橡胶配方（共4篇）
橡胶配方 篇1
摘要：为了开发寒冷地区使用的密封件及橡胶件制品,我们选用了性价比较好的氯丁胶作为基材进行研究。氯丁胶不但有较好的耐油性能,且有较好的耐臭氧性能,但一般的氯丁胶配方在低温状态结晶速度较快,影响实际使用。本研究采用-12℃时硬度变化及-50℃时压缩耐寒系数两个指标来衡量氯丁胶的低温性能。通过大量实验分析对比生胶品种、增塑剂品种、填料品种及不同硫化体系对低温性能的影响,制得了耐低温的氯丁胶配方。并为氯丁胶耐低温使用提供了很好的思路和指引。
关键词：氯丁胶,压缩耐寒系数,结晶速率
自20世纪30年代杜邦公司实现工业化生产以来,由于CR具有优良的机械强度、阻燃性、粘结性、耐候性、耐油性等综合特性,是合成橡胶的一个重要种类,在工业制品、电线电缆、胶粘剂等领域具有广泛的应用。但耐寒性较通用橡胶及多种特种合成橡胶差,通常低温使用界限为 - 30 ~ - 40 ℃ 。国内外耐低温NBR研究的较多[1],而对CR的耐寒配方研究较少。 众所周知,CR硫化胶在 - 12 ℃ 左右易结晶变硬,影响CR的使用。因此本文通过测试CR在 - 12 ℃ 下的硬度变化和在 - 50 ℃ 的压缩耐寒系数来考查CR的耐寒性。通过一些适当的配合, 使CR在 - 12 ℃ 下硬度变化小, - 50 ℃ 的压缩耐寒系数达到0. 5以上。
1试验设备及原材料
1.1主要原材料
DCR213,重庆长寿化工有限公司产品; S - 40V,日本电气化学公司产品; 其余材料为市售产品。
1.2试验设备
XK - 160型开炼机,广东湛江机械厂产; 50T电热平板硫化机,青岛化工机械厂产; XL - 100A型拉力试验机,广州试验机械厂产; 邵尔氏LX - A型硬度计,江都市试验机械厂; 橡胶压缩耐寒试验机; 天津产。
1.3试样制备及性能试验
胶样的炼制按常规炼胶工艺进行。根据硫化仪测试的结果制定硫化条件。硫化温度为170 ℃ ,时间为胶样的实测T90加1 min,硫化压力是12 MPa。制好的试样按相关的标准进行试验。拉伸性能按GB/T528 - 1998进行; 硬度按GB/T531 - 1999进行; 压缩耐寒系数试验按GB6034进行。
2结果与讨论
2.1生胶的选择[2]
耐低温CR与普通的CR相比,耐低温CR是在聚合时引入了共聚单体,所以分子链序列的规整性和结晶度降低,从而改善了CR的抗结晶性能。美,日,德等国都有此类共聚型CR生产,牌号有Neoprene WRT,Skyprene B - 10,Denka Neoprene S - 40V等。重庆长寿公司也推出了牌号为DCR213类似产品。 但由于世界上氯丁胶的产能不足,以及国内对部分进口的产品反倾销的影响,市场上比较容易购买的只有日本Denka公司的S - 40V和重庆长寿公司的DCR213,为方便以后的生产故选择这两种胶来试验。同时并用10 ~ 15份耐低温性更好的BR、 NBR - 18来进行试验。试验结果见表1。
注: 试验配方: 生胶 100; Mg O 4; SA 1; 炭黑 40; 增塑剂 35; Zn O 5; NA - 22 0. 5; 防老剂 4; 其它 4。
由表1可看出,并用了NBR - 18后,压缩耐寒系数并没有改善,并用BR的虽有改善,但低温下的耐结晶性却不理想。 长寿公司的DCR213与日本的S - 40V在 - 50 ℃ 压缩耐寒系数接近,但DCR213的门尼粘度稍低,控制范围较大,一般控制在35 - 55,不利于进一步填充增塑剂来提高低温性能。同时工艺性也不理想,较S40V粘辊。因此本文选择S40V来进行下一步的试验。
2.2填料的选择[3]
炭黑补强剂的各项性能主要取决于炭黑粒子的粒径,比表面积和结构这3个因素,小粒径炭黑物理机械性能好,但在加工工艺上表现出生热不大易分散,易焦烧不适合像CR这种具有自补强,易焦烧的胶料。本试验选用快压出、半补强、热裂法炭黑三种炭黑和白炭黑进行试验。试验结果如表2所示。
注: 试验配方: 生胶 100; Mg O 4; SA 1; 炭黑、变品种变量、增塑剂35; Zn O 5; NA - 22 0. 5; 防老剂 4; 其它 4。
随炭黑粒径的增加,压缩耐寒系数增大,表明耐寒性变好,耐结晶性相差不大,但白炭黑的耐结晶性稍差,半补强炭黑具有较好的综合性能,因此选用半补强炭黑继续试验。
2.3增塑剂的选择
通常CR的玻璃化温度只有 - 40 ℃ ,在一般配方中共聚型和均聚型的玻璃化温度只相差2 ℃ ,由于CR的极性在聚合时不变,使用良好的增塑剂是降低CR的玻璃化温度的有效手段。 通常普通石油系软化剂如环烷油,轻操作油,芳香烃同对CR有延迟像胶结晶化速率的效果,极大的迟缓硬度上升,但在更低的温度 ( 如 - 35 ℃ ) 下却有相反的效果,不能降低CR的玻璃化温度,因此研制耐低温的CR不能使用普通石油系的软化剂。低粘度酯类增塑剂可明显提高CR的低温性能,较好的增塑剂有癸二酸二辛酯、油酸丁酯、磷酸三辛酯等。
关于增塑剂为什么能提高耐寒性能有几种说法,但获得一般支持的论点是: 像NBR,CR,PVC之类的极性聚合物,其分子间内会发生极化,随着温度上升,分子运动趋于激烈,分子间相互作用减弱,分子间距增大。添加增塑剂后,聚合物分子的极化部分与增塑剂的极化部分发生相互作用。高聚物冷却后,增塑剂就以这种状残存于聚合物中,从而妨碍聚合物分子间的相互作用,这就使聚合物具有柔软性。
本次试验选择了 癸二酸二 辛酯 ( DOS) 、已二酸二 辛酯 ( DOA) 、已二酸二( 丁氧基乙氧基乙) 酯( TP95) 、油酸丁酯、 环氧丁酯、变压器油进行试验。各种增塑剂的凝固点见表四, 试验结果见表3。
注: 试验配方: 生胶 100; Mg O 4; SA 1; 炭黑 40; 增塑剂 35; Zn O 5; NA - 22 0. 5; 防老剂 4; 其它 4。
各种增塑剂的凝固点见表4。
由表3、表4可知,油酸丁酯和环氧丁酯的耐寒系数和耐结晶性都不太好,可能与其较高的凝固点有关,增加酯类增塑剂后都合 - 12 ℃ 下的结晶有所加快,环烷油却能延迟CR硫化胶的结晶。凝固点低的增塑剂DOA耐寒系数并不比DOS好, 如DOA/TP95不如DOS、TP95,单用DOS压缩耐寒系数最好。 但单一增塑剂大量使用后存在易喷出的缺点,影响效果。采用几种并用更可行,DOS/TP95增塑剂具有较好的低温性能。
2.4硫化体系的影响
比较了含硫磺与不含硫磺两种硫化体系,结果见表5。
注: 有硫硫化体系为: Zn O 5; NA - 22 0. 5; S 0. 6; TT 0. 3。无硫硫化体系为: Zn O 6; NA - 22 0. 7; S 0. 3; 其余同上。
从表5中的结果表明: 交联键类别对结晶影响较大,硫化胶中多C - C键易于结晶,而多些单硫键、多硫键则利于抗结晶,所以含有硫磺的硫化体系无论 - 50 ℃ 压缩耐寒系数还是抗结晶性都稍优于无硫磺体系,但对耐热性有不良的影响。
3结论
采用日本电器化学公司产品S - 40V生胶,半补强炭黑、 DOS / TP95并用的增塑剂体系,有硫硫化体系研制出 - 50 ℃ × 24 h压缩耐寒系数达0. 51、 - 12 ℃ × 168 h后硬度变化为 + 12的耐低温性较好的CR配方,有望在 - 50 ℃ 的低温下使用。
参考文献
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[3]于清溪.橡胶原材料手册.1版[M].化学工业出版社,1996:74-82.
高扯断伸长率NBR橡胶配方研究 篇2
1 实验
1.1 主要原材料。
丁腈胶乳, 固形物质量分数为0.207, 中国石油兰州石化分公司橡胶厂产品;炭黑N330, 上海立事化工实业公司产品;其他材料均市售。
1.2 主要设备与仪器。
XK-150型开炼机, 广东湛江机械厂产品;25 t平板硫化机, 上海橡胶机械一厂产品;DXLL-2500型电子拉力试验机和XY-1型橡胶硬度计, 上海化工机械四厂产品。
1.3 试样制备。
1.3.1硫化橡胶配方。a.考察了不同炭黑用量对NBR力学性能的影响。具体实验配方如表1所示。b.考察不同S, 促进剂用量对NBR力学性能的影响。具体试验配方如表2所示。在配方1的基础上, 1为降低C用量为40份, 2-4为依次同时降低S和促进剂用量的10%, 5为在3的基础上增加DOP用量, 6为在5的基础上增加C的用量。
1.4 制备工艺。
在开炼机上进行胶料混炼, 硫化胶在平板硫化机上制备, 硫化条件为160℃×30min。
1.5 样品分析。
硫化胶各项性能均按相应国家标准测试。
2 结果与讨论
2.1 不同炭黑用量对NBR扯断伸长率的影响。
填充普通碳黑硫化胶力学性能测试结果表明随着炭黑用量的增加, 拉伸强度先增大后降低, 炭黑用量在60份时, 拉伸强度出现最大值, 为24.51MPa, 随着碳黑用量增大拉伸强度迅速降低, 达到90份时, 拉伸强度为21.48 MPa, 拉伸强度减小了12.4%。100%定伸随炭黑用量的增加而逐渐增大, 通过图1可知, 变化趋势呈直线, 90份炭黑填充样品相对50份炭黑填充样品增加了53.0%。而扯断伸长率则随C用量增加而逐渐降低, 90份炭黑填充样品相对50份炭黑填充样品减小了11.9%, 由463.86%减小到251.32%, 扯断性能明显不能满足要求。这可能是因为炭黑与橡胶高分子之间产生物理吸附作用和化学结合共同作用, 使应力作用在较短的分子链上, 增加了橡胶的强度, 但是, 扯断伸长率降低。同时, 过多的炭黑会使橡胶高分子间产生空隙, 影响橡胶的强度和扯断伸长率, 这也可能是强度随炭黑填充量增加先增加达到一定再降低的原因。邵氏硬度随炭黑用量逐渐增加, 90份炭黑填充样品相对50份炭黑填充样品增加了16.4%。撕裂强度随炭黑的用量增加, 先增大后减小。撕裂强度变化趋势与拉伸强度基本一致。
2.2 不同S, 不同DOP用量对NBR扯断伸长率的影响。
1-4号样扯断伸长率和拉伸强度变化趋势, 随着S和促进剂用量的依次降低, 扯断伸长率和拉伸强度都是先增加后减小, 拉伸强度出现极值的原因可能是:交联度适度时, 单位面积上承载的网链数随交联度增加而增加, 拉伸强度随之上升;而在交联密度过高时, 网链不能均匀承载, 易集中于局部网链上, 使有效网链数减小。这种承载的不均匀性随交联密度增加而加剧, 因此拉伸强度随之下降。而NBR是非结晶型橡胶, 交联密度越低, 拉伸强度越低。100%定伸随S和促进剂用量的依次降低, 先降低后增加。撕裂强度随S和促进剂用量的依次降低, 先降低后增加。随着硫化体系用量的减小, 橡胶的硬度基本没有发生变化。而增加DOP用量能降低硬度和定伸应力, 增加炭黑用量能增加硬度和定伸应力。
3 结论
3.1 随炭黑填充用量的增加, NBR拉伸强度、撕裂强度先增大后减小, 扯断伸长率降低, 100%定伸应力呈直线上升, 硬度增加。
3.2 S, 促进剂用量影响橡胶分子的交联度, 随着S和促进剂用量的依次降低, 扯断伸长率和拉伸强度都是先增加后减小, 100%定伸、撕裂强度先降低后增加, 硬度维持基本不变。。
3.3 综上所述, 通过合理炭黑、硫化体系可以获得合适的橡胶力学性能。合理的降低C用量、硫化体系用量和增加DOP用量, 可在不明显降低拉伸强度的基础上, 大大提高NBR的扯断伸长率。
参考文献
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[7]E.K.Sichel, J.I.Gittleman (1982) J Electron Mater 11:699-744
橡胶配方 篇3
轮胎是汽车的重要部件,可以形象地比喻为人脚穿的鞋子,作为汽车与路面的接触体,汽车的一切性能都要通过它才能实现,因此轮胎的橡胶配方及结构的差异对汽车的动力性、燃料经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性、通过性和噪声等性能都有着直接的影响。本文主要从燃料经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性等四项性能着手进行验证试验及数据分析。
2 子午线轮胎介绍
(1)子午线轮胎的结构。
子午线轮胎由以下几部分构成:(如图1所示)1胎圈、2帘布层、3带束层、4胎冠、5胎肩,以3带束层箍紧胎体。
(2)子午线轮胎的结构特征。
子午线轮胎胎体帘线不是相交排列,而是各层间互相平行地由一胎圈到另一胎圈排列,就象地球上的子午线,子午线轮胎因此而得名。因此,子午线轮胎胎体比较柔软。这样排列使帘线的强力能得到充分利用。子午线轮胎胎冠的带束层是由几乎不伸长的、由周向10°~20°角度钢丝帘线所组成,具有足够的刚性,因此子午线轮胎胎面与路面接触时,很少产生周向或横向的滑动,从而提高了轮胎的各项性能。
(3)轮胎的原材料。
包括橡胶材料、化学添加剂、钢丝、尼龙和人造丝等,橡胶材料在整个轮胎材料中占比不足一半。橡胶内加入化学添加剂可使橡胶具有所需要的特性。子午线轮胎因其每个部位所承受的力及功能不同,所选用的胶料也不同,包括:胎面胶、胎侧胶、带束层胶、胎体帘布胶、胎肩垫胶、胎圈三角胶等。
(4)子午线轮胎的种类。
子午线轮胎根据带束层和胎体用的帘线品种不同,子午线轮胎可以分为三类:全钢丝子午线轮胎、钢丝带束纤维胎体子午线轮胎(半纲丝子午胎)和全纤维子午线轮胎。
重型载货汽车用子午线轮胎大多为全钢丝子午线轮胎或半钢丝子午线轮胎;轻型载货汽车用子午线轮胎通常是半钢丝的子午线轮胎;轿车用的子午线轮胎有半钢丝的,也有全纤维的。
3 道路性能试验
试验轮胎全部为半钢丝子午线轮胎,有两组、每组三种轮胎参与验证试验,第一组为结构相同、橡胶配方不同的子午线轮胎;第二组为橡胶配方相同、结构不同的子午线轮胎。
3.1 第一组试验
第一组试验为结构相同、橡胶配方不同的子午线轮胎装车试验。试验使用样车为福特蒙迪欧2.0,轮胎型号为205/55R16,轮胎气压为前280/后280 k Pa,相应项目试验时车重相同,测试人员及试验设备相同。
(1)轮胎数量:3种轮胎(甲、乙、丙),每种4个。
(2)胎面橡胶:3种橡胶配方不同(化学添加剂及工艺不同,具体配方及工艺省略。),呈现表1中特性。
(3)试验项目:道路行驶阻力试验、50 km/h冷态制动性能试验。
(4)试验数据见表2。
(5)数据分析:表2数据中甲乙丙三种轮胎道路行驶阻力在高速段相差无几,低速段差别较明显。原因在于高速时行驶阻力主要来自空气阻力,低速时行驶阻力主要来自轮胎滚动阻力,利用同一台样车测试,空气阻力是相同的,在图2的曲线上高速段的行驶阻力也几乎重合;这里要说明的是胎面硬度和弹性的不同给滚动阻力带来的差别,因此主要研究60km/h以下低速段的行驶阻力。表2中丙轮胎展现了最低的滚动阻力,乙轮胎次之,甲轮胎最差,说明胎面硬度高的轮胎可消耗相对少的功率,燃料消耗量相对低,可以获得较好的燃料经济性。
表2中制动距离数据反映出三种轮胎制动性能几乎相同没有大差距,可以说明三种胎面的设计差异性未造成对制动性能的影响,或者说胎面橡胶配方的适当改变对制动性能的影响不大。
(6)试验结论。
试验数据证明,相同型号、结构相同、橡胶配方不同的子午线轮胎,胎面硬度较高的轮胎具有较低的滚动阻力,在获得较好燃料经济性的同时,也未失较好的制动附着性能,应作为实现汽车综合性能的优选轮胎。
3.2 第二组试验
第二组试验为橡胶配方相同、结构不同的子午线轮胎装车试验。试验使用样车为帕萨特2.0,轮胎型号为195/65R15,轮胎气压为前250/后250 k Pa,相应项目试验时车重相同,测试人员及试验设备相同。
(1)轮胎数量:3种轮胎(A、B、C),每种4个。
(2)轮胎结构:3种轮胎结构不同,见表3。
(3)试验项目:操纵稳定性稳态回转试验、操纵稳定性转向回转试验、行驶平顺性试验。
(4)试验数据见表4~表6。
(5)数据分析:表4中数据为操纵稳定性稳态回转(左转)试验数据,分别为转弯半径比、前后轴侧偏角差、车身侧倾角随侧向加速度的对应数据,图3、图4、图5分别为转弯半径比、前后轴侧偏角差、车身侧倾角与侧向加速度关系曲线;A、B、C分别代表三种不同结构的轮胎,试验数据清晰表明了其性能的不同。
在图3~5中A胎曲线位置是最低的,B胎曲线位置居中与A胎接近,C胎曲线位置最高与A、B胎偏离较远,说明在相同侧向加速度时,在满足不足转向特性的前提下,A胎的转弯半径比最小、前后轴侧偏角差最小、车身侧倾角最小,表现出三种轮胎中最好的抗侧偏性能和动态稳定性,也就是当车辆达到失控临界点时A胎的侧向加速度是最高的;B胎表现出的抗侧偏性能和动态稳定性次于A胎但与A胎接近;C胎表现出的性能最差而且与A、B胎偏离较大。
表5中数据为操纵稳定性转向回正(左转)试验数据,分别为稳定时间、残留横摆角速度、横摆角速度总方差。数据中A胎的稳定时间最小,表明回正趋于稳定最快,横摆角速度总方差最小、残留横摆角速度最小,表明横摆角速度衰减得快并且残留少,A胎表现出三种轮胎中最好的转向回正性能;C胎的各项参数值都最大,其转向回正性能最差;B胎界于两者之间。
表6中数据为行驶平顺性试验数据,驾驶员座椅处的测试数据等效均值显示A胎最高,即传递的路面振动最大,表现出最差的舒适性;C胎最低,即传递的路面振动最小,表现出最好的舒适性;B胎界于两者之间。
综上所述,A、B胎的性能接近,可以获得较好的抗侧偏性能、动态稳定性和回正性能,舒适性较差但与C胎相差不多;C胎虽然有较好的舒适性,但与A、B胎的其它性能相差较多;另外,A胎带束层刚度大,周向及侧向变形小,与路面的滑移小,可降低滚动阻力,节省燃油,并且有较好的耐穿刺性能和附着性能。
(6)试验结论。
试验数据证明,相同型号、橡胶配方相同、结构不同的子午线轮胎,结构刚度较大的轮胎不但能获得较好的操纵稳定性,也能获得相差不多的舒适性,同时还能兼备低滚阻等其它优势性能,应作为实现汽车综合性能的优选轮胎。
4 结语
本文通过不同橡胶配方的子午线轮胎及不同结构的子午线轮胎的装车试验,通过道路行驶阻力、制动、操纵稳定性、平顺性等四项试验,客观分析评价了轮胎橡胶配方及结构差异对汽车性能产生的不同影响。初步得出以下结论:胎面硬度较高、结构刚度较大的子午线轮胎能够更好地提升汽车综合性能,在节能、环保、安全等方面能够展现优势。
长期试验研究经验使我们觉得轮胎对于汽车综合性能的提高还有很大的潜力可以挖掘,目前轮胎产品开发和性能优化一直由轮胎生产企业主要承担,米其林、固特异以及普利司通等国外品牌公司在轮胎节能与安全方面技术遥遥领先,国内公司也积极参与其中,但技术水平尚有差距,国内轮胎生产企业应与汽车生产企业联合研发和优化轮胎性能,实现优势互补,有利于给汽车穿上更节能、更换保、更安全、更适合的“鞋子”。
摘要：文章通过对橡胶配方不同或结构不同的子午线轮胎进行装车试验,来验证分析其差异对汽车性能造成的影响,为汽车合理匹配轮胎以发挥其综合性能优势提供一些参考。
关键词：汽车轮胎,子午线轮胎,汽车性能,影响
参考文献
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橡胶配方 篇4
丁基橡胶应用十分广泛, 主要用于内胎、水胎、硫化胶囊、药用瓶塞、涂覆、电线电缆等方面。在轮胎工业是不可缺少的橡胶原料, 是制造轮胎内胎的最好胶种, 也是优质子午胎的必须原料, 这是因为丁基橡胶的气密性非常好, 约是天然橡胶的10倍左右, 而且丁基橡胶内胎生产成本也低于天然胶内胎, 在美国、日本内胎已经实现了100%的丁基化, 在南朝鲜、台湾、欧洲也均实现了90%以上的丁基化;在中国内胎丁基化仅占30%, 作为一个发展中国家, 各个行业都在迅速发展, 汽车行业也一样, 现在顾客对内胎丁基化的要求越来越强烈, 所以在中国内胎丁基化已成必然发展趋势。
虽然近年我国IIR市场价格有所下滑, 但与其他橡胶品种相比, IIR仍然具有很大的投资前景, 特别是HIIR的国产化对我国IIR产业的发展十分重要。随着我国经济的快速发展, 高速公路的不断延伸, 轮胎特别是载重型轮胎的发展已经历了由高生热的低速斜交轮胎到低生热高速全钢子午线轮胎的成功过渡, 目前正在朝着无内胎化发展[1]。而气密性好且与其他橡胶粘合性好的HIIR已成为气密层主体材料的最佳选择。
我国溴化丁基橡胶技术研究起步较晚, 中石化燕山石化于2010年10月建成3万t/a BIIR装置, 开车后对汽提、中和系统、溶胶区等进行了改造, 产品逐渐得到部分下游轮胎企业的认可, 但产品外观及稳定性等较埃克森、朗盛等产品仍有很大差距。2012年10月, 浙江信汇合成材料有限公司也进行溴化丁基橡胶的试生产, 产品稳定性较燕山石化有一定优势, 得到了部分中低端轮胎企业及医药瓶塞企业的认可。2013年8月, 盘锦和运实业集团引进俄罗斯技术建成3万t/a BIIR装置并进行试车, 由于溴利用率低、凝聚等问题, 仍处于不间断试产阶段。2014年, 我国卤化丁基橡胶表观消耗量22.8万t/a, 进口溴化丁基20.4t, 产业化的装置有三套, 产能近11万t/a, 实际产量2.4万t, 目前国内溴化丁基橡胶还是基本依赖进口。
随着轮胎无内胎化迅速普及、丁基橡胶塞迅速推广应用以及HIIR应用领域的迅速扩展, 我国市场对于HIIR的需求将不断增加, 而对中低端普通IIR的需求会继续有所减小, 但今后相当长一段时期内我国仍需大量进口高品质的普通IIR及HIIR。同时我国IIR产能的迅速扩张和品质不断提高给进口产品造成前所未有的压力, 近2年不断大幅走低的进口IIR市场价格充分证实了这一点。今后, 我国还应在高品质的普通IIR以及HIIR的研究、生产和应用方面继续努力。
由于溴化丁基橡胶配方存在定伸应力和硬度偏高以及硫化时间较长的问题, 本文旨在对卤化丁基橡胶的加工配方进行优化研究, 并将其应用于自制的溶液法溴化丁基橡胶。
1 实验部分
1.1 原材料
进口溴化丁基橡胶, BIIR-2030;自制溶液法溴化丁基橡胶BIIR-LH;N220, 美国卡博特公司;S, 青岛城阳双埠硫磺加工厂;石油树脂100, 兰州石化公司;SA、Zn O、DM、ZDA、SP1068均为市售工业级产品。
1.2 分析与测试
(1) 混炼得到的混炼胶室温停放一定时间后进行硫化特性的测试:参照GB/T 16584—1996测试硫化特性。
(2) 混炼得到的混炼胶室温停放一定时间后16~24h后, 做平板硫化实验, 根据实验需要硫化一定数量的试片, 进行停放。
(3) 裁片:根据国标的试样要求, 分别采取拉伸试样, 测量厚度, 拉伸性能按GB/T528—1998。
(4) 力学性能:拉伸性能按GB/T528—1998, 采用优肯公司的UT-2060型强力拉伸机测试。
2 结果与讨论
2.1 溴化丁基橡胶内胎的配方优化设计
根据溴化丁基橡胶的结构、混炼工艺及基本性能的差别, 合理选择加工助剂, 进行配方优化设计, 使其达到内胎的工艺和性能指标。
针对溴化丁基橡胶配方存在定伸应力和硬度偏高以及硫化时间较长的问题, 进行了如下的配方优化设计;见表1、2。
以150g生胶计量, 加入顺序:溴化丁基胶→硬脂酸、氧化镁→炭黑→石油树脂、炭黑→环烷油→SP1068-DM→硫磺;薄通6次。
2.2 硫化特性
从表3可以看出, 配方1-3的正硫化时间最短。
2.3 优化配方条件下硫化胶的物理机械性能
由表4、表5数据可以看出, 拉伸强度比较好的水平为, A2, B2和C1。即优选配方为DM 1.5, Mg O 0.20, N220 60, S 0.5, Zn O 1.5, SP1068 3。由表6方差分析数据可知, 三种因素影响拉伸强度的顺序为:因素A>因素C>因素B。内胎要求扯断伸长率高、定伸低、拉伸强度高等。综合考虑, 可以选出优选配方为1-6, DM 2, Mg O 0.15, N220 60, S 0.5, Zn O 1.5, SP1068 3 (即A3B2C1) 。
2.4 优选配方条件下两种溴化丁基橡胶硫化胶的物理机械性能
采用优化得到的优选配方1-6作为橡胶加工配方, 对进口溴化丁基橡胶和自制溶液法溴化丁基橡胶进行加工后测试力学性能, 结果见表7。
由表7数据可以看出, 该优选配方亦适用于自制的溶液法溴化丁基橡胶。通过表7可以看出, 自制溶液法溴化丁基橡胶BIIR-LH的拉伸强度和扯断伸长率等力学性能与进口溴化丁基橡胶BIIR2030接近, 均符合要求。
3 结论
1) 在溴化丁基橡胶内胎的应用方面, 通过配方优化设计发现, 综合性能较好的配方为:BIIR 100, SA 1, DM 2, 环烷油, 7.0 Mg O 0.15, 石油树脂7.0, N220 60, S 0.5, Zn O 1.5和SP1068 3。
2) 采用优化得到的优选配方1-6作为橡胶加工配方, 对进口溴化丁基橡胶和自制溶液法溴化丁基橡胶进行加工后测试力学性能, 结果表明该优选配方亦适用于自制的溶液法溴化丁基橡胶。
参考文献
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