Page 77 - 2019-17
P. 77
原材料与配方 姬春梅·炭黑补强天然橡胶的性能研究
图 10 炭黑补强天然橡胶硫化胶热氧老化前后的拉伸性能
的聚集结构提供信息。高聚物的玻璃化转变、结晶、
取向、交联、相分离等结构变化都与分子运动状态的
变化密切相关，而分子运动的变化又能灵敏的反映在
动态力学性能上，因而动态力学分析是研究高聚物结
构 — 分子运动 — 性能的一种有效手段。
DMA 能在一块试样上采用较宽的频率或者温度
范围进行连续测试，可以很方便地得到高聚物材料黏
弹性有关的一系列信息，如贮存模量 E′、损耗模量 E′′、
损耗角正切值 tanδ 以及应力 σ、应变 ε、振幅、频率、
温度、时间、位置、静载荷等。
贮存模量 E′ 与试样在每周期中贮存的最大弹性成
图 11 炭黑补强天然橡胶硫化胶的热氧老化系数
正比，反映材料黏弹性中的弹性成分，表征材料抵抗
变形能力的大小。模量愈大，愈不容易变形，表示材
料刚度愈大。损耗模量与试样在每周期中以热的形式
消耗的能量成正比，反映材料黏弹性中的黏性成分，
能够帮助预示冲击强度 ( 材料的韧性 )。在系统的研究
过程中，人们已经总结出 60℃时的动态损耗正切 (tanδ)
值可以反映橡胶复合体系在滚动过程中的滚动损耗大
小，0℃时的动态损耗正切值可以用于表征橡胶复合体
系在滚动过程中的湿抓着性能。同时，损耗正切和模
量的温度谱也可以有效地用于研究橡胶复合体系的混
容性和交联网的均匀性。
图 13 为 9# 与 11# 的贮存模量 - 温度曲线。在图
中我们发现，两种胶料在低温时的贮存模量均较高，
图 12 炭黑补强天然橡胶硫化胶的邵氏 A 型硬度
这是因为天然橡胶在低温下处于半结晶的状态。由前
料的特性，尤其是在实际应用中用来测量材料在一周 述章节可知，3# 生胶的结晶程度要好于 1# 生胶。因
期应力下，材料发生形变时的模量 ( 刚性 ) 和阻尼 ( 能 此，低温下 (-80~-60℃)11# 的贮存模量要高于 9#。
量损耗 ) 特性，这些参数具有广泛的应用意义。该技 但随着温度的升高，胶料由玻璃态向高弹态转变，两
术是测定高聚物的各种转变，评价高聚物的耐热性、 者的贮存模量迅速下降，且趋于一致。这可能是 9# 和
耐寒性、相容性等的一种简便方法，并为研究高分子 11# 的硬度相近的缘故。
2019 第 45 卷 ·21·
年
