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

a. 拉伸强度是试样扯断时工作部分单位面积上所 寸为微米级，虽能降低材料的摩擦系数和磨损量，但
受负荷的大小。其计算公式如下 ： 也会降低材料的力学性能，因此，在研究膨胀石墨对
P 丁腈橡胶性能影响之前，必须先研究高耐磨炭黑对丁
σ= bh
腈橡胶的补强作用，选出最优配方后，在此基础上再
其中，
研究膨胀石墨对丁腈橡胶导电性能的影响。
σ— 拉伸强度，MPa ；
炭黑的性质对硫化胶的性能有决定性的影响，因
P— 试样拉断时所承受的负荷，N ；
为有了炭黑的补强作用才使那些自补强橡胶的力学性
b— 实验前实验工作部分的宽度，cm ；
能得到了很大的提高，才具有了使用价值。就总体来
h— 实验前实验工作部分的厚度，cm。
说，炭黑的粒径对橡胶的拉伸强度、撕裂强度和耐磨
b. 定伸应力是拉伸试样在一定的变形下工作部
耗性的作用是主要的，而炭黑的结构度对橡胶量的作
分单位面积上所承受的负荷，一般是测定伸长 100%、
用是主要的，炭黑表面活性对各种性能都有影响。炭
200%、300%、500% 时的定伸应力。其计算公式和
黑粒径对硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和耐磨性都有
单位与拉伸强度相同。
决定性作用。粒径小，撕裂强度、定伸应力、硬度均
c. 扯断伸长率是试样扯断时，其工作部分的伸长
提高，而弹性和伸长率下降，但压缩永久变形变化很
部分与原长之比。其计算公式如下 ：
小。这是因为粒径小，比表面积大，使橡胶与炭黑间
E= L 1 -L 0 的界面积大，两者间相互作用产生的结合胶多。炭黑
L 0
式中， 的结构对定伸应力和硬度均有较大的影响。因为填料
E— 扯断伸长率，% ； 的存在减少了硫化胶中弹性橡胶大分子的体积分数，
L 1 — 试样断裂时的标距，mm ； 结构高的炭黑更大程度的减少了橡胶大分子的体积分
L 0 — 实验前试样工作部分标距，mm。通常 L 0 为 数。结构对耐磨耗性只有在苛刻的磨耗条件下才表现

25 mm。 出一定的改善作用。结构对其他性能也有一定的影响。
（3）撕裂试验 : 撕裂强度是指试样被撕裂时，单 本实验选用高耐磨炭黑作为填料来研究丁腈橡胶的综
位厚度所承受的负荷。按照相应的国家标准 (GB/ 合力学性能。采用直接共混的方法来制备高耐磨炭黑
T529—1999)，本实验采用起始型撕裂测试，直角试 / 丁腈橡胶复合材料，比较不同高耐磨炭黑用量对丁
样，在电子拉力机上进行，实验环境条件与拉伸试验 腈橡胶复合材料的力学性能影响，然后选出最优配方，
相同。试样的厚度取直角处附近的 3 个点的平均值。 为制备和研究膨胀石墨 / 高耐磨炭黑 / 丁腈橡胶复合材
1.4.2 导电性能测试 料做准备。
硫化胶的导电性能用高阻仪导电性能测定仪测定 2.2 高耐磨炭黑用量对丁腈橡胶复合材料力
其体积电阻 (R) 并换算成试样的体积电阻率或体积电 学性能的影响
导率 (σ)： 通过共混的方法制备出高耐磨炭黑 / 丁腈橡胶复
l 合材料，按照标准打出样条进行拉伸性能试验和邵尔
σ=
A×R A 氏硬度测试。
式中，l— 试样的长度，A — 试样的横截面积。
图 1 表明，随着硫化胶应变的增加，其应力也随
着增加。
2 实验结果与讨论
从图 2 可以看出，随着高耐磨炭黑用量的增加，
2.1 高耐磨炭黑 / 丁腈橡胶复合材料
高耐磨炭黑 / 丁腈橡胶复合材料的邵尔 A 氏硬度逐渐
在研究膨胀石墨对丁腈橡胶的性能影响之前，必
增大，当高耐磨炭黑的质量分数达到 30 份时，其邵尔
须先找出综合性能最优的配方，然后在此基础上研究
A 氏硬度达到了最大，为 63.6 度。
膨胀石墨的种类及用量对丁腈橡胶导电性能的影响。
从图 3 可以看出，随着高耐磨炭黑用量的不断
膨胀石墨作为一种常用的固体润滑剂，填充到聚合物
增加，高耐磨炭黑 / 丁腈橡胶复合材料的断裂伸长率
中可以带来较低的摩擦系数，可以提高丁腈橡胶的耐
先是逐渐增大，当增大到最大值时，再继续增加高耐
摩擦性能和导电性能。目前使用的很多固体润滑剂尺
磨炭黑的量，其断裂伸长率大幅度的下降。当高耐磨

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