Page 66 - 2019-11

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

模量。可以推测在 NBR/ACM 共混胶中，如果炭黑分 后共混＞ ACM 加炭黑。分析其中原因可能为炭黑对
布均匀，无论使用任何工艺都相当于添加 40 份炭黑的 橡胶吸附力的强弱与橡胶不饱和度及分子量有关，橡
ACM 与添加 40 份炭黑的 NBR 共混。当配方中无炭 胶不饱和度或分子量越大，炭黑对橡胶的吸附性越强。
黑时，NBR/ACM 共混胶模量在两种橡胶之间。从图 丁腈橡胶为不饱和橡胶，丙烯酸酯橡胶为饱和橡胶 ；
中可以发现，在橡胶拉伸时，只有使用 ACM 中加炭 本实验所使用的 NBR3370C 分子量大概在 70 万左右，
黑工艺的共混胶模量略低于 ACM 的模量，工艺下的 而 ACMAR203 分子量在 10~20 万左右。
共混胶模量均大于纯 ACM 的模量，更远大于 NBR 的
模量，这说明在共混胶中的炭黑存在偏析现象。 3 结论
（1）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。
（2）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。
（3）NBR/ACM 共混胶中炭黑存在偏析现象，且
向 NBR 中偏析。几种共混工艺中，炭黑偏析程度依次
为 NBR 加炭黑＞ NBR+ACM+ 炭黑＞先各自加一半
炭黑后共混＞ ACM 加炭黑。
（4）采用 NBR 中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 中加炭黑工艺
的共混胶具有低模量和高伸长率的特点。
图 7 应力 - 应变曲线

炭黑在共混胶中偏析，炭黑集中在与炭黑结合力 参考文献 :
[1] 李炳炎 . 炭黑生产与应用手册 [M]. 化学工业出版社 , 2000.
更强的一相中，产生大于 40 份的补强效果，使此相的
[2] 王作龄 . 炭黑应用技术 [J]. 世界橡胶工业 , 2000(4).
模量急剧增大，故共混胶在拉伸时应力集中在补强效 [3] 杨清芝 . 实用橡胶工艺学 [M]. 化学工业出版社 , 2005.
果好的一相，使共混胶模量增大。但这导致了另一相 [4] Wootthikanokkhan J , Rattanathamwat N . Distribution of
carbon black in natural rubber/acrylic rubber blends[J].
的补强效果较差，容易应力集中，使扯断伸长率较低。
Journal of Applied Polymer Science, 2010, 102(1):248~256.
由图可以看出，NBR 中加炭黑工艺下的共混胶扯断伸 [5] 李国芹 , 李培军 , 赵树高 . 炭黑在低硬度天然橡胶 / 顺丁橡胶
长率最低、模量最高，远超两种纯胶的模量。表面将 并用胶中的偏析 [J]. 橡胶工业 , 2015, 62(11):645~650.
炭黑先加入 NBR 中再共混，炭黑偏析现象最明显，由 [6] 曲丽 . 白炭黑改性及其在共混胶料中的偏析行为对橡胶磨耗性
能的影响研究 [D]. 青岛科技大学 , 2013.
此可以推测炭黑往 NBR 中偏析，且炭黑偏析程度依次
为 NBR 加炭黑＞先共混后加炭黑＞先各自加一半炭黑

Effect of carbon black dosage and segregation behavior on
properties of NBR/ACM

Lin Yao, Li Changhao, Deng Tao
(Qingdao University of Science & Technology, Qingdao 266042, Shandong, China)
Abstract: The effect of carbon black dosage on the reinforcing effect of nitrile rubber (NBR) and acrylate
rubber (ACM) and the segregation behavior of carbon black in NBR/ACM blended rubber were studied.
The results showed that with the increasing of the amount of carbon black, the vulcanization rate and the
torque difference of NBR and ACM was increased, and the difference between the maximum torque and
the minimum torque and the loss factor for ACM was larger than that of NBR. The increase of carbon black

·20· 第 45 卷 第 11 期