高定伸高伸長NR硫化膠的制備及其抗返原性的研究.pdf

1、為滿足某厚制品高定伸應(yīng)力、高伸長率、高回彈的使用性能要求，本文采用天然橡膠(NR)為主體材料，通過選取合適的硫化體系、補(bǔ)強(qiáng)劑和添加助劑等方法研究了NR硫化膠力學(xué)性能和抗返原性；同時(shí)采用核磁共振交聯(lián)密度儀(NMR)、動(dòng)態(tài)粘彈譜儀(DMA)、差示掃描量熱儀(DSC)、傅立葉紅外光譜儀(FTIR)、橡膠加工分析儀(RPA2000)、掃描電鏡(SEM)等測試方法對(duì)硫化膠的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)分析。 首先研究了普通硫黃硫化體系(CV體系)、硫載

2、體DTDM、TMTD與硫黃并用的半有效硫化體系(SEV體系)、平衡硫化體系(EC體系)硫化的NR力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)性能及返原性。結(jié)果表明，CV體系硫化的NR力學(xué)性能好，但抗返原性較差(145℃×2h返原率25.27％)；EC體系硫化的NR抗返原性好(145℃×2h返原率1.61％)而力學(xué)性能較差；無論是在正硫化還是過硫化條件下，采用TMTD/S/DM的半有效硫化體系硫化的NR拉伸強(qiáng)度和定伸應(yīng)力較高(大于1.5MPa)，伸長率較大(大于600

3、％)，交聯(lián)密度較高，抗返原性好(145℃×2h返原率2.18％)，DMA結(jié)果顯示NR在常溫下的損耗因子小，彈性好。 為進(jìn)一步提高NR硫化膠的定伸應(yīng)力和抗返原性，本文考察了Si69、PDM和ZDT/S三種抗返原劑對(duì)其力學(xué)性能和抗返原性的影響。結(jié)果表明，加入抗返原劑后，NR硫化膠的返原率均降低，定伸應(yīng)力明顯提高(大于3.0MPa)，伸長率略有降低，但仍大于450％；三種抗返原劑中，Si69效果最好，ZDT/S次之，PDM較差。當(dāng)Si

4、69/PDM并用量為2/1時(shí)，NR硫化膠的力學(xué)性能較好，145℃×2h的返原率由1.3％降到0.18％；Si69與ZDT/S并用后，145℃×2h的返原率降到0.07％。DSC曲線表明：隨Si69與ZDT/S并用比的增加，硫化體系的分解溫度提高。當(dāng)ZDT/S為1.0份時(shí)，NR硫化膠的力學(xué)性能較好。 隨炭黑N330、N220用量的增加NR硫化膠的定伸應(yīng)力提高，拉斷伸長率仍大于500％，拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度出現(xiàn)峰值，N330用量為45

5、份時(shí)達(dá)最大值；而N220用量為40份時(shí)達(dá)最大值。N330與白炭黑并用后，隨白炭黑用量的增加，NR硫化膠的拉斷伸長率提高，在白炭黑為5～10份時(shí)硫化膠的定伸應(yīng)力較高；氣相法白炭黑與沉淀法白炭黑相比，采用氣相法白炭黑填充的NR硫化膠定伸應(yīng)力較高(大于2.0MPa)。SEM照片證實(shí)，N330用量超過45份后強(qiáng)度下降是由于其在膠料中的分散性變差所致。 加入苯甲酸后NR硫化膠返原率降低(在苯甲酸3份時(shí)已為0)，100％定伸應(yīng)力提高，當(dāng)苯甲