促進(jìn)劑NS對(duì)天然橡膠力學(xué)性能的影響

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1、促進(jìn)劑NS對(duì)天然橡膠力學(xué)性能的影響 促進(jìn)劑NS對(duì)天然橡膠力學(xué)性能的影響 2019/01/09 摘要:研究促進(jìn)劑NS用量對(duì)環(huán)氧化程度為25的環(huán)氧化天然橡膠(ENＲ25)的硫化特性、交聯(lián)密度、力學(xué)性能及耐熱空氣老化性能的影響。研究結(jié)果表明，當(dāng)硫磺用量一定時(shí)，ENＲ25的焦燒時(shí)間T10與正硫化時(shí)間T90隨著促進(jìn)劑NS用量的增加而延長，硫化速率指數(shù)Vc逐漸下降，MH－ML值逐漸增大;ENＲ25硫化膠的交聯(lián)密度隨著NS用量的增加而增大;當(dāng)NS用量為1.2phr，ENＲ25硫化

2、膠的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最佳值，隨著促進(jìn)劑NS用量的增加，ENＲ25硫化膠的撕裂強(qiáng)度逐漸增大;隨著促進(jìn)劑NS用量的增加，ENＲ25硫化膠的耐熱空氣老化性能提高。 關(guān)鍵詞:促進(jìn)劑NS，環(huán)氧化天然橡膠，耐熱空氣老化性能，力學(xué)性能 環(huán)氧化天然橡膠(ENＲ)是一種很有潛力的NＲ改性膠，具有優(yōu)異的耐油性與耐氣密性、良好的抗?jié)窕约拜^低的滾動(dòng)阻力［1－3］。但是ENＲ的耐老化性能非常差［4－6］，而促進(jìn)劑和硫磺是影響橡膠老化性能的重要因素，前期研究發(fā)現(xiàn)促進(jìn)劑NS比較適用于ENＲ的硫化［4］，因此，本文研究促進(jìn)劑NS用量對(duì)ENＲ25硫化特性、交聯(lián)密度、力學(xué)性能及耐熱空氣老化性能的影響

3、，了解促進(jìn)劑NS用量對(duì)ENＲ硫化特性和耐熱空氣老化性能的影響規(guī)律，可為優(yōu)選最佳的ENＲ硫化體系提供理論指導(dǎo)。 1實(shí)驗(yàn)部分 1.1主要原材料環(huán)氧化天然橡膠(ENＲ25)，實(shí)驗(yàn)室制備;硬脂酸、氧化鋅、促進(jìn)劑NS、硫磺，均為橡膠工業(yè)常用配合劑。1.2基本配方ENＲ25100，氧化鋅5，硬脂酸2，硬脂酸鈣5，防老劑40202，防老劑ＲD1，硫磺1.0，促進(jìn)劑NS變量。 1.3試樣制備及性能測(cè)試將ENＲ25在開煉機(jī)(XK－150，廣東湛江機(jī)械廠)按常規(guī)方法加入配合劑，膠料下片，停放過夜后，采用流變儀(MDＲ－2000，美國ALPHA科技有限公司)測(cè)定硫化曲

4、線，測(cè)試溫度150℃，時(shí)間40min。將混煉膠在平板硫化機(jī)(XLB-D，湖州宏僑橡膠機(jī)械有限公司)硫化，硫化條件:150℃T90，硫化速率指數(shù)Vc=1/(T90－T10)。采用拉力機(jī)(UT－2080，臺(tái)灣優(yōu)肯公司)測(cè)試ENＲ25硫化膠的力學(xué)性能。ENＲ25硫化膠的力學(xué)性能按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。采用熱空氣老化烘箱(UA－2071A，臺(tái)灣優(yōu)肯科技股份有限公司)測(cè)試ENＲ25硫化膠的耐熱空氣老化性能，老化條件為100℃24h。采用溶脹的方法測(cè)定添加不同促進(jìn)劑NS用量的ENＲ25硫化膠的交聯(lián)密度。根據(jù)Flory-Ｒehner公式［7］計(jì)算交聯(lián)密度:式中:Vr—橡膠相在溶脹硫化膠中的體積分?jǐn)?shù);Vs—溶劑的

5、摩爾體積，取Vs為105.7cm3/mol;χ—橡膠與溶劑的相互作用參數(shù)。 2結(jié)果與討論 2.1促進(jìn)劑NS對(duì)ENＲ25硫化特性的影響圖1是添加不同促進(jìn)劑NS用量的ENＲ25硫化曲線圖，表1是促進(jìn)劑NS用量對(duì)ENＲ25的硫化特性的影響。從表1和圖1中可以看出，隨著促進(jìn)劑NS用量的增加，ENＲ25的焦燒時(shí)間T10和正硫化時(shí)間T90逐漸延長，硫化指數(shù)Vc也隨之降低，表明隨著促進(jìn)劑NS用量的增加，ENＲ25的硫化速度下降，但MH與MH－ML值隨著促進(jìn)劑NS用量的增加而逐漸增大。 2.2促進(jìn)劑NS對(duì)ENＲ25交聯(lián)密度的影響表2是促進(jìn)劑NS用量對(duì)ENＲ25硫

6、化膠交聯(lián)密度的影響。從表2中可以看出，ENＲ25硫化膠的交聯(lián)密度隨著促進(jìn)劑NS用量的增加而逐漸增大，該結(jié)果與硫化特性中的MH－ML值相一致。 2.3促進(jìn)劑NS對(duì)ENＲ25硫化膠的力學(xué)性能的影響表3是促進(jìn)劑NS用量對(duì)ENＲ25硫化膠力學(xué)性能的影響。從表3中可以看出，隨著促進(jìn)劑NS用量的增加，ENＲ25的硫化膠的拉伸強(qiáng)度與拉斷伸長率先增大，在NS用量為1.2phr時(shí)，其拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長率的值達(dá)到最大值，隨后出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。膠料的撕裂強(qiáng)度、100%定伸應(yīng)力以及300%定伸應(yīng)力都隨著促進(jìn)劑NS用量的增加而逐漸增大。2.4促進(jìn)劑NS對(duì)ENＲ25硫化膠的耐熱空氣老化性能影響圖2是促進(jìn)劑N

7、S用量對(duì)ENＲ25硫化膠的老化后力學(xué)性能保持率的影響，從圖2中可以看出，隨著NS用量的增加，ENＲ25硫化膠的拉伸強(qiáng)度保持率和拉斷伸長率保持率有所增大，表明促進(jìn)劑NS用量越多，耐熱空氣老化性能越好，可能是由于隨著促進(jìn)劑/硫磺的比值的增大，生成的雙硫鍵或多硫鍵的比例降低，降低因多硫鍵老化生成的酸使ENＲ環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生開環(huán)反應(yīng)的趨勢(shì)，提高ENＲ的耐老化性能［8］。因此，ENＲ的硫化體系推薦選用有效硫化體系或半有效硫化體系。 3結(jié)論 (1)隨著促進(jìn)劑NS用量的增加，ENＲ25硫化膠的焦燒時(shí)間T10和工藝正硫化時(shí)間T90逐漸延長，硫化速度下降，硫化交聯(lián)程度MH－ML增加。

8、(2)ENＲ25硫化膠的交聯(lián)密度隨著促進(jìn)劑NS用量的增加而提高，而其拉伸強(qiáng)度在促進(jìn)劑NS的用量1.2phr時(shí)達(dá)到最大值，之后繼續(xù)添加促進(jìn)劑NS會(huì)使膠料的拉伸強(qiáng)度降低，膠料的拉伸強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)下降趨勢(shì);膠料的撕裂強(qiáng)度、100%定伸應(yīng)力以及300%定伸應(yīng)力都隨著促進(jìn)劑NS用量的增加而逐漸增大。(3)隨著促進(jìn)劑NS用量的增加，促進(jìn)劑/硫磺的比值的增大，生成的雙硫鍵或多硫鍵的比例降低，降低因多硫鍵老化生成的酸使ENＲ環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生開環(huán)反應(yīng)的趨勢(shì)，ENＲ25硫化膠的耐熱空氣老化性能提高。 參考文獻(xiàn) ［4］楊昌金，羅勇悅，鐘杰平，等.促進(jìn)劑對(duì)ENＲ25的硫化特性與耐空氣老化性能的影響［J］.合成材料老化與應(yīng)用，2016，45(5):1－4，16. ［6］楊昌金，羅勇悅，許逵，等.硬脂酸鑭與硬脂酸鈣對(duì)ENＲ性能的影響［J］.稀土，2017，38(2):140－144.