配方因素对CR硫化胶损耗因子的影响

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1、配方因素对CR硫化胶损耗因子的影响黄良平黄自华(株洲时代新材料科技股份有限公司技术中心，湖南株洲412007)摘要：用动态热机械分析仪(DMTA)研究了生胶、炭黑、增塑剂、硫磺、偶联剂等配方因素对氯丁胶硫化胶损耗因子（tgδ）的影响，结果表明，在硫醇调节型氯丁胶配方中，并用适量的天然橡胶和硫调节型氯丁胶可降低硫化胶的损耗因子；在等硬度的前提下，填充少量的细粒子炭黑比填充多量的粗粒子炭黑可获得更低的损耗因子；加入增塑剂后硫化胶的损耗因子增大；加入少量的硫磺可降低硫化胶的损耗因子；在填充白炭黑的胶料中加入偶联剂将使硫化胶的损耗因子增大。关键词：　氯丁橡胶损耗因子配方DMTA粘弹性材料模量可表示为存

2、储模量和损耗模量的复数形式。其中存储模量反应材料吸收能量的能力，反映的是材料的弹性。损耗模量反应的是材料消耗能量的能力，反映的是材料的粘性。损耗因子定义为损耗模量与存储模量的比，反映材料消耗运动能量能力的度量，体现粘弹性材料的阻尼特性[1、2]。实际应用中，损耗因子表征的是该产品所特定的力学损耗值，橡胶在受力的过程中，由于其具有粘弹性，一部分转变为弹性形变，另一部分则转变为热量散发，即所谓的力学损耗，因此，损耗因子对回答橡胶的实际使用寿命有极其重要的意义。理想的橡胶减振制品应具有支撑、减振和防振功能。在所要求频率下，橡胶减振制品的动态弹簧常数Kd和静态弹簧常数Ks的比值，称之为动静比。这一比值

3、愈小，减振性能愈好。但通常是Kd/Ks＞1，为了减小动静比，最有效的方法是改进产品结构和改善橡胶配合。从橡胶配合角度来看，与产品动静比相关连的参数为硫化胶的损耗因子，因此，研究硫化胶的损耗因子的影响因素有较强的实际意义。本工作以氯丁橡胶为主体材料，研究了生胶、炭黑、增塑剂、硫化体系等配方因素对氯丁胶硫化胶损耗因子的影响，期望对低损耗因子的氯丁胶配方设计有一定的参考价值。1试验1.1主要原材料氯丁橡胶S40V、PS40A，日本电气化学公司产品；低滞后炭黑DZ-13A，中橡集团炭黑工业研究院产品；TP95，广州金昌盛科技有限公司提供；SI-69、KH550，南京曙光化工公司产品；其他材料均为橡胶工

4、业常用材料。1.2试验仪器与设备160×320开炼机，上海橡胶机械厂产；Y33-50A平板硫化机，江西萍乡无线电专用设备厂；EK-2000无转子硫化仪，台湾育肯公司产；动态热机械分析仪，DMTA．Ⅳ型，美国RheometricScientific公司制造。1.3基本配方基本配方:S40V100,MgO4,硬脂酸0.5,ODA2,蜡1.0，N33030,TP955,NA-221.0，TMTD0.5。1.4试样制备混炼胶制备：将开炼机辊距调至0.5～lmm，启动开炼机，加入CR薄通5次后适当放宽辊距，依次加入氧化镁、硬脂酸、防老剂等小料，再分次加入炭黑、增塑剂，最后加入氧化锌和促进剂，待胶料混合均

5、匀后，打三角包5次，调整辊距至2.5mm，出片。硫化胶试样制备：胶料停放24h后返炼，分别打三角包3次，调辊距至2.5mm，出片。试片硫化条件为：50吨平板硫化机，160℃×20min，28MPa。41.1性能测试(1)损耗因子：用动态热机械分析仪，按HB7655-1999测试，测试条件：拉伸模式，温度60℃，频率40Hz。（2）其他性能按相应国家标准测试。2结果与讨论2.1生胶硫化胶的弹性滞后性能主要取决于橡胶分子间的相互作用，因此生胶体系对硫化胶的损耗因子有重大影响。与氯丁胶相比，天然胶的损耗因子较小，因此研究了并用天然胶后氯丁胶的损耗因子的变化。同时，还试验了并用硫调节型氯丁胶后氯丁胶硫

6、化胶的损耗因子变化。图1CR并用NR的影响图2S40V并用PS40A的影响配方：(CR+NR)100，硫黄0.5份,其他同基本配方配方：(S40V+PS40A)100，低滞后炭黑20，白炭黑20,其他同基本配方图1为NR并用量对氯丁胶硫化胶损耗因子的影响。总体来看，并用具有较低损耗因子的NR后，氯丁胶的损耗因子有不同程度的下降。并用量为10份时，损耗因子最小，此后，随NR并用量的增加，损耗因子逐渐增大。出现这种结果的原因可能与氯丁胶和天然胶相容性不好及硫化促进剂分布不匀有关。、“随着NR用量增大，NR/CR并用胶损耗因子增大”。出现这种现象的原因可能为：氯丁胶与天然胶在热力学上为不相容体系，共

7、混后硫化促进剂在两种橡胶相中的溶解度不同，从化学结构分析，氯丁胶因分子链中含极性大的-Cl基团因而比天然胶阻尼大。因此，氯丁胶并用少量天然胶时，两种橡胶相的不相容性及硫化促进剂的溶解度差异性表面不明显，主要表现为氯丁胶因加入阻尼小的天然胶而使并用胶阻尼下降；随天然胶并用量的增加，两种橡胶相的不相容性及硫化促进剂的溶解度差异性作用加强，使并用胶的总体交联密度减小而损耗因子增大。图2为硫醇调节型氯丁胶