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

6 o7 K& Y6 c7 W( }4 J  s2 g% l    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。

    l  实验
6 h) f5 T8 I3 K0 P( t8 A: J
    1.1  原材料
! G- P% y  r% z5 a; `1 b* \+ R5 u
9 x1 h: Q8 k" ^& e1 ]! E3 R- B        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。

5 m3 I# B6 `2 r6 [- @  v    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。
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* j3 A) u, @- i7 k    1.3  试样制备
$ T; ]2 T8 O; j+ ^" X' l0 r
+ N' J; F. w5 P4 O        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。
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7 x( {7 l- f; n' V, N) i    1.4  性能测试
7 z* L" \9 l6 e: a/ c5 s
; G: _8 V' s/ p6 ^( Z        硫化胶性能按相应的国家标准进行测定。
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  J: [, _- I& t0 Q6 t- O  H    2  结果与讨论

. m" l& m4 L; A- ]& a. O) z% V    2.1  促进剂的影响

    2.1.1  促进剂品种

: @) D2 X6 q7 j# T6 j) w& ~$ Y    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 L; T6 p0 a2 K' n8 `   
3 b; j9 t. W8 `* H( B; B" E6 M9 {
3 s$ a- g: Q" m$ L) ?8 n: g    表l促进剂品种对NBR硫化胶性能的影响

0 J/ s( q& x  T# x  y    项目 促进剂品种
. c* V9 E3 H' m4 O9 R& S% s
1 J" x' j& {( V, n5 T' ^, A    CZ DM TMTD

    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

9 j% u: K8 K" |8 V" s, T  R. C* Y    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。

1 w, @4 x! U/ I; m        
9 k' z# p" o( L' D9 K- P; f6 v
    2.1.2  促进剂TMTD用量
5 l8 T1 o" [+ W0 x2 Y6 G& G( x& P! O
4 s; f1 X; x2 G4 j: N" c    促进剂TMTD用量对NBR硫化胶性能的影响如表2所示。

   
* l! Q. P7 ]5 O9 i" @
- d: `& Q3 u- Y" a' \3 p9 _# e    表2促进剂TMTD用量对NBR硫化胶性能的影响
( B% {1 f" d7 a8 W2 ^, q* D8 X
7 ?+ S# y* ?. |: m* n    项目 促进剂TMTD用量/份

" p0 W' D% _: a& J( R9 j( }& [    1 1.2 1.5
7 h3 W; F* d& u7 b& S7 _0 U
' Z3 e  `! |- f- n) O+ c8 t" 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/％ 635.1714.2367016370.9 646.1815.8565112390.85 638.9815.875438371.48
, D- W, k& u7 G8 u$ w" `
' ~+ `1 X  U7 o8 W% [    注：1）浸泡条件为70℃×24h。炭黑N770用量为30份。
; f4 M& Q4 i/ W
5 l. Z: L# k% X2 a" Z/ l        
+ }; i) h7 {- M( C. }: B1 N
    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。
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    2.2  炭黑的影响

    2.2.1  炭黑品种

7 W" p+ ~4 n/ b4 d    炭黑品种对NBR硫化胶性能的影响如表3所示。
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    表3炭黑品种对NBR硫化胶性能的影响
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    项目 炭黑品种
  r) M; t. @; w- k5 A" \
; O6 ~% N; C, e# X) O9 ?- N/ f' U    N330 N660 N770 喷薄炭黑
: E# ^9 [' d" }, k
0 \. q* B* [5 ~    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

% y( K( z$ ^& B6 J8 W    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。

        
8 f% `! l+ M) q
    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。
( T' k7 d* X/ Q  B
        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。

    2.2.2炭黑N330用量

. Z: E: Q  [2 S) @9 U+ q! {( z    炭黑N330用量对NBR硫化胶性能的影响如表4所示。
( N! S1 C  O! n& }7 [2 D
   
. s+ R5 I* a& x9 Q. r
    表4炭黑N330用量对NBR硫化胶性能的影响
' [& x7 K" f; R. |' ~/ B, G; Q1 M- ~
2 H$ y; J# Q4 k; M$ m    项目 炭黑N330用量/份

- p. h# [: S/ b* m# U( m. f    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
# n/ i7 \1 V- L  ]
        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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) V& H2 w+ K9 K7 d2 a- e
    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。

6 Z- A- U# h, r7 v, {& ]" a- W9 A" _5 M    3  结论
1 A3 y1 O/ Y4 z! H, a# K
        (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。
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, m' _) n2 _9 A1 Y- x, A$ p% H        (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。

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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

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ZHANGJINGYONG

痛快，舒服！！！