Page 48 - 《橡塑智造与节能环保》2025年7期

技术与装备

（a）5 次重复 ；（b）10 次重复 ；（c）20 次重复 ；（d）50 次重复
图 1 两种炭黑填充 SBR 胶料在不同试样重复次数下的拉伸强度分布
导数，即概率密度、图2(a)中的实线是Weibull统计分 的切向型密炼机和一台4.7 L的啮合型式密炼机。将
布函数对同一图中拉伸强度数据点的拟合、图2(a)中 工厂用于生产批量胶料混炼的同一批原材料送往实验
Weibull统计分布函数的导数用于生成图2(b)中的概率 室进行小规模混炼试验，旨在最大限度减少橡胶成分
密度曲线。图2(b)中突出显示的一个重要影响是，由 的差异，以便将研究重点集中在密炼机的尺寸和类型
于贫分散材料的平均填料分散度降低，强度分布的主 上。我们采用了自动拉伸试验机（即LabsCubed公司的
要部分向较低强度移动了约2.5 MPa。 CubeOne机型），以最大限度地减少测试中的不一致
这与干涉显微镜技术（ASTMD2663，方法D）的 性，从而确保复制试品的任何强度变化均可归因于材
填料分散结果一致，该技术产生的差分散度的分散指 料内部裂纹前驱体的真实异质性。根据实验细节部分
数为88.3%，而对照组为99.5%。在50个12~16 MPa范 的描述，我们对每种材料均测试了36个ASTMD412C
围内失效的试品中，分散性较差的胶料的σb群体也包 型哑铃试品的复制品，这些试品的橡胶总体积达到了
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括一个低强度尾部。这与含有d=0.5 mm玻璃珠的其他 14.6 cm 。
胶料的试品失效的较低强度范围相同。这意味着在与 在36个试品的拉伸试验中取样的橡胶总体积比之
0.5 mm玻璃珠夹杂物相同的强度范围内，有少量的炭 前使用CB填充SBR的50个试品取样的10.5 cm³体积大
黑团，其尺寸足够大，可以产生失效。干涉显微镜色 39%，因为之前的研究使用了较小的DIN53504-S2型哑
散分析未检测到这些超大填料团聚体：它们仅通过抗 铃。之所以提出这一点，是因为在寻找低浓度下存在
拉强度分布显示出来。 的裂纹前驱体时，相关的不是拉伸试品的数量，而是
针对采用N550炭黑增强的丁腈橡胶（NBR）配 测试的橡胶体积。考虑到本工作中混炼的NBR胶料的
方，在31%（体积分数）这一相对较高的填料负载条 生产批次大小为32.5 L（32 500立方厘米），在轮胎胶
件下，我们进一步探究了强度分布在量化填料分散效 料等批次的行业中可能会大10倍，即使测试了数百个
果方面的作用。实验中，我们采用了一台57 L的生产 标准哑铃试品，也仍将抽样不到该批次的1%。
型切向型密炼机，以及两台实验室密炼机：一台1.6 L 图3显示了CB填充NBR配方与三种不同密炼机混

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