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

在配方中，可以通过简单的计算了解总体的锌含 以上。
量，通过计算 ZnO 或 SL5007 中锌的总量除以配方总 表 5 三种配方对轮胎面胶物理性能的影响
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重即可。通过计算可以了解到 1 配方中的锌含量为 测试项目 1 # 2 # 3 #
硬度 A 型硬度 / 度 66 67 68
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0.787%，2 配方中锌含量为 0.150%，锌含量下降了 10% 定伸应力 /MPa 0.89 0.91 0.96
50% 定伸应力 /MPa 1.8 1.82 1.86
约 80.9%。（氧化锌 Zn 含量约 80%，低锌 Zn 含量约
100% 定伸应力 /MPa 3.26 3.26 3.28
10%） 200% 定伸应力 /MPa 7.86 7.88 7.84
300% 定伸应力 /MPa 12.7 12.71 12.61
3.2.2 硫化特性 拉伸强度 /MPa 17.3 17.35 17.14
间接法氧化锌、纳米氧化锌及低锌硫化助剂对半 断裂伸长率 /% 407 405 413
永久变形 /% 14 14 14
钢子午线轮胎胎面胶硫化特性的影响见表 4。 撕裂强度 /KN . m -1 37 38 38
表 4 间接法氧化锌、纳米氧化锌及低锌硫化助剂对半钢 回弹 /% 23 24 23
9
9
8
子午线轮胎胎面胶硫化特性的影响 炭黑分散等级（X） 1.18 1.18 1.17
-3
密度 /(g . cm )
3
项目 1 # 2 # 3 # 阿克隆磨 cm /1.61 km 0.112 0.110 0.106
门尼黏度 [ML(1+4)100 ℃ ] 92 92 93 DIN 磨耗 cm 3 188 185 177
门尼焦烧时间 T 5 (130 ℃)/min 22.2 22.5 25.2
流变仪数据（150 ℃ ×40 min） 3.2.3 耐老化性能
M L (dN . m) 4.4 4.3 4.2
M H (dN . m） 18.1 18.3 19.2 间接法氧化锌、纳米氧化锌及低锌硫化助剂对半
T 10 /min 7.4 7.6 6.5
T 50 /min 11.6 11.8 10.9 钢子午线轮胎胎面胶耐热老化性能的影响详见表 6。
T 90 /min 22.3 22.5 21.2 表 6 三种配方对轮胎胎面胶耐热老化性能的影响
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注 ： 1 配方使用间接法氧化锌、2 配方使用纳米氧化锌、3 配 老化条件（100 ℃ ×48 h）
测试项目
方使用低锌硫化助剂以下表格亦适用。 1 2 3
硬度 A 型硬度 / 度 72 72 75
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从表 4 可以看出，2 配方与 1 配方各项测试数据 10% 定伸应力 /MPa 1.06 1.06 1.4
50% 定伸应力 /MPa 2.42 2.47 2.65
相差小于 5%，可视为系统偏差，这表明间接法氧化 100% 定伸应力 /MPa 4.51 4.56 4.66
200% 定伸应力 /MPa 10.37 10.33 10.14
锌和纳米氧化锌这两种活性剂对胎面的硫化特性基本
300% 定伸应力 /MPa 15.73 15.75 15.33
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保持一致 ； 3 配方使用低锌硫化助剂后较 1 配方，在 拉伸强度 /MPa 17.08 17.08 17.24
断裂伸长率 /% 327 328 335
胶料的焦烧时间方面约提升 13%、T 10 低约 12%、T 50
永久变形 /% 10 11 12
-3
低约 6%、T 90 低约 5%、M H 略高约 6%，说明低锌硫 密度 /(g . cm ) 1.17 1.17 1.17
与老化前变化率对比项目 1 # 2 # 3 #
化助剂可提升橡胶大分子链的运动性活性，胶料的硫 邵尔 A 型硬度变化 / 度 6 5 7
化速率取决于活动性较大或局部自由度较大的大分子 300% 定伸应力 变化率 /% 23.9% 23.9% 21.6%
拉伸强度 变化率 /% -1.3% -1.6% 0.6%
链，低锌硫化助剂的加入使橡胶大分子链的运动性提 断裂伸长率 变化率 /% -19.7% -19.0% -18.9%
升，增强了大分子链与硫化体系的反应能力，表现为 永久变形 变化率 /% -28.6% -21.4% -14.3%
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胶料的正硫化时间（T 90 ）等相应降低。 从表 6 可以看出，2 配方与 1 配方各项测试数据
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3.2.3 物理性能 相差小于 5%，但各项数据均有提升。 3 配方较 1 配方，
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间接法氧化锌、纳米氧化锌及低锌硫化助剂对半 胶料的定伸应力、断裂伸长率等与 1 配方相差不大，
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钢子午线轮胎胎面胶物理性能的影响见表 5。 且略有提 ；与老化前相比，在硬度变化方面，3 个配
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从表 5 可以看出，2 配方与 1 配方各项测试数据 方基本一致，但是在定伸应力、拉伸强度、断裂伸长
相差小于 5%，但各项数据均有提升，这表明纳米氧化 率、永久变形等方面的变化率明显低，表现出更优异
锌较间接法氧化锌对胶料性能有整体的提升效果，这 的耐老化性能，同时硬度的提升与物理性能显示的耐
是因为纳米氧化锌比表面积大，对电子的亲合能力提 磨性提升一致。
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高，吸附促进剂的能力增强。3 配方较 1 配方，胶料
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的定伸应力、断裂伸长率等与 1 配方相差不大，这表 4 结论
明使用了低锌硫化助剂 SL-5007 后，橡胶的各项力学 本工作研究的是低锌硫化助剂与传统活性剂间接
性能达到了使用 ZnO、硬脂酸同等的水平。同时，在 法氧化锌及纳米氧化锌在半钢子午线轮胎胎面胶中的
磨耗方面， 3 胶料的耐磨性优于 1 胶料，增幅均在 5% 应用对比，现在对试验结果做以下总结 :
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·44· 第 46 卷 第 15 期