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

5 所示。
表 5 炭黑补强天然橡胶硫化胶的物理机械性能
9# 10# 11# 12#
M 100 /MPa 6.96 7.21 5.11 7.03
M 300 /MPa 18.68 19.16 16.38 -
断裂伸长率 /% 347.84 342.53 344.06 234.35
拉伸强度 /MPa 20.3 20.3 17.9 16.4
永久变形 /% 21.1 25.1 20.1 15.1
邵尔 A 型硬度 / 度 82 83 83 83
撕裂强度 /kN·m -1 91.9 101.5 83.8 67.8
磨耗体积 /cm 3 0.039 0.051 0.059 0.067
拉伸疲劳寿命 / 万次 62.5 82 80 20.5
70℃热氧老化 72 h 后
M 100 /MPa 8.17 6.55 7.14 8.59
断裂伸长率 /% 243.91 266.18 276.57 168.87
拉伸强度 /MPa 17.9 16.9 17.6 13.6
永久变形 /% 13.9 15.1 15.6 12.1 图 2 炭黑补强天然橡胶硫化胶的应力 - 应变曲线
热氧老化系数 /% 62 64 79 60
不同牌号的天然橡胶经炭黑补强后的拉伸性能如
2.2.1 炭黑补强天然橡胶硫化胶的拉伸性能 图 3 所示。在拉伸强度方面，10# 和 9# 较高，11# 次
和拉伸断裂形态 之，12# 最低。而在断裂伸长率方面，9#、10# 和 11#
图 2 是炭黑补强后天然橡胶硫化胶的应力 - 应变 相差不多，12# 则较低。与未补强胶料相比，炭黑填
曲线。由图中可以看出，9#、10# 和 12# 的曲线很 充的四种牌号的天然橡胶的拉伸强度都得到了提升，
相似，而 11# 的应力 - 应变曲线下包围的面积低于其 而断裂伸长率均大幅下降，但不同胶料的变化幅度却
他三样，说明该试样的强度和韧性不如另外三样。 有区别。其中 9# 的拉伸强度上升幅度最小，而断裂伸

图 3 炭黑补强天然橡胶硫化胶的拉伸性能

长率的下降幅度却较大。研究表明 [36] ，天然橡胶生胶 从而形成了 “ 互锁 ” 结构，使得试样在拉伸时能够消
的门尼黏度较低时，炭黑与胶料的结合效果反而较好。 耗更多的能量，故 10# 的拉伸性能更好 [37] 。11# 的断
1# 生胶的门尼黏度较大，炭黑结合性能较差，因而补 裂面上虽然也较粗糙，但其层状结构并不明显，且还
强效果欠佳。 存在着较大的颗粒，易成为试样的缺陷，故拉伸强度
图 4 是炭黑补强后不同天然橡胶硫化胶的拉伸断 不如前两种橡胶。12# 的断裂面明显比其他三种橡胶
裂面的扫描电镜图像。对四幅组图进行比较后，我们 的要平整光滑，说明该橡胶抗外力拉伸作用并不佳，
可以发现，9# 与 10# 的拉伸断裂面较为粗糙，表明这 所以其拉伸性能最差。
两种橡胶的抗外力拉伸作用较好，因而能够具有较大 2.2.2 炭黑补强天然橡胶硫化胶的撕裂性能
的拉伸强度。其中 10# 的断裂面上还有一些空穴，这 和撕裂断裂形态
可能是炭黑粒子在试样拉伸断裂时被抽出而留下的， 图 5 给出了炭黑补强后 4 种天然橡胶硫化胶的撕

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