浅析PL400、齐聚酯对NBR的增硬补强性能

技术研发　ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ　ＡＮＤ　Ｌ　刚Ｉ【］ＥＴ　Ｖｏ１．１８，Ｎｏ．７，２０１　１　浅析ＰＬ４００、齐聚酯对ＮＢＲ的增硬补强性能　张　馨，杨　昭　（徐州工业职业技术学院材料工程系，江苏徐州　２２１１４０）　摘　要：鉴于丁腈橡胶（ＮＢＲ）加入炭黑一定量后很难提高制品硬度，故对其加入一定量的增硬剂等，使丁腈胶料达到　较高的硬度，以满足特殊制品的需求。在丁腈胶料中加入不同种、不同份数增硬荆进行对比。结果表明：ＰＬ４００、齐聚酯　在过氧化物硫化体系中有较好的增硬效果，且对胶料的其它性能也有一定的影响。　关键词：ＮＢＲ；ＰＩＡＯ０；齐聚酯　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｔｈｅ　ｆａｃｔ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｈａｒｄｎｅｓｓ　ｏｆ　ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ—ｂｕｔａｄｉｅｎｅ　ｒｕｂｂｅｒ（ＮＢＲ）ｐｒｏｄｕｃｔ　ｉｓ　ｄｉｔｔｌｃｕｌｔ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ａｄ—　ｄｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ　ｂｌａｃｋ，ｓｏｍｅ　ｈａｒｄｉｎｇ　ａｇｅｎｔｓ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｄｄｅｄ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｔｈｅ　ＮＢＲ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｈａｖｉｎｇ　ａ　ｅｏｍｐａｒｅｎｔｌｙ　ｈ　ｈａｒｄｎｅｓｓ　ｏｔ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｏｍｅ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｗｏｒｋ　ｍａｉｎｌｙ　ｍａｋｅ　ａ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｂｙ　ａｄｄｉｔｏｎ　ｏｆ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｔｙｐｅ　ａｎｄ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ａｍｏｕｎｔ　ｈａｒｄｉｎｇ　ａｇｅｎｔｓ　ｉｎｔｏ　ｈｅ　ＮＢＲ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ＰＩＡ００　ａｎｄ　ｎｅａｔ　ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ　ｈａｖｅ　ｆａｉｒｌｙ　ｇｏｏｄ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｎ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｈａｒｄｎｅｓｓ　ｏｆ　ＮＢＲ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｉｎ　ｐｅｒｏｘｉｄｅ　ｃｕｒｅｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ　ｔｈｅｙ　ａｌｓｏ　ｈａｖｅ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　Ｏｉｌ　ｓｏｍｅ　ｏｔｈｅｒ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｈｅ　ｔｒｕｂｂｅｒ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＮＢＲ，ＰＩＡ００，ｎｅａｔ　ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ　ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１　１．０７．０１３　０引言　１０份，ＰＬ４００、齐聚酯分别为５份、１Ｏ份、１５份、２Ｏ份，分别称为配　方二ｌ群至８群，不加任何增硬剂的配方称为配方二僻。　１．４试样的帝】备　齐聚酯属于丙烯酸酯类化合物，是一种兼具补强、增塑及　交联作用的多功能助剂，对橡胶的硬度提高有很好的效果。同　时齐聚酯也是一种良好的“临时”增塑剂，因为齐聚酯在混炼加　工时起增塑作用，而硫化时又能起交联作用的缘故，因此，齐聚　１．４．１工艺流程　切胶一配料一塑炼一混炼一停放一硫化仪测定硫化特　性一硫化试片一物理机械性能的测定。　混炼加料顺序：先加ｓ一小料一大料（ｗｃＢ）一薄通、打三　角包一下片。　１．４．２硫化胶的制备　酯与ＮＢＲ有良好的相容性，能够改善混炼工艺操作性能；在要　求胶料兼有低粘度和高硬度、高弹性的场合，齐聚酯是理想的　选择。　ＰＬ４００是一种共架桥助剂，其主要成分是三甲基丙烯酸三　羟甲基丙烷酯。它作为橡胶架桥助剂，配合有机过氧化物使用，　硫化条件：硫化温度：１６５℃；硫化压力：１５　Ｍａｐ。　执行标准：ＧＢｔＴ１６５８４　１．５性能测定　可明显缩短成型时间；可增加交联密度，提高硫化胶的拉伸强　度，降低压缩永久变形；它仅适用于过氧化物架桥系统，用量加　大时也可做增硬剂使用。　１　实验　硫化胶的邵尔硬度测定，按ＧＢ／Ｔ５３１—１９９９，使用ＬＸ—Ａ型　橡胶硬度计进行。　拉伸强度、扯断伸长率、３００％定伸应力及扯断永久变形测　定，按照ＧＢ　５２８—９８　，使用高低温拉力试验机进行。　２结果与分析　配方　１．１主要原材料　ＮＢＲ４１，中国兰州石化有限公司；ＰＬ４００，深圳优越科技有　限公司；齐聚酯ｌ２一Ⅱ，陕西邦兴化学有限公司。　１．２主要仪器设备　１）高低温拉力试验机（ＧＴ—ＡＩ一７０００一ＧＤ）；２）无转子硫化　仪（ＧＴ－Ｍ２０００一Ａ），均为高铁科技股份有限公司产。　１．３实验配方　■硬度（部氏Ａ）　（１）ＮＢＲ　１００份，ＺｎＯ　５６，ＳＡ　２６，ＤＣＰ　２６，促进剂ＤＭ　１．５　份，Ｓ８　２份，ＷＣＢ　４０份，轻质ＣａＣＯ３　１０份，ＰＩＡＯ０、齐聚酯分别为５　份、ｌｏ乇待、１５份、２０份，分别称为配方－－１＃至８＃，不加任何增硬剂　的配方称为配方一０＃。　（２）ＮＢＲ　１０ｏ份，ＺｎＯ　５份，ｓＡ　２份，ｓ８　１．８份，促进剂ＤＭ　１．５　份，促进剂ｃｚ　０．５份，促进剂ｒＩｒＩ’０．３份，ＷＣＢ　０份，轻质ＣａＣＯ３４　图１　配方一　●拉伸强度（Ｍｐａ）　口定伸应力（１０ＸＭｐａ）　四伸长率（０．１×％）　（下转第２８页）　技术研发　ＴＥＣＨＮ０ＬｏＧＹ　ＡＮＤ　ＭＡＲＫＥＴ　Ｖｏ１．１８，Ｎｏ．７，２０１　１　由图２可看出，粉煤灰与轻质碳酸钙在相同的配方中做补　∞　四　８　６　４　２　ｌ　８　６　ｉ　ｌ　Ｏ　Ｏ　由图４可看出，用同质量的粉煤灰代替轻钙做补强填充剂　强填充剂时，用粉煤灰做补强剂的硫化胶拉伸性能优于用轻钙　做补强填充剂的硫化胶的拉伸性能。　可以很好的改善试样的耐磨性能。因为均匀分散在橡胶中的　∞∞　鲫∞∞　∞０　粉煤灰颗粒起着滚珠作用，它与橡胶大分子组成了合理的微级　配合，使系统的整体堆积密度提高了，即提高了混炼胶的密实　性，从而硫化胶的分子间作用力更大些，这样就获得了更好的　耐磨性能。　３结论　在硫化速度上，使用粉煤灰代替轻质碳酸钙做补强填充剂　硫化胶的硫化速度明显有所提高。　ｌ　２　３　４　５　使用相同份数的粉煤灰代替轻质碳酸钙做补强填充剂时　硫化胶的物理机械性能更好。　参考文献：　【１］赵志远．橡胶颗粒改性水泥基材料的塑性开裂和抗冲击性　能［Ｊ】．混凝土与水泥制品，２００８．　［２］张昊，张小亮，乐金朝．橡胶与改性混凝土材料性能试验研　究［Ｊ］．浙江水利水电专科学校学报，２００８．　图３各配方撕裂强度的折线图　由图３可看出，在配方中５０份的粉煤灰撕裂性能最好；３０份　的轻质碳酸钙撕裂性能较好。但当用量相同时，粉煤灰撕裂性　能较轻质碳酸钙撕裂性能好。　【３】翁国文，聂恒凯．橡胶物理机械性能测试【Ｍ】．化学工业出版　社．２００９．　作者简介：　杨昭（１９８０－）男，研究生学历。助理讲师，研究方向为橡胶　ｌ　２　３　４　５　加工工艺。　图４各配方磨耗体积的折线图　（上接第２６页）　配方＝　随着胶料伸长率的升高，定伸应力下降。过氧化物硫化体　系中，随着ＰＩＡ００、齐聚酯用量增加，定伸应力升高，伸长率降　低。硫磺硫化体系中，随着ＰＬ４００、齐聚酯、ＳＰ６７０１用量的增加，　定伸应力降低，伸长率升高。　■硬度（邵氏Ａ）　３结论　■拉伸强度（Ｍｖａ）　口定伸应力（１０ｘＭｐａ）　口伸长率（０．１Ｘ％）　ＰＩＡ００在过氧化物硫化体系中的增硬效果较好，拉伸强　度、定伸应力能进一步提高，但伸长率降低。在硫磺硫化体系　中，ＰＩＡ００的增硬效果不明显，能提高胶料的拉伸强度、伸长　率，但定伸应力降低。　齐聚酯在过氧化物硫化体系中能有效地提高胶料的硬度、　图２配方二　拉伸强度、定伸应力；在硫磺硫化体系中，不再作为增硬剂，而　类似于软化剂，对胶料的增硬效果不明显。　参考文献：　［１］　吕－ａｍ，刘登祥．实用橡胶手册【Ｍ］．北京：化学工业出版社，　２００１．　由图１、图２可以看出，ＰＬ４００、齐聚酯在过氧化物硫化体系　中的增硬效果比硫磺硫化体系中的增硬效果要好。在过氧化物　体系中，随着ＰＬ４００、齐聚酯用量的增加，硬度值不断地升高。　因为ＰＬ４００、齐聚酯在硫化过程中起到增加交联密度的作用。　在硫磺体系中，ＰＬ４００、齐聚酯基本没有增硬作用，且齐聚酯随　着用量的增加，硬度有所下降，这是因为齐聚酯没有起到增硬　作用，而是增塑作用。　［２】翁国文，张馨．橡胶材料的选用［Ｍ】．北京：化学工业出版社，　２０１０．　【３］翁国文，聂恒凯．橡胶物理机械性能测试［Ｍ】．北京：化学工　业出版社．２００９．　随着增硬剂用量的增加，拉伸强度增加。硫磺硫化体系中　的ＰＬ４００、齐聚酯的拉伸强度比过氧化物硫化体系的拉伸强度　提高幅度高，是由于ＰＬ４００、齐聚酯在硫磺硫化体系中可以起　到助交联作用。　艺　作者简介：　张馨（１９６８一）男。本科学历，讲师。研究方向为橡胶加工工　２８