硫化程度都增大，且存在 之间可能发生部分缠结，起到类似交联的作用。在前
不同程度的硫化反原现象。试样的 t 10 和 t 90 见表 2， 文中得知，未加 S 的 A1 胶料在硫化后期扭矩值略有
随硫磺用量的增加，焦烧时间减小，当 S 用量大于 1.5 上升，而加入硫磺的胶料存在硫化反原现象，橡胶相
份（A4）时，焦烧时间变化较小 ；橡胶的工艺正硫化 在热空气老化过程中可能发生分子链的断裂，因此胶
时间也一直减小。因此 S 在 MPU 中具有缩短焦烧时间， 料的硬度下降。
提高硫化速度和硫化程度，缩短硫化时间的作用。 表 3 不同硫磺用量 TPV 热空气老化前后硬度
标号 A1 A2 A3 A4 A5
热空气老化前邵尔 A 硬度 57 66 66 66 66
热空气老化后邵尔 A 硬度 60 63 64 65 66
2.2.2 不同硫磺用量对 TPV 热空气老化前后
拉断强度和断裂伸长率的影响
如表 4，热空气老化前未加入硫磺 A1 胶料的拉
断强度为 14.5 MPa，断裂伸长率为 1 168%，加入硫
磺的 A2 试样的拉断强度和断裂伸长率反而下降，这
是因为未加入 S 的橡塑共混物 A1 由于橡胶和塑料相
容性较好，在拉伸的过程中应力集中点较少，同时塑
料相的拉断强度和断裂伸长率较高，因此 A1 胶料的
拉断强度和断裂伸长率都较大，而加入 0.5 份 S 的 A2
胶料，橡胶相虽然被剪切力破碎，但是粒径较大，此
图 1 不同硫磺用量 MPU 硫化曲线
时橡胶相在塑料中相当于应力集中点的作用，因此 A2
表 2 MPU 不同 S 用量的 t 10 和 t 90
标号 A1 A2 A3 A4 A5 胶料的拉断强度和断裂伸长率大幅下降。随着 S 用量
t 10 /min - 7:38 6:64 5:30 5:38 的增大，橡胶相的交联程度增加，在剪切力的作用下
t 90 /min - 14:16 12:27 10:55 10:42
橡胶相被破碎为粒径更加细小的颗粒分散在塑料相中，
2.2 不同硫磺用量对 TPV 热空气老化前后物 一方面被破碎的橡胶颗粒相当于物理交联点分散在塑
理机械性能的影响 料相中，另一方面由于橡胶粒子粒径减小，橡胶和塑
考察了橡胶相中不同 S 用量对 TPV 热空气老化前 料的相容界面积增大，因此 TPV 的断裂伸长率增加。
后物理机械性能的影响。 而橡胶一旦变成分散相分散于塑料相中，TPV 的强度
2.2.1 不同硫磺用量对 TPV 热空气老化前后 将由连续相承担，因此随着 S 用量的增加，TPV 的拉
硬度的影响 断强度增长不大。
在 TPV 中，橡胶相经过相反转由连续相变为分散 热空气老化后的拉断强度和断裂伸长率与未老化
相，塑料相经过相反转由分散相变为连续相。如表 3， 之前的规律相似，但老化后未加 S 的胶料拉断强度上
热空气老化前未加硫磺 A1 胶料的硬度为 57，加入硫 升，S 超过 0.5 份时拉断强度低于老化前。这是因为
磺，硬度增加，这是因为未加硫磺的 A1 胶料中的橡 未加 S 的胶料在老化过程中发生部分交联，而加入 S
胶相没有交联，同时在高温开炼机上没有被剪切力破 的胶料在老化的过程中发生明显的硫化反原 ；老化后
碎为橡胶颗粒分散在塑料相中，A1 只是简单的橡塑 未加 S 的胶料断裂伸长率下降，这是因为在老化过程
共混物，此时 A1 胶料的硬度由塑料和橡胶同时提供。 中，一方面在高温下分子链发生热降解，另一方面在
而加入硫磺，橡胶相在高温下分子链发生交联，同时 氧气的作用下发生热氧老化，分子链发生降解。
年
2019 第 45 卷 ·9·
