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原材料与配方 杜伟 等·模量匹配对 MPU/NBR 共混胶性能的影响

模量匹配对 MPU/NBR 共混胶性能的

影响

杜伟，邓涛 *
( 青岛科技大学高分子科学与工程学院，山东 青岛 266042)

摘要 ： 探究了 MPU/NBR 共混胶在硫化过程和热氧老化过程中，橡胶模量变化对共混胶性能的影响。研究表明，MPU 的硫
化速度缓慢，而 NBR 的硫化速度相较于 MPU 快速，这种硫化特性的差异导致共混胶中 MPU 相的硫化受到抑制，力学性能出现
MPU ＞ NBR ＞ 30MPU /70NBR ＞ 70MPU/30NBR 的现象。但是在后期热空气老化过程中， MPU 相发生二次硫化，交联程度变大，
共混胶性能逐渐呈现两相加和效果的趋势，即 MPU ＞ 70MPU/30NBR ＞ 30MPU /70NBR ＞ NBR。
关键词 ： 混炼型聚氨酯橡胶 ；橡胶共混 ；模量匹配 ；动态力学性能 ；动态生热
中图分类号 ： TQ330.61 文章编号 ： 1009-797X(2020)15-0017-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2020.15.004

橡胶共混后的性能受很多因素影响，其中分子链 混炼型聚氨酯橡胶，广州顺力聚氨酯科技有限公司提
类型以及分子网络的作用最为明显。所以研究高分子 供； NBR ：牌号 2870，丙烯腈含量 28.0%，朗盛化学
交联网络的变化（即模量匹配过程）对于共混胶性能 有限公司提供 ；炭黑 N330, 天津卡博特公司提供 ；其
的影响极为重要。为橡胶共混可以达到两相性能加和 他配合剂均为常用工业品。
效果奠定理论基础。 1.2 实验配方
在上世纪 40 年代，混炼型聚氨酯 (MPU) 出 现， 表 1 实验配方
由于当时 MPU 材料存在技术问题导致发展受阻，人 编号 1# 2# 3# 4#
MPU E6008/ 份 100 70 30 0
们对聚氨酯的研究更多放在 TPU、CPU 上。现如今随 NBR 2870/ 份 0 30 70 100
着 MPU 的不断改善，市场中出现了一批高性能混炼
实验配方如表 1 所示，其余配合剂均相同（单位：
型聚氨酯橡胶，故展开对 MPU 共混的研究，也迎合
份）：硬脂酸， 1；硬脂酸锌， 0.5； ZnO， 5； NH-2， 1； M，
了国内市场发展需求。
0.5； DM，0.5； S，1；炭黑 N330，40；防老剂 RD，2。
MPU 混炼型聚氨酯主要加工特性是先由二异氰酸
1.3 试样制备
酯和低分子二醇（低相对分子质量聚酯二醇或聚醚二
胶料于 50~60 ℃下按常规方法在开炼机上混
醇等）合成贮存稳定的固体生胶，再利用通用橡胶的
炼。具体操作方法如下 ：将开炼机的辊距调到 1 mm，
加工机械进行加工（MPU 可以像通用橡胶一样进行硫
MPU 和 NBR 分别加入，薄通五次，然后共混，待用。
化、补强），制得热固性网状分子结构的聚氨酯弹性体。
然后把辊距调到 2 mm，将混炼后的生胶放入开炼机
根据主链软段结构的不同，混炼型聚氨酯可分为聚酯
中，待包辊后，依次加入配合剂、分批加入炭黑等，
型和聚醚型两大类 [1] 。
最后加入硫化剂，混炼约 15 min，均匀后打三角包 5 次，
本文以 MPU 和 NBR 为基体橡胶进行共混，研究
然后下片，停放 16 h 后在平板硫化机上硫化，硫化条
其在硫化过程（选取不同硫化时间点进行测试）和热
件为 150 ℃ /10 MPa× 不同硫化时间点。
氧老化过程中交联程度变化对共混胶性能的影响。
1.4 分析与测试
硫化性能 ：按 GB/T 16584—1996 测试，硫化条
1 实验部分
作者简介 ：杜伟（1996-），男，在读硕士研究生，主要从
1.1 原材料
事橡胶共混与改性方面的研究。
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MPU: 牌号 SUNTHANE E6008，聚醚型高性能 收稿日期 ：2020-03-20

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