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原材料与配方 林尧 等·炭黑用量及偏析行为对 NBR/ACM 共混胶性能的影响

炭黑用量及偏析行为对 NBR/ACM

共混胶性能的影响

林尧，李长皓，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 ： 研究了炭黑用量对丁腈橡胶（NBR）与丙烯酸酯橡胶（ACM）补强效果的影响，以及炭黑在 NBR/ACM 共混胶中的
偏析行为。结果表明随炭黑用量的增大，NBR 与 ACM 硫化速率加快、转矩差值增大，ACM 的最大转矩与最小转矩与之差及损
耗因子变化率比 NBR 大。炭黑用量的增加对 ACM 硬度及模量的影响较大，对 NBR 拉断强度及扯断伸长率影响较大。在 NBR/
ACM 共混胶中炭黑向 NBR 中偏析，先向 ACM 中加入炭黑再与 NBR 共混能减小偏析现象。采用 NBR 加炭黑工艺得到的共混胶
具有高模量和低伸长率的特点，采用 ACM 加炭黑工艺的共混胶具有低模量和高伸长率的特点。
关键词 ： NBR ； ACM ；炭黑 ；偏析
中图分类号 ： TQ332 文章编号 ： 1009-797X(2019)11-0017-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.11.005

炭黑已在橡胶制品中被广泛用作补强填料，其具 RD，0.5 ； N220 变量，N330 变量。
有质量轻、粒径小和表面积大等特点 [1] 。炭黑的结构 ACM 基本配方（质量份）为 ： ACM，100 ；硫化
性、粒径和表面活性被称为影响炭黑补强性能的三大 体系 (TCY，BZ），4； BLE，1.2； RD，0.5； N220 变量，
要素 [2] 。但在许多情况下，橡胶制品是由两种或多种 N330 变量。
橡胶共混制得，炭黑在共混过程中因胶种及共混工艺 表 1 NBR 配方 份
等因素的影响，其在共混胶中的分布并不均匀 [3] 。因 项目 1# 2# 3# 4# 5#
N220 0 10 20 30 40
此，炭黑在共混胶中的分布对其补强效果有较大的影 N330 0 10 20 30 40
响，共混胶的某些性能可以通过改变炭黑的分布来进 表 2 ACM 配方 份
行改良 [3~6] 。 项目 6# 7# 8# 9# 10#
N220 0 10 20 30 40
在之前的研究中发现，炭黑对丁腈橡胶（NBR）
N330 0 10 20 30 40
与丙烯酸酯橡胶（ACM）补强效果有差异，同时
1.2 主要仪器和设备
NBR 与 ACM 两者分子结构相差大，炭黑因与并用胶
SK-160B 型开炼机，上海市橡胶机械厂 ； LCM-
中组分的亲和性不同而会优先分配在某一相中，这会
影响到并用胶的很多性能。本文通过研究炭黑对 NBR 3C2-G03-LM 型平板硫化机，深圳市佳鑫设备有限
公司 ； M-3000A 型硫化仪，台湾高铁公司 ； JDL-
与 ACM 的补强效果以及炭黑在 NBR/ACM 并用胶中
2500N 型电子拉力机，天发试验机械有限公司 ； GT-
的偏析行为，从而达到性能优化的目的。
XB 320M 型电子天平，台湾高铁科技股份有限公司 ；
GT-7017-M 型老化箱，台湾高铁公司。
1 实验部分
1.3 试样制备
1.1 原材料
根据配方，先将胶料加入密炼机中混炼，然后将
丁腈橡胶，3370C，德国朗盛有限公司 ；丙烯酸
混炼胶再次投入开炼机中，将硫化体系加入，薄通六
酯橡胶，AR203，无锡市诺邦橡塑有限公司。其他原
次，待其混炼均匀后，调大辊距后出片，制得混炼胶
材料均为市售常用原材料。
基本配方（质量份）见下表。
NBR 基本配方（质量份）为 ： NBR，100 ；硫化 作者简介 ：林尧（1993-），男，山东济宁人，硕士研究生，
主要从事橡胶共混与改性方面的研究。
体系 (S，CZ, TT，ZnO, 603, SA），11.5 ； BLE，1.2 ；
收稿日期 ：2019-02-14

2019 第 45 卷 ·17·
年