Page 89 - 《橡塑技术与装备》2025年2期

材料与配方
MATERIALS AND FORMULATIONS

排胶。 异所致。Fmax-FL 可以表征胶料 的交联密度。炭黑
在开炼机上薄通 → 放大辊距 → 出片停放。 N234 和炭黑 V9HX1 填充胶料的交联密度相当，而炭
1.5 性能测试 黑 N134 填充胶料的交联密度最小。从理论上分析，
炭黑的氮吸附比表面积按照 GB/T 10722—2014 炭黑 N134 比表面积大于炭黑 N234，结构度相当，炭
测试 ；炭黑的吸油值按照 GB/T 3780.2—2017 ；压缩 黑 N134 表面的原子或原子团更多，补强性能更佳。
吸油值按照 GB/T 3780.4—2017 测试 ；硫化特性按照 由此可见，炭黑的补强性能除与自身的比表面积、结
GB/T 9869—2014 测试，测试温度为 151 ℃ ；门尼焦 构度密切相关外，还受其在胶料中分散程度的影响。
烧时间按照 GB/T 1233—2008 测试 ；门尼粘度按照 表 2 混炼胶流变性能
GB/T 1232.1—2016 测试 ；硬度按照 GB/T 531.1— 编号 1 # 2 # 3 #
焦烧时间 t 5 (127 ℃）/min 14 17 14
2008 测试 ；撕裂强度按照 GB/T 529—2008 测试 ；拉 M L (1+4)100 ℃ 83 72 84
F L (dN·m） 3.02 2.88 3.02
伸性能按照 GB/T 528—2009 测试 ； DIN 磨耗按照
F max (dN·m） 22.11 23.71 23.23
GB/T 9867—2008 测试 ；成品胎的耐久性能按照 GB/ F max -F L (dN·m） 19.09 20.83 20.21
t s1 /min 3.26 3.87 2.91
T 4501—2023 测试。 t s2 /min 4.17 4.84 4.10
t 10 /min 4.11 4.90 4.11
t 30 /min 5.62 6.55 5.90
2 结果与讨论 t 50 /min 6.34 7.30 6.68
t 60 /min 6.72 7.70 7.09
2.1 理化性能
t 90 /min 10.77 11.65 10.97
3 种炭黑的理化性能检测结果如表 1 所示。吸碘 R 97 /min 35.43 34.48 37.29
值常用来表征炭黑的比表面积和粒径的大小，吸碘值
越大，比表面积越大，粒径越小。从表 1 可以看出， 2.3 物理性能
炭黑 N134 的比表面积最大，炭黑 V9HX1 的表面积 对混炼胶进行硫化，硫化条件为 ： 151 ℃ ×30 min，
最小，炭黑 N234 的比表面积介于炭黑 N134 和炭黑 老化条件 ： 100 ℃ ×48 h。分析比对 3 种炭黑填充胶
V9HX1 之间。常用 DBP 吸油值法测定炭黑的结构度， 料的物理性能。硫化胶老化前后的物理性能见表 3。
DBP 吸油值表征炭黑一次结构和二次结构的总和，压 由表 3 可以看出，3 种炭黑填充胶料的硬度和扯
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缩样 DBP 吸油值接近炭黑的一次结构 [3] 。炭黑 N134 断伸长率相当，1 和 2 配方胶料的拉伸强度和 300%
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和 N234 的 DBP 吸油值和压缩样 DBP 吸油值基本相 定伸应力一致，3 配方胶料略高。炭黑 V9HX1 填充
当， 炭黑 V9HX1 的 DBP 吸 油值 和压 缩 样 DBP 吸 油 胶料具有较高的定伸应力，这是由于炭黑 V9HX1 具
值均高于炭黑 N134 和 N234。这表明，炭黑 N134 和 有高结构度，形成较多的吸留橡胶复合体，相对减小
N234 的结构度差异不大，均低于炭黑 V9HX1。炭黑 了橡胶的体积，因此在胶料中采用高结构度炭黑，橡
N134 的着色强度最高，炭黑 N134 和 V9HX1 处于同 胶弹性损失变大，但能提高胶料的定伸应力 [4] 。与 1 #
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一水平。 配方相比，老化前，2 配方的磨耗指数相当，3 配方
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表 1 3 种炭黑理化性能 的磨耗指数增大 10.6%。热氧老化后，与 1 配方相比，
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项目 N134 N234 V9HX1 2 配方的磨耗指数增大 9.8%，3 配方的磨耗指数增大
-1
吸碘值 /(g·kg ） 140 121 108
-1
5
3
DBP 吸油值 ×10 /(m ·kg ） 131 129 150 17.9%。分析认为，炭黑 N134 和炭黑 N234 吸油值相同，
3
5
-1
压缩样 DBP 吸油值 ×10 /(m ·kg ） 98 98 110 但炭黑 N134 比表面积和着色强度更高。从理论上讲，
着色强度 126 121 119
当炭黑 N134 的分散性与炭黑 N234 达到同一水平时，
2.2 硫化特性 炭黑 N134 胶料的耐磨性能会优于炭黑 N234，但在本
不同炭黑填充的混炼胶的流变性能见表 2。由表 实验中，炭黑 N134 并无耐磨性能优势，可见在使用
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2 可以看出，1 和 3 配方胶料的焦烧时间、门尼粘度 炭黑 N134 时，需要进一步优化混炼工艺，才能充分
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和 ML 均相当，2 配方胶料的焦烧时间略长、门尼粘 发挥其性能优势 [5] 。阿克隆数据和 DIN 磨耗指数表现
度和 ML 偏低，这说明炭黑 N234 填充胶料的的加工 出相同的变化规律。从性能保持率上看，3 配方胶料
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安全性和加工性能优于炭黑 N134 和炭黑 V9HX1 填 拉伸性能保持率最高，1 配方胶料经过长时间高温老
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充胶料。这可能是 3 种炭黑的比表面积和结构度的差 化后拉伸强度的降幅最大。
年
2025 第 51 卷 ·43·