Page 126 - 《橡塑技术与装备》2025年4期

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

的化学接枝或功能填料的加入来提高。 erToledo）在拉力模式下进行，拉力为 0.1 N，频率为
然而，在为火星设计橡胶时，抵御环境威胁并不 10 Hz，加热速率为 2 ℃ /min。
是唯一需要解决的问题。另一个挑战是为橡胶提供足
够的性能水平，使其能够在不损害其他设备和环境的 2 橡胶结晶的后果
情况下完成任务。本文讨论了橡胶分子结晶和橡胶化 根据牌号，MQ 和 BR 都能结晶。不幸的是，这
合物放气对火星潜在应用的影响。 些弹性体的结晶和熔化温度都在火星日温差范围内，
这对它们的性能有重大影响，导致收缩率更高，动态
1 方法 力学模量发生变化。在微观层面上，橡胶中弹性体的
差示扫描量热法（DSC）测试是在氮气环境中进 结晶和熔融会导致硫化物的体积和力学性能发生变化。
行的，加热 / 冷却速度为 20 ℃ /min。图 1 和图 2 中 这会对它们的密封性能产生负面影响，从而可能导致
的结果是使用 214Polyma（Netzsch）测量获得的， 密封部件失效。这种影响的一个悲惨例子是 1986 年
而图 3 中的 DSC 曲线是使用 TAQ200（TA 仪器公司） 导致挑战者号航天飞机爆炸的橡胶 O 型圈故障。例如，
测量获得的。 生 BR 和 VMQ、未填充硫化 BR 和 BR-VMQ 共混物
动态机械分析（DMA）测试由 SDTA861e（Mettl 的 DSC 曲线分别如图 1 和图 2 所示。

表 1 所研究胶料的配方，以每百份橡胶的质量份数（份）表示
试品 crBR- crBR- amBR- crBR- crBR- crBR- crBR-
指称 REF VMQ-REF VMQ-N330-30 VMQ-N330-30 VMQ-U7000-30 VMQ-U7000-15 VMQ-U7000-5
数量（份）
高顺式 BR 100 80 - 80 80 80 80
中顺式 BR - - 80 - - - -
VMQ - 20 20 20 20 20 20
白炭黑 - - - - 30 15 5
Ultrasil7000GR
TESPD - - - - 3 1.5 0.5
CBN330 - - 30 30 - - -
其他成分包括 ：活化剂 ：氧化锌（3）；硬脂酸（3）；促进剂 ： N- 环己基 -2- 苯并噻唑磺酰胺（CBS）（1.6）；治疗剂 ：硫磺（1.2）；
抗偶氮剂 ：N-（1，3- 二甲基丁基）-N'- 苯一对苯二胺（6PPD）(2). 所有成分由波兰 TorimexChemicals 公司提供。
用于研究的弹性体类型有： ①高顺式钕硅橡胶（BunaCB24，Arlanxeo，荷兰）： ②中顺式锂硅橡胶（BunaCB550，Arlanxeo，荷兰）；
③甲基乙烯基硅橡胶（VMQ）c，聚合物骨架中每 99 个甲基含有一个乙烯基（PolimerMV1.0，SilikonyPolskie，波兰）。
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研究中使用的二氧化硅为 Ultrasil7000GR，其 BET 比表面积为 170 m /g，硅烷偶联剂为双 ( 三乙氧基硅丙基 ) 二硫化物（TESPD，
Si266，赢创工业集团，德国）。本研究使用的炭黑（CB）牌号 N330 的 BET 比表面积为 78 m²/g（Makrochem，波兰）。

图 2 在加热过程中记录的 BR 和 BR-VMQ 橡胶硫化胶
的 DSC 热曲线图

图 1 生 BR 橡胶和 VMQ 橡胶的 DSC 热曲线图 在-4 ℃熔化。此外，VMQ 和 BR 的玻璃化转变温度
胶料配方 如表 1 所 示。VMQ 的结晶发 生在 -87 分别在 -122 ℃和 -102 ℃的加热 DSC 曲线中清晰可
见。如 Wrana 和 Schwabe 所述，高顺式 BR 等级（钕
℃左右，熔化发生在 -40 ℃； BR 在-56 ℃左右结晶，
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