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

并停放。 老化条件为 100℃ ×72 h，热油老化条件为 46# 液压油，
表 3 试样制备 100℃ ×72 h。
项目 制备方法
将 80 份炭黑密炼机全部加入 NBR，再与 ACM 以 50/50
11#
比例共混 2 结果与讨论
将 80 份炭黑密炼机全部加入 ACM，再与 NBR 以 50/50
12#
比例共混 2.1 炭黑用量对 NBR 与 ACM 硫化特性的影
13# 先将 NBR/ACM 共混，再将 80 份炭黑密炼机全部加入 响
其中
14# 先将 40 份炭黑分别加入 NBR 和 ACM 中，然后将两种 表 4 为不同炭黑用量对 NBR、ACM 硫化特性的
胶共混
影响，从表中可以看出当炭黑用量从 0 份逐渐增加到
1.4 性能测试标准 80 份过程中，由于炭黑的碱性使得焦烧时间逐渐减小，
（1）硫化特性按国家标准 GB/T 16584—1996 进 硫化速度逐渐变快。同时 N220 与 N330 均具有较好
行测试。 的补强效果，故两种胶的最小转矩逐渐增大，与最大
（2）邵尔硬度按国家标准 GB/T 531.1—2008 进 转矩与之差也逐渐增大。炭黑的加入会使橡胶在运动
行测试，拉伸性能采用电子拉力试验机按照 GB/T 时与炭黑之间产生摩擦，导致损耗因子增大。可以发

528—2008 进行测试，拉伸速度为 500 mm/min。 现随着炭黑用量的增大，ACM 的最大转矩与最小转矩
（3）老化性能按 GB/T 3512—2001 测试，热空气 与之差及损耗因子变化率比 NBR 大。

表 4 炭黑用量对 NBR、ACM 硫化特性的影响
项目 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10#
M H /dN·m 10.03 14.54 19.38 26.67 32.47 4.41 7.08 12 18.87 24.53
M L /dN·m 0.97 1.44 2.12 3.22 5.27 0.7 1.14 1.59 2.94 5.18
M H -M L /dN·m 9.06 13.1 17.26 23.45 27.2 3.71 5.94 10.41 15.93 19.35
t c10 /min:s 4 : 29 3 : 41 3 : 07 2 : 25 2 : 04 3 : 17 3 : 18 2 : 28 2 : 33 2 : 11
t c90 /min:s 8 : 06 6 : 18 5 : 25 4 : 23 4 : 23 19 : 35 19 : 26 18 : 08 17 : 28 16 : 32
tanδ 0.023 0.031 0.043 0.061 0.087 0 0.008 0.049 0.085 0.113

2.2 炭黑用量对 NBR 与 ACM 物理机械性能
的影响
从图 1 和图 2 中可以看出，两种橡胶在未补强时，
ACM 的硬度远低于 NBR，100% 定伸强度接近于 0 ；
当两种胶配方中添加 20 份炭黑时，ACM 的 100% 定
伸强度已超过 NBR ；当使用 40 份炭黑补强时，两者
硬度一致，ACM 的 100% 定伸强度大于 NBR ；随着
炭黑用量的增加，两者模量及硬度差距逐渐增大。说
明随着炭黑用量的增加，ACM 硬度及模量相对变化较
大。从图 3 和图 4 中可以看出，配方中炭黑的份数对
NBR 的拉断强度及扯断伸长率影响较大，特别是炭黑
用量从 0 份增加到到 20 份后，NBR 拉断强度急剧增
图 1 炭黑用量对 NBR 与 ACM 硬度的影响
大，扯断伸长率也增大，推断是炭黑对 NBR 补强后，
既增加了炭黑间物理交联网络，又大幅度减轻了在拉 的大小，即温度能影响炭黑补强效果。由图 5 和图 6
伸过程中的应力集中现象。 可以看出，随着炭黑用量的增加，两种胶的储能模量
2.3 炭黑用量对 NBR 与 ACM 储能模量的影 均增大，ACM 储能模量的变化率大于 NBR。同时当
响 温度升高时，两种橡胶的储能模量均降低，当炭黑用
炭黑在橡胶的内部形成物理网络结构是炭黑补强 量较低时，两者的储能模量变化较小 ；随着炭黑用量
的一个重要方式，这种网络是由范德华力所形成的， 的增加，温度升高，储能模量变化率逐渐增大，这种
温度对分子热运动影响较大，可以直接影响范德华力 现象在 ACM 上尤为明显。故可以得出结论，炭黑在

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