配合剂对NBR硫化胶性能的影响

lorvey

配合剂对NBR硫化胶性能的影响

    NBR因分子链上有较强极性的氰基而成为极性橡胶，在非极性和弱极性油类中基本不溶胀，耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶，因此广泛用于耐油密封制品。而有些常用的耐油密封制品则要求具有较高的硬度和强伸性能。本工作研究促进剂和炭黑对NBR硫化胶性能的影响。
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    l  实验
- j% B& d+ V& ^( m1 _" K
    1.1  原材料

        NBR，牌号26，俄罗斯产品；炭黑N330和N770，上海炭黑厂产品；炭黑N660，滕州第三化工厂产品；喷雾炭黑，抚顺炭黑股份有限公司产品；其它原材料均为工业品。

  u3 H' J( g, z8 B. n0 r  Q. y5 x    1.2  基本配方

        NBR 100，氧化锌  5，硬脂酸  1，硫磺  O．3，防老剂RD  1.5，防老剂MB  1。
1 X8 n, M. I% N5 H+ v: s
    1.3  试样制备

6 l  n* x8 \8 }$ v/ d. v; \9 C        为减小试验误差，按基本配方预先制成母炼胶，再按配方种类均分后分别加入促进剂和炭黑。试样用25 t平板硫化机模压而成，硫化温度为150℃，硫化压力(表压)为12 MPa，正硫化点用GK一Ⅲ型硫化仪测定。

    1.4  性能测试
) R& l) ~$ H* V8 l0 `
) I. w# y' f% G, t) i3 F+ A        硫化胶性能按相应的国家标准进行测定。

* {: x+ Z/ b$ h    2  结果与讨论

  @9 C7 K  m% J    2.1  促进剂的影响

    2.1.1  促进剂品种

    促进剂品种对NBR硫化胶性能的影响如表1所示。

    从表1可以看出，与促进剂CZ和DM相比，含促进剂TMTD硫化胶的300％定伸应力、拉伸强度、撕裂强度和耐油性能均有较大提高，而硬度变化不大。这也正说明了促进剂TMTD的硫化活性较大，而CZ和DM均为中等活性的促进剂。因此，促进剂宜采用TMTD。

1 P  p$ ]# a! L9 m   

) E/ j- z2 A: |. l* N# B    表l促进剂品种对NBR硫化胶性能的影响

% k5 y8 C: S, j$ w( \* U. ?    项目 促进剂品种
+ Q9 x$ Z+ O) P+ E+ J
    CZ DM TMTD
: b$ S6 f  `0 d5 o
7 d6 L7 ~5 l0 N) `    邵尔A型硬度/度300％定伸应力/MPa拉伸强度/ MPa 拉断伸长率/％ 拉断永久变形/％ 撕裂强度/（kN·m-1）30#机油浸泡后1) 体积变化率/％ 631.997.41108264343.74 632.329.12114592341.15 646.1815.8565112390.85

    注：1)浸泡条件为70℃×24 h。炭黑N770用量为30份，促进剂用量均为1.2份。

3 a% `$ X- v( H/ J        

1 V2 D0 \7 U4 G; \; w    2.1.2  促进剂TMTD用量

    促进剂TMTD用量对NBR硫化胶性能的影响如表2所示。

   

    表2促进剂TMTD用量对NBR硫化胶性能的影响
; N& X9 ]  N+ B2 u( l8 O% P; M
; Q5 z9 [7 [: p* g& J- y    项目 促进剂TMTD用量/份
! ~9 y* E* Y5 b* P
    1 1.2 1.5
" e, J& ?* h5 q7 W: i
; x0 i, R* R2 o4 ~    邵尔A型硬度/度300％定伸应力/MPa拉伸强度/ MPa 拉断伸长率/％ 拉断永久变形/％ 撕裂强度/（kN·m-1）30#机油浸泡后1) 体积变化率/％ 635.1714.2367016370.9 646.1815.8565112390.85 638.9815.875438371.48

    注：1）浸泡条件为70℃×24h。炭黑N770用量为30份。
. X5 b( h% f) g/ O& Z1 a  y. L
+ r% ~% M$ }6 o, o# \        

    从表2可以看出，随着促进剂TMTD用量的增大，NBR硫化胶的300％定伸应力和拉伸强度逐渐增大，拉断伸长率和拉断永久变形逐渐减小。当促进剂TMTD用量为1.2份时，NBR硫化胶的邵尔A型硬度和撕裂强度最大，耐油性能最好。这是由于促进剂TMTD属超促进剂，主要起硫给予体的作用，加热至100℃以上时即缓慢分解析出游离硫，因此其活性较高，对交联程度的影响较大。随着促进剂TMTD用量的增大，交联程度提高，硫化胶变脆，弹性下降。因此，促进剂TMTD的最佳用量为1.2份。

" x9 s# G6 P+ m  j7 V' ]6 ]    2.2  炭黑的影响

    2.2.1  炭黑品种
& q6 `% X- o' d' W8 Z
4 b5 G% |9 ]4 u+ D" o    炭黑品种对NBR硫化胶性能的影响如表3所示。

    表3炭黑品种对NBR硫化胶性能的影响
# U- _4 N* ^3 s# b# z
    项目 炭黑品种

    N330 N660 N770 喷薄炭黑
& [2 ?" W  W- b5 A+ D# N# [
    邵尔A型硬度/度拉伸强度/ MPa 拉断伸长率/％ 拉断永久变形/％ 压缩永久变形1)/％ 7819.3722446 7218.5431966 6110.0743266 6510.6034067
( O7 D* L, p5 O
& W  h7 F' l! B/ R/ P7 b" q    注：1）试验条件为100℃×24h，压缩率15％。促进剂TMTD用量为1.5份，炭黑用量均为75份。
6 A. Y7 l8 ]7 o3 }  Y/ w4 ^
        
4 z) J9 L: Z. Q* n
    从表3可以看出，与炭黑N660、N770和喷雾炭黑相比，填充炭黑N330的硫化胶的硬度和拉伸强度较大，而拉断伸长率、拉断永久变形和压缩永久变形较小。因此，炭黑宜采用N330。
6 D2 p( _; |0 E
0 N  l  L1 l) Q' O$ Z7 x        分析原因认为，炭黑在胶料中的补强效果与其粒径和结构性有关。炭黑粒子越细，补强性能越好；结构越高，填充硫化胶的硬度越大，拉断伸长率越小[1]。因此，粒子较细、结构较高的硬质补强型炭黑N330的硬度比粒径较大、结构较低的半硬质半补强型炭黑N660和N770高，拉伸强度大，但拉断伸长率较小。

$ _) }5 }! T+ Y4 k4 K7 D    2.2.2炭黑N330用量

    炭黑N330用量对NBR硫化胶性能的影响如表4所示。
4 q; ^$ n# J. M4 r  a& D
   

( c. O# x  Z( u# D* \: f& z  G    表4炭黑N330用量对NBR硫化胶性能的影响
9 h" K' Y  F. F% ?: w. n, K
5 _7 X* _. C3 \5 _9 c8 z3 ^    项目 炭黑N330用量/份

. z6 E3 d. T% i; M    25 50 75
4 u3 u+ y: g3 F, Y8 Q
    邵尔A型硬度／度拉伸强度／MPa拉断伸长率／％拉断永久变形／％压缩永久变形1)／％ 506.8734149 6316.0634057 7819.3722446

3 s* m; M2 d3 J2 W! ^1 o        注：1)试验条件为100℃×24 h。压缩率15％。促进剂TMTD用量为1.5份。

        
4 Z$ |* t: @, G
    从表4可以看出，随着炭黑N330用量的增大，NBR硫化胶的邵尔A型硬度和拉伸强度逐渐增大，拉断伸长率和压缩永久变形逐渐减小。若再增大炭黑N330用量，硫化胶的物理性能变化趋势不变。考虑到胶料的工艺性能，认为炭黑N330的用量以75份为宜。
& }) c. s8 K4 ~! }2 _: [: b  e. z
/ v3 [- X# m* A. c5 ]    3  结论
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8 x0 x, R) s5 `* c        (1)与促进剂CZ和DM相比，促进剂TMTD的NBR硫化胶的300％定伸应力、拉伸强度、撕裂强度和耐油性能较高，而硬度变化不大；促进剂TMTD的最佳用量为1.2份。

        (2)与炭黑N660、N770和喷雾炭黑相比，填充炭黑N330的NBR硫化胶的硬度和拉伸强度较大，而拉断伸长率、拉断永久变形和压缩永久变形较小；炭黑N330的用量以75份为宜。

aihejunhui

谢谢楼主分享

fangnedved

谢谢!

zhan0410

谢谢楼主！

胶大

非常好。看看

ccx

谢谢，不知道化学性能如何！

agnz1106

好资料！

ZHANGJINGYONG

痛快，舒服！！！