Page 107 - 《橡塑技术与装备》2024年4期

测试与分析 黄鑫 等·新型类石墨烯材料在全钢胎肩垫胶中的应用研究

1 实验部分 1.4 试样制备
1.1 原材料 在密炼机内按配方比例分别制备含有 N330 和
NR SMR20，中化国际橡胶公司 ； BR9000，齐鲁 SG3-G 的母胶，母胶中不添加硫磺和促进剂，再按表
石油化工公司； SG3-G，中国建材 - 南方石墨研究院； 1 中的比例取两种母胶进行共混，在开炼机上加入硫
N234、N330，卡博特公司 ； ZnO ； SA 等其他原材料 磺和促进剂，混炼均匀后薄通下片，制成质量相同的
均为市售。 4 个试样。
1.2 主要仪器与设备 胶片停放 16 h 后，通过无转子硫化仪在 150 ℃测
开放式炼胶机，X(S)K-160，上海双翼橡塑机 定试样的硫化曲线。
械有限公司 ；橡塑试验密炼机，XSM-500，上海 在平板硫化机上 150 ℃ ×t 90 +1 min 硫化试样。
科 创橡 塑机 械设 备有 限公 司 ；无 转 子硫 化仪，GT- 1.5 性能测试
M2000-A， 台 湾 高 铁 有 限公 司 ；平 板 硫 化 机，HS 硫化性能 ：按 GB/T 16584—2008 测试。
1007-RTMO，深圳佳鑫电子设备科技有限公司 ；电 拉伸性能 ：采用电子拉力试验机按照 GB/T 528—
子拉力机，I-7000S，台湾高铁有限公司 ；老化实验 2008 进行测试，拉伸速度为 500 mm/min，测试温度
箱，GT-7017-M，台湾高铁有限公司 ；导热系数仪， 为室温；邵尔 A 硬度按照 GB/T 531.1—2008 进行测试。
DTC-300，美国 TA 公司。 门尼黏度 ：按照 GB/T 1232—2008 进行测试。
1.3 实验配方 动态力学性能 ：采用高铁科技公司生产的 RPA
基本配方（单位 ：份）： NR 70，BR9000 30， 2000 型橡胶加工分析仪，频率 1.7 Hz，转动角度 0.5°。
N234 20，环保芳烃油 8，白炭黑 10，SA 2，ZnO 4， 2 结果与讨论
硫磺 1，促进剂 CZ 1.2，KH550 3，防老剂 RD 1，防 2.1 硫化特性
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老剂 4020 1，N330 和 SG3-G 为变量，具体用量如 表 2 为 1 和 4 胶料的硫化特性参数，可以看到
表 1 所示。 SG3-G 对 N330 替换后，胶料的最高转矩和最低转矩
表 1 N330 和 SG3-G 用量变化实验配方 有所降低，最高转矩与最低转矩的差值也相应降低 ；
配方编号 1 # 2 # 3 # 4 # 同时焦烧时间 T 10 和工艺正硫化时间 T 90 有所缩短。添
N330/ 份 30 20 10 0
SG3-G/ 份 0 10 20 30 加 SG3-G 后，混炼胶的门尼黏度下降明显，使胶料
的挤出性能得到较大的提升。
表 2 硫化特性参数
编号 M H /(dN∙m) M L /(dN∙m) M H -M L /(dN∙m) T 10 /min T 90 /min 门尼黏度 /M L (1+4)100 ℃
1 # 15.31 2.68 12.63 1.22 3.97 73.99
4 # 12.00 1.99 10.01 1.05 3.22 56.79

2.2 力学性能 显然是无法全部在受力方向取向的，而非取向部分就
由表 3 可知，随着 SG3-G 填充比例的增加，胶 会引起应力集中，极易导致裂纹的引发，从而使撕裂
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料的硬度下降，4 与 1 相比，硬度下降了 9%。主要 强度下降明显。
是由于 SG3-G 的平均粒径大比表面积小、结构度小， 表 3 不同填充体系硫化胶的力学性能
几乎只有 N330 的十分之一，同时其二维结构在胶料 编号 1 # 2 # 3 # 4 #
邵尔 A 硬度 / 度 66 65 62 60
中的不易分散，使得填料与橡胶的物理吸附不足，物 拉断强度 /MPa 21.0 20.5 20.3 19.0
扯断伸长率 /% 583 605 615 641
理交联程度低，这一点从硫化曲线的 M H -M L 的降低
100% 定伸应力 /MPa 2.6 2.1 2.1 2.0
也能够体现。难以产生抵抗外力形变的能力，导致 200% 定伸应力 /MPa 6.3 5.1 4.9 4.6
300% 定伸应力 /MPa 10.4 9.1 8.5 7.5
硬度下降。同时拉伸强度也有着同样的规律，随着
扯断永久变形率 /% 22.5 22.5 25.0 27.5
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SG3-G 的替换，产生了小幅度的下降。而扯断伸长率 撕裂强度 /(N mm ) 135.4 106.5 96.3 68.1
和扯断永久变形率随之增大。撕裂强度的急剧下降主
2.3 动态生热及导热性能
要归因于 SG3-G 的较大粒径，并且结构接近二维片
图 1 为不同温度下 SG3-G 用量对剪切储能模量
层架构存在空间上的各向异性，在胶料中，片层结构
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