中粒子热裂解法炭黑N990在橡胶中的应用（三）

CURC_Thermax

THERMAX N990在氟橡胶方面的应用
THERMAX N990中粒子热裂解炭黑是通过热裂解天然气的方法制得的。热裂解工艺使得炭黑具有独特的粒径大、结构低的特点。THERMAX N990被广泛应用是由于它能使产品耐热、耐油、耐化学腐蚀性以及良好的动态性能。大粒径和低结构使得它具有很高的填充性。低压缩变形率、高回弹性和低滞后等特点使得胶料能够保持橡胶固有的弹性体性能。作为一种非补强性炭黑，在胶料中使用THERMAX热裂解法炭黑经常用来达到降低成本和获得特定物理性能的效果。
6 X. n" K* D# k. Z% M% ^6 V( X  {$ q" MTHERMAX N990可用于所有聚合物，常用于丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯、三元乙丙橡胶和氟橡胶的产品中。在这些聚合物当中，THERMAX N990具有很高的填充性，同时获得了产品的低粘度和诸如压缩变形低的物理性能，从而可以降低胶料成本。
中粒子热裂解炭黑是在氟橡胶（FKM）中最广泛的填料。在氟橡胶胶料中使用N990显示出比使用其它任何品种炭黑更好的加工和产品性能的综合平衡。这些良好的性能在产品应用在不同填充量、不同硬度的需求中也比其他的炭黑稳定。THERMAX N990在氟橡胶的应用中，特别是在高填充的条件下，是一种经济高效的填料。
本技术手册提供了关于CANCARB的THERMAX N990的两个填充样本，30份填充，和60份填充，用于高档的氟橡胶混炼胶的基本数据。氟橡胶的配方如表1所示：
表1：氟橡胶测试
8 k3 Y  e, t$ }* u! }2 T, J

8 M/ X# @6 a+ d$ {/ U	THERMAX N990 30份	THERMAXN990 60份
Dyneon FE-5642   d( U+ S! B6 P9 A3 ^	100.00	100.00
Maglite DE	3.00	3.00
Calcium Hydroxide HP	6.00	6.00
Carnauba Wax	1.00	1.00
总份数	140.00	170.00

基本弹性体FE-5642是 3M-Dyneon的产品， 称为“A”级或者66%含氟类的氟橡胶，使用二苯酚硫化体系。该橡胶通常用于模压制品以及橡胶与金属粘结的应用。
: U9 Z5 H+ S! |/ Y2 i; k4 r两种样品胶料在冷却的Farrel BR 密炼机中混炼，13”实验室用开炼机压片并采用风冷式冷却。这种顺序颠倒的混炼过程应用于这两个胶料，并反复这个过程24小时以使材料完全扩散，每种胶料都是双通混炼。
加工性能测试包括在121°C的门尼粘度，150°C的硫变性能（ODR），204°C的硫变性能（MDR）。物理性能测试使用3x6规格的平板硫化机硫化的胶片，硫化10分钟@177°C, 和在相同条件下进行的胶片并且在烘箱后硫化16小时@232°C。加工性能数据表示如表2
& g' r; a! d/ _  w4 C0 D  k$ p表2：胶料数据
/ q/ q9 _1 V) C

8 O& s; \& k2 I- ?' W		N990 30份	N990 " u9 I. H- T* h! f60份
门尼粘度 ML @ 121°C (1 + 10)
MI, pts	124			154
10 分钟	74			110
流变测量, ODR @ 177°C
MH, pts	100			116
MH-ML, pts	85			95
MI, pts	15			18
ML, pts	15			21
Tc50, 分钟	5.4			6.1
Tc90, 分钟	7.4			9.3
Ts2, 分钟	2.8			2.6
CRI	21.5			14.9
MDR @ 204°C
MH, pts	16.0			19.6
MH-ML, pts	13.6			15.6
MI, pts	6.2			8.1
ML, pts	2.5			4.1
Tc50, 分钟	1.3			1.6
Tc90, 分钟	2.0			2.9
Ts2, 分钟	1.0			0.9
CRI	96.2			49.5

物理性能

	N990 : g' m/ j; ]4 t30份	N990 60份
硫化10分钟 177°C 无过硫化
邵氏硬度	70	85
比重	1.832	1.837
定伸应力 @ 25%, MPa	1.53	3.33
定伸应力 @ 50%, MPa	2.17	4.74
定伸应力 @ 100%, MPa	3.82	7.42
定伸应力 @ 200%, MPa	7.90	9.70
断裂伸长率 (%)	318	279
拉伸强度, MPa	10.5	10.2
硫化10 分钟 @ 177°C, 后硫化 16 小时 @ 232°C
邵氏硬度	75	90
比重	1.85	1.853
定伸应力 @ 25%, MPa	1.68	4.73
定伸应力 @ 50%, MPa	2.55	6.79
定伸应力 @ 100%, MPa	5.57	12.31
定伸应力 @ 200%, MPa	16.41	-
断裂伸长率 (%)	203	144
拉伸强度, MPa	16.71	17.37

从流变测试结果和物理性能的数据可以明显的看出，增加30份的填充的样品产生的性能差异很小。这是由中粒子热裂解炭黑的非补强性、化学惰性和粒径大、结构低的特性决定的。
用于氟橡胶硫化的二苯酚硫化体系最敏感的是各种组分的PH值。添加PH值低的材料或者酸性添加剂会减缓硫化速度，而较高PH值或基本的材料将加速硫化。CANCARB的THERMAX N990 的PH值范围为9-11。在要求酸性PH值的用途和成型条件下，CANCARB的N990UP（超纯型）可以达到4-6的典型PH值范围。

zhg

好资料，学习了谢谢。