不同粒径和结构度炭黑填充集成橡胶的性能研究

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1、第3期丁乃秀等．不同粒径和结构度炭黑填充集成橡胶的性能研究不同粒径和结构度炭黑填充集成橡胶的性能研究丁乃秀，栗磊，徐帅锋，左培燕(青岛科技大学高性能聚合物研究院，山东青岛266042)摘要：研究不同粒径和结构度炭黑填充集成橡胶(SIBR)的性能。结果表明：高结构度的BL系列炭黑和大粒径的炭黑N774均使SIBR胶料的焦烧时间和硫化时间延长；随着炭黑结构度的提高，胶料的门尼粘度和交联密度增大；结构度最高的炭黑BL302填充硫化胶的定伸应力最大，耐老化性能最好；结构度大、粒径小的炭黑BL201填充胶料的Payne效应最强，生

2、热也较大；在0℃下炭黑N774，N660，N550，N330，N220，BL201，BL101，EL302填充硫化胶的损耗因子依次减小，抗湿滑性能下降。关键词：炭黑；粒径；结构度；集成橡胶；动态力学性能中图分类号：TQ333．1；TQ330．381文献标志码：A文章编号：1000—890X(2014)03—0161—05集成橡胶(SIBR)是一种以苯乙烯、丁二烯、1．2试验配方异戊二烯为单体合成的新型橡胶，具有优异的物SIBR100，炭黑(变品种)50，氧化锌3，理性能和动态力学性能，是综合性能最全面的合硬脂酸2，防老剂

3、RD1，硫黄1．75，促进剂成橡胶之一_】]。SIBR分子链中的聚二烯烃链段CZ1．5。使其具有良好的耐磨性能、低温性能和滚动阻力1．3主要仪器性能；聚苯乙烯链使其湿抓着力提高，保证轮胎在BL一6175一BL型两辊开炼机，东莞市宝轮精密湿滑路面上的行驶安全性。检测仪器有限公司产品；M2000型无转子硫化炭黑在基体橡胶中的分散对橡胶制品的性能仪、GT一7080S2型门尼粘度计和TCS-2000型通具有重要影响。炭黑的性质包括一次结构的形用拉力机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品；态、粒径、表面活性等，这些对聚合物体系的加工

4、XLB-D400×400型平板硫化机，湖州东方机械性能、物理性能及动态性能等具有决定性影响。有限公司产品；RPA2000型橡胶加工分析仪，美炭黑聚集体间以范德华力相互聚集形成的空间网国阿尔法科技有限公司产品；STDA861e型动态络二次结构对材料的性能也有重要影响。热力学分析仪，瑞士梅特勒一托利多集团产品。本工作以不同粒径和结构度炭黑填充SIBR，1．4试样制备并对其硫化特性、物理性能和动态力学性能进行将SIBR置于开炼机上塑炼，依次加入小料、研究。炭黑、促进剂和硫黄，混匀后薄通6次，下片。采用无转子硫化仪测定胶料在16

5、0℃下的1实验t。。，然后在平板硫化机上进行硫化，硫化条件为1．1主要原材料160℃×t90。SIBR，牌号2505，中国石化北京燕山石油化1．5测试分析工股份有限公司产品；炭黑BL101，BL201和1．5．1物理性能BL302，山东贝斯特化工有限公司产品；炭黑邵尔A型硬度按GB／T531-2008(橡胶袖N220，N330，N550，N660和N774，青岛德固赛化珍硬度计压人硬度试验方法》进行测试；拉伸性能学有限公司产品。和撕裂性能分别按GB／T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》和GB／

6、作者简介：丁乃秀(1975一)，女，山东胶南人，青岛科技大学教授，博士，主要从事高分子材料加工研究工作。T529-2008<(硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的橡胶工业2014年第6l卷测定(裤形、直角形和新月形试样)》进行测试，拉(2)频率扫描。采用橡胶加工分析仪对混炼伸速率为500mm·min，撕裂强度测试采用直胶进行测试，试验条件为：温度6O℃，应变角形试样。7，频率范围0．1～30Hz。1．5．2耐老化性能(3)温度扫描。采用动态热力学分析仪对硫化胶料的耐老化性能按GB／T3512-2001(硫胶进行测试，试验条件为

7、：温度范围一3O～+lOO化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试℃，频率10Hz，升温速率3℃·min，应变验》进行测试，试验条件为100℃×168h。0．5，氮气气氛，剪切模式。1．5．3动态力学性能(1)应变扫描。采用橡胶加工分析仪对混炼2结果与讨论胶进行测试，试验条件为：温度60℃，频率12．1理化分析Hz，应变范围0．1％～140。几种炭黑的理化性质如表1所示。表1炭黑的理化性质从表1可以看出：炭黑BL101，BL201和BL302的DBP吸收值均大于120×10表2不同粒径和结构度炭黑填充SIBR胶料的In。

8、·kg，为高结构炭黑；炭黑N774的DBP吸硫化特性和加工性能收值小于80×10m。·kg，为低结构炭黑。项目炭黑品种ABCDEFGH其中炭黑BL302的粒径较小，结构度最大。炭黑Ml_／(dN·m)N774的粒径最大，结构度最小。MH／(dN·m)2．2硫化特性和加工性能MH—MLf(dN·m)不同粒径和结构度炭黑