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测试与分析 李华·使用橡胶加工分析仪来研究白炭黑补强溶聚丁苯胶料的焦烧行为

出填料聚集和胶料网络形成的速率。从图 4(a) 可以发 3 总结
现，两个没有 TESPT 配方的填料的初期聚集速度非常 除了橡胶硫化网络的形成，白炭黑的聚集是另一
快，且两者之间没有明显区别。而含有 TESPT 的配 个导致胶料模量上升的因素。因此，对于高白炭黑填
方，由于硅烷对白炭黑亲油性的提高，其聚集速度比 充的配方，使用传统的方法即根据模量上升来判断，
较慢，反应出大量的填料聚集被抑制。值得注意的是 并不是十分准确。为解决此问题，可以使用 RPA 不同
在 4 min 左右，出现一个小峰。这是因为在这个时候， 应变下的时间扫描，来研究白炭黑配方的焦烧行为。
部分 TESPT、促进剂、硫磺，已经完成了硫化诱导期，
开始了偶联和交联。在 7 min 后，填料聚集的速率基 参考文献 ：
[1] Sadequla A. M, Ishiakua U. S, Poh B.T. Cure index and
本都趋向于 0。这也说明了填料聚集发生在硫化的初
activation energy of ENR 25 compared with SMR L in
始阶段，并且随着硫化的进行，其速率迅速降低。另外， various vulcanization systems[J]. European Polymer
从图 4(b) 发现，含有 TESPT 配方的峰更高，这是因 Journal,1999, 35(4):711~719.
为由该配方在硫化过程中，除了产生橡胶 - 硫磺 - 橡 [2] Poh B. T, Ng C. C. The effect of accelerator/sulphur ratio on
the scorch time of epoxidized natural rubber[J]. European
胶的交联，还会产生白炭黑 - 硅烷 - 橡胶的偶联，这
Polymer Journal, 1998, 34(1):975~979.
一部分对模量的贡献非常大。 [3] Poh B. T, Ng C. C. Effect of silane coupling agents on
综合图 3 和图 4，可以认为，使用 0.28% 应变扫 the monney scorch time of silica-filled natural rubber
compound[J]. 1998, 34(7):975~979.
描来研究硫磺过程中的填料 - 填料作用，而用 42% 应
[4] Ten Brinke J. W, Van Swaaij P. J, Reuvekamp L. A. E. M, et
变来研究胶料网络作用是可行的。使用这种不同应变 al. Rubber Chemistry. Technoogyl, 2003, 76(1):12~35.
下的时间扫描，能够将填料聚集和橡胶硫化分开来研
究，是研究白炭黑填充胶料焦烧行为的有效工具。

Study on the scorch behavior of white carbon black reinforced
polystyrene-butadiene rubber using a rubber processing analyzer

Li Hua

(Zhongce Rubber Group Co. LTD., Hangzhou 310008, Zhejiang, China)
Abstract: The effects of bis- [γ- (triethoxysilyl) propyl] tetrasulfide (TESPT) on the vulcanization process of
white carbon black reinforced polystyrene-butadiene rubber were studied. It was found that testing with ASTM
D1646-2015 did not accurately reflect the scorch behavior of white carbon black reinforced compounds. In
order to solve this problem, time scanning under different strains of rubber processing analyzer (RPA) was used
to separately study the two behaviors of white carbon black accumulation and rubber vulcanization.
Key words: white carbon black; scorch time; accumulation; rubber processing analyzer
（R-11）

年
2020 第 46 卷 ·49·