炭黑对丁苯橡胶磨耗性能的影响

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1、第3O卷第2期特种橡胶制品Vo1．3ONo．220o9年4月SpecialPurposeRubberPr0ductsApril2OO9炭黑对丁苯橡胶磨耗性能的影响胡波，孙举涛，张萍。赵树高(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室，青岛266O42)摘要：以丁苯橡胶基础配方为依据，研究了炭黑种类及用量、老化时问对溶聚丁苯橡胶T2OOOR和乳聚丁苯橡胶1502阿克隆磨耗和D1N磨耗性能的影响。结果表明：炭黑用鲑对硫化胶阿克隆磨耗有较大影响。而对DIN磨耗影响较小；炭黑粒径越小。硫化胶耐磨性能越好。随着老

2、化时间的延长．硫化胶阿克隆耐磨性能先提高后下降。而DIN耐磨性能则随老化时间的延长而下降。关键词：炭黑；丁苯橡胶；阿克隆磨耗；DIN磨耗；热空气老化中图分类号：TQ33O．381．TQ333．1文献标识码：A文章编号：l005—4O3O(2Oo9)O2—0o2O—o3众所周知，磨耗性能是橡胶制品的一项重要品；炭黑，N220，N330，N660，青岛德固赛化学有指标，与材料失效和制品的使用安全性密切相关。限公司产品；其他原材料均为市售橡胶工业用品。对橡胶磨耗的研究是当今材料摩擦学研究的热点1．2实验配方之

3、一。半个世纪以来，学者们根据磨耗后橡胶表以丁苯橡胶l5O0系列检验配方为标准，改变面形态、磨耗花纹、磨耗颗粒以及化学结构的改变炭黑用量和炭黑种类：等对橡胶磨耗过程和机理进行了大量研究，使人(1)SBR，1O0；氧化锌，3；硬脂酸，1；促进剂们对橡胶磨耗机理有了比较深刻的理解L1]，但NS，l；硫黄，1．75；炭黑N33O，变用量。}jj于橡胶磨耗过程相当复杂，除与橡胶本身的强(2)SBR，loO；氧化锌，3；硬脂酸，1；促进剂度、滞后性能、弹性模量、疲劳性和摩擦性能等密NS，1；硫黄，1．75；炭黑，5

4、O(变种类)。切相关外，压力、滑动速度、温度和环境介质等外1．3混炼工艺和硫化条件在因素对其也有重大影Ⅱ向。因此要想预测橡胶制1．3．1混炼工艺在特定条件下的磨耗性能仍然非常困难_7]。丁在开炼机上加入SI，待胶料包辊后依次加苯橡胶广泛应用于胎面胶，轮胎胎面胶的耐磨性入氧化锌、硬脂酸、促进剂等小料，待混合均匀后，能直接影响轮胎的安全性、噪声、振动和磨耗里加入炭黑，左右各割胶3次，混炼均匀后将辊距调程；而炭黑作为重要补强剂，能有效提高橡胶制品至1mm，薄通6遍下片，下片时问约lmin。的耐磨性。本文以溶聚

5、丁苯橡胶T2ooOR和乳聚1．3．2硫化条件丁苯橡胶15O2为基础胶料，以检验配方为依据，按硫化仪测试的正硫化时间(￡。。)在平板硫化研究了炭黑用量、种类以及老化时问对丁苯橡胶机上于15O℃×15MPa下硫化试样。磨耗性能的影响。1．4主要仪器设备阿克隆磨耗机，GT一7O】2一A型，台湾高铁1实验部分公司；DIN磨耗实验机，GT一7ol2一D型，台湾高1．1主要原材料铁公司；老化试验箱，GT～7Ol7型，台湾高铁公溶聚丁苯橡胶，SSBR—T2O00R(以下简称司。T2OOOR)，高桥石化公司产品；乳聚丁

6、苯橡胶，1．5性能测试EsBR—l5O2(以F简称l502)，齐鲁石化公司产阿克隆磨耗按GB／T1689～1998测试，测3个试样，取平均值。收稿日期：2OO9O1—19DIN磨耗按GI3／T9867—1988测试，取3个作者简介：胡波(1984一)，男’LU东青岛人，在读硕士研究生，主试样的平均值。受从事高分子材料加工与改性方面的研究。*通信联系人。热空气老化按GB3512—2OO1测试，测试条2009年胡波等炭黑对丁苯橡胶磨耗性能的影响2l件分别为10o℃x24h和lOO℃x48h。小于对阿克隆磨耗

7、的影响。炭黑用量相同时，l5O2的DlN耐磨耗性能也优于T2OOOR。2结果与讨论2．1炭黑用量对磨耗性能的影响炭黑作为橡胶重要补强剂，对橡胶性能，尤其是磨耗性能，有重要的影响。图1和图2分别是炭黑用量对15O2和T2OOOR硫化胶磨耗性能的影响曲线。从图l可看出，不论是T2OOOR，还是1502，其磨耗体积都随炭黑用量的增加逐渐下降，耐磨炭黑用量，份性能提高。当炭黑用量大于5O质量份时，磨耗体图1炭黑用量对阿克隆磨耗的影响积下降趋势变缓。适当提高炭黑用量，可以提高丁苯橡胶的力学强度和弹性模量(硬度)(

8、见表1)，因此对橡胶耐磨性能的提高有利。从图1中u要_【∞．I／nⅡ

9、。．盥趣恹^还可以看出，炭黑用量O相0同O时015OO2O的O耐0磨0性O能高耀越于T2O0OR。Zo从图2中可以看出，随着炭黑用量的增加，D1N磨耗体积总体上随之减小，但变化趋势比较平缓。当炭黑用量大于30质量份后，磨耗体积基本上保持不变。说明炭黑用量对DlN磨耗的影响图2炭黑用量对DIN磨耗的影响表l炭黑用量对硫化胶拉伸强度和硬度的影响炭黑用量，份102O3O4050