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
* f1 C- t( d$ _/ x: [' Q
    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。

1 t( L- d* B- N+ q    l  实验

    1.1  原材料

- \: W3 J$ x' l! m4 i        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。

    1.2  基本配方
9 @+ c& X, l) C) \! ^, g8 W6 q
9 @. _- N! i- f1 G( ?- {        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。
  F0 ^( Z  ]0 L3 G6 N
6 d- b3 R/ X! ]+ N    1.3  试样制备
' Z3 _- z6 [* T% Y. ]4 _: R
- ?& N- ~9 _1 s* M+ y, \$ N5 M# A! F        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。
$ ]: r# x4 z8 r1 ?, \0 X
    1.4  性能测试

        硫化胶性能按相应的国家标准进行测定。

    2  结果与讨论

    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。
' |( u% b/ |- `% a
    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。

4 c% L9 x8 X! A; A! f/ V   

6 j2 s3 t; v% O) u. X$ I, O    表l促进剂品种对NBR硫化胶性能的影响
! z& J' A! I# O3 p3 U& r- @/ O1 K6 W
/ k0 p$ W+ v4 B  X    项目 促进剂品种
9 Z) t+ U) s4 F. Q- S! U
. S, s& ?% w; @$ C! G6 ]    CZ DM TMTD

6 \  j8 C  n1 {2 v1 |    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

1 q. d+ z( u1 ?0 i    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。

4 |. k% T8 |0 N& M2 d        
" v* `3 r1 u# I: M; {+ G
* `2 G$ U+ o8 `' P, S4 X    2.1.2  促进剂TMTD用量

8 P. M- `5 l, A/ ]/ k" y    促进剂TMTD用量对NBR硫化胶性能的影响如表2所示。

   
2 T1 ]' c! ~- J7 @5 P1 V6 a4 G9 [
6 l" F8 U$ |4 T& _0 d7 T    表2促进剂TMTD用量对NBR硫化胶性能的影响
- ]" F! ?6 a3 @8 h
( \4 N' d8 H3 `    项目 促进剂TMTD用量/份
3 d* t: \* J# g8 A
0 e2 E( x" K) s  a: T    1 1.2 1.5

    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。

        
0 L( V( f; A: Y% u
    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。

: Z6 c2 g# ]+ X2 ?1 d1 w/ o    2.2  炭黑的影响

4 U9 v+ j1 d8 @7 w4 b) ^6 o    2.2.1  炭黑品种
8 D, r7 I/ Z+ E
$ G) N4 N2 x/ A0 ^    炭黑品种对NBR硫化胶性能的影响如表3所示。
$ {5 h% v# J1 ]3 m: a3 W
8 @+ O3 [! f, Z& \5 y    表3炭黑品种对NBR硫化胶性能的影响
6 N. l( M) g0 g" R  ^  T& x
    项目 炭黑品种

    N330 N660 N770 喷薄炭黑

' i/ T' i! B0 e  \    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

    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。

" Y2 E# Y( D1 |* y7 X! |% S0 r0 v        
( @7 c9 S; v9 I& v
    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。

/ d3 X  U. p0 A: ?! w4 n' h6 R        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。
. x4 i' U3 |8 N" X  n6 r: j
( Q/ H5 z. f8 D' W9 v    2.2.2炭黑N330用量
+ r: i- N- o) y2 }8 L  e1 V
6 p- ~' L9 G" n    炭黑N330用量对NBR硫化胶性能的影响如表4所示。

! g: t- U) Z% j; P0 _& @   

! m; D3 v! G" N    表4炭黑N330用量对NBR硫化胶性能的影响
1 G! d4 ]+ T9 J
/ ?% J' Q% A; S. N6 x! [/ u    项目 炭黑N330用量/份
, [; V0 A$ o7 b# }5 p7 s+ A
    25 50 75

    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
0 i& y( L7 e6 C9 A1 C
* T) W, Y# ?! G$ t        注：1)试验条件为100℃×24 h。压缩率15％。促进剂TMTD用量为1.5份。
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% F; B5 N  @$ W3 Y    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。
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( p  O7 Z% q& C( h+ w& g0 b0 D" p    3  结论

        (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！！！