Page 88 - 《橡塑技术与装备》2025年1月

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

功率曲线稳定降速生产，温度降至 100 ℃时，加入硫 该空隙是由聚集体 “ 堆积 ” 度引起的。松散的聚集体
磺、促进剂等 →90 s 排胶。 堆积不紧密，随着结构升高，表现为胶料黏度更高 [6~7] 。
在开炼机上薄通 → 放大辊距 → 出片停放。 M H -M L 可以表征硫化胶的交联密度，炭黑 N234、
®
1.5 性能测试 PROPEL E8 和 MH168S 填充胶料的交联密度相当。
®
按国标方法进行物理性能测试 ； 与 炭 黑 N234 相 比， 炭 黑 PROPEL E8、MH168S 填
用 DMA 进行动态性能测试，硫化胶的温度扫描， 充胶料的 T 5 和 T 90 略有减小，说明加工安全性略有降
扫描条件 ：应变 5%，频率 10 Hz，升温速率 3.0 k/min， 低、硫化速度加快。
温度范围 ：-30~80 ℃； 表 3 硫化特性
配方编号 1 # 2 # 3 #
焦烧时间（127 ℃）/min
2 结果与讨论 T 5 15 13 12
M L(1+4) 100 ℃ 83 91 90
2.1 理化性能 M L /(dN·m） 3.05 3.08 3.08
不同品种炭黑的理化性能检测结果如表 2 所示。 M H /(dN·m） 23.73 23.09 22.86
M H -M L /(dN·m） 20.68 20.01 19.78
表 2 理化性能检测结果 T s1 /min 3.71 3.24 3.02
®
项目 N234 PROPEL E8 MH168S T s2 /min 4.63 4.22 4.17
.
-1
吸碘值 /(g kg ) 122 105 115 T 10 /min 4.68 4.23 4.15
3 .
5
-1
DBP 吸收值 ×10 /(m kg ) 120 137 137 T 30 /min 6.22 5.81 5.92
3
-1
5
压缩样 DBP 吸收值 ×10 /(m .kg ) 104 108 109 T 50 /min 7.16 6.69 6.82
105 ℃加热减量 /% 0.2 0.3 0.3 T 60 /min 7.57 7.11 7.33
灰分质量分数 /% 0.3 0.2 0.3 T 90 /min 13.24 12.00 11.69
着色强度 124 124 117 t@RevPct3 46.4 42.51 44.91
注 ：实验条件为 ： 151 ℃ ×60 min。
炭黑的粒径越细，比表面积越大，对橡胶的补
强性也越高。常用吸碘值表征炭黑的比表面积和粒 2.3 物理性能
径。吸碘值越大，表明炭黑的比表面积越大，粒径越 对 混炼 胶进行 硫化， 硫化 条件 为 ： 151 ℃ ×30
小。由表 2 可以看出，炭黑 N234 的吸碘值最大，炭 min，老化条件 ： 100 ℃ ×48 h。分析比对 3 种炭黑填
®
黑 PROPEL E8 吸碘值最小，这表明炭黑 N234 的比 充胶料的物理性能。硫化胶老化前、后的物理性能见
®
表面积最大，炭黑 PROPEL E8 比表面积最小，炭黑 表 4。
MH168S 居中。一般炭黑聚集体的形状为链枝状，链 表 4 硫化胶物理性能
编号 1 # 2 # 3 #
越长，枝越多，结构越高。通常采用邻苯二甲酸二丁 硬度 / 邵氏 A 70 68 68
.
-3
酯（DBP）吸油值来表征炭黑一次结构和二次结构的 密度 (g cm ) 1.108 1.117 1.112
拉伸强度 /MPa 23.4 20.4 20.6
总和，用压缩样 DBP 吸油值表征炭黑的一次结构。由 扯断伸长率 /% 371 340 339
®
表 2 可以看出，炭黑 PROPEL E8 和 MH168S 的 DBP 10% 定伸应力 /MPa 0.88 0.82 0.82
50% 定伸应力 /MPa 2.46 2.26 2.21
吸油值和压缩样 DBP 吸油值一致，表明 2 种炭黑的结 100% 定伸应力 /MPa 4.85 4.42 4.25
300% 定伸应力 /MPa 18.65 17.71 17.65
构较高且相近，炭黑 N234 结构度较低。3 种炭黑的
M300/M100 3.85 4.01 4.15
.
-1
105 ℃加热减量和灰分质量分数均符合指标要求。炭 撕裂强度 /(kN m ) 59 61 57
3
®
黑 N234 和 PROPEL E8 的着色强度相近，且高于炭 相对体积磨耗量 /mm 108 112 104
磨耗指数 139 134 144
黑 MH168S。 阿克隆磨耗体积 /cm 3 0.380 0.372 0.438
100 ℃ ×48 h 老化后物理性能
2.2 硫化特性 硬度 / 邵氏 A 73 71 71
对胶料进行流变测试。表 3 为不同品种炭黑填充 拉伸强度 /MPa 16.2 14.2 15.0
扯断伸长率 /% 236 231 197
天然橡胶体系配方的硫化特性对比。从表 3 可以看出， 10% 定伸应力 /MPa 0.93 0.86 1.00
®
炭黑 PROPEL E8 和 MH168S 填充胶料的门尼黏度大， 50% 定伸应力 /MPa 2.82 2.67 2.79
100% 定伸应力 /MPa 5.80 5.37 5.55
.
-1
加工性能差且相近 ；炭黑 N234 填充胶料的门尼黏度 撕裂强度 /(kN m ) 41 47 49
相对体积磨耗量 /mm 3 128 129 131
小，加工性能好。这是由于 3 种炭黑的结构度和表面
磨耗指数 117 116 113
活性的差异导致了胶料加工性能的差异。根据结构度 阿克隆磨耗体积 /cm 3 0.693 0.820 0.736
可确定炭黑原生聚集体之间及其周围的可用空隙量。
从表 4 中可以看出，3 种炭黑在 151 ℃ ×30min
1
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