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影响IIR/CIIR并用体系力学性能的几个因素Ξ何顺雄罗权火昆(华南理工大学高分子系广州510640)摘要研究了IIR/CIIR不同并用比例、不同硫化体系、树脂用量、炭黑品种及用量、操作油种类等对IIR/CIIR并用硫化胶力学性能的影响。结果表明:当IIR/CIIR并用比例为80/20时,并且采用树脂作交联剂进行硫化,所得硫化胶的拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度都有较好的结果,拉伸强度达到19.8MPa,伸长率为640%;当树脂用量为10phr时,硫化胶的永久变形只有4%,硬度为54度(邵尔A);当ISAF用量为50phr时,硫化胶呈现较优的力学性能;操作油种类对IIR/CIIR并用胶料的力学性能也有一定的影响。关键词丁基橡胶氯化丁基橡胶树脂硫化体系力学性能丁基橡胶是以异丁烯与少量异戊二烯采用离子型聚合法生产的一种线型无凝胶的共聚物(即无支链,未硫化胶无交联)。丁基橡胶的化学不饱和度低,加上聚异丁烯链的不活泼性,使得丁基橡胶的耐热和耐氧化性能远优于其他的通用橡胶。但是,由于丁基橡胶的不饱和度低,其硫化速度慢,需要在高温或长时间硫化,而且自粘性和互粘性差,与高不饱和度橡胶的相容性差。氯化丁基橡胶在烯丙基位置上引入氯原子而具有极性,因此除了通过双键进行交联外,还能通过氯原子进行交联。氯化丁基橡胶具有与丁基橡胶基本相同的分子结构,除了具有丁基橡胶类似的优良性能外,还克服了丁基橡胶硫化速度慢、粘结性能差等缺点。本文试图通过氯化丁基橡胶与丁基橡胶并用,以使胶料在某些性能上得到改善或提高。影响丁基橡胶/氯化丁基橡胶的力学性能的因素是多方面的,本文主要研究了IIR/CIIR并用比例、硫化体系、炭黑种类及用量、操作油种类对IIR/CIIR并用胶料的力学性能的影响。1实验1.1主要原材料IIR,加拿大Polysar公司产品;CIIR,美国Exxon公司产品;叔丁基酚醛树脂,国产;其他配合剂均为国产橡胶工业使用原料。1.2仪器与设备采用XK-160炼胶机按常规进行塑炼、混炼;采用LH-II型硫化仪测定混炼胶的Ξ收稿日期:1999-09-06材料·配合特种橡胶制品第20卷第6期2硫化特性,选取t90为正硫化时间;采用XLB-D250kN油压平板硫化机硫化试样,硫化温度为170℃,表压为14.5MPa;采用XXL-2500N材料拉力机测定试样的力学性能。20进行研究。1.3性能测试执行标准GB527-83,GB/T528-92,GB/T2941-91。2结果与讨论2.1IIR/CIIR并用比较对硫化胶力学性能的影响先前的研究结果表明,采用树脂单独硫化IIR和CIIR时,硫化胶有较好的力学性能,CIIR硫化胶的定伸应力高,但撕裂强度和扯断伸长率相对于丁基橡胶来说是比较低的。IIR/CIIR比例为0/100、20/80、40/60、60/40、80/20、100/0的六组硫化胶的力学性能如图1所示。由图1可知,随着IIR用量比例的增大,IIR/CIIR硫化胶的定伸应力略有下降,扯断伸长率、永久变形、硬度逐渐增大。在IIR/CIIR并用比例为0/100～40/60范围内,拉伸强度、撕裂强度随IIR用量增大而略有增大。在IIR/CIIR为80/20时,拉伸强度达到最大值,为19.8MPa,比单独的IIR硫化胶的18.5MPa还要高一些。IIR/CIIR并用比例在60/40～80/20范围内,撕裂强度有一峰值。这些数据表明IIR/CIIR并用比例在40/60～80/20时,硫化胶的力学性能较好;换言之,随着CIIR用量比例的增大,硫化胶的力学性能变差,证明给卤体用量的增大,对胶料的交联密度的提高没有帮助,这些结果与D.Joreau等人关于卤体对丁基橡胶的力学性能论著的结论基本一致1。除非特别指出外,以下均按IIR/CIIR并用比例为80/IIR/CIIR并用比例IIR/CIIR不同并用比例对硫化胶力学性能的影响图1不同硫化体系对IIR/CIIR并用胶料力学性能的影响2.2硫化体系的选定,对胶料的硫化速度、交联密度、力学性能影响很大,在用炭黑补强的IIR/CIIR胶料中,分别采用常硫硫化、给硫体硫化、树脂硫化的试样的力学性能如表1所示。由表1可以看出,树脂硫化的IIR/CIIR并用胶料在拉伸强度、撕裂强度方面都优于常硫硫化、给硫体硫化,而且其扯断伸长率达到640%,硬度为54度。由于丁基橡胶具有良好的耐候性、抗臭氧性、耐热老化性,一般被用于水胎、胶囊等要求耐热性能高的产品。采用树脂硫化时,硫化胶的交联键是稳定的—C—C—键和—C—O—C—键,而常硫硫化则形成绝大多数的多硫键、给硫体硫化形成单硫键和双硫键,因而用树脂做交联剂的IIR/CIIR并用胶具有更好的耐热老化性能。?1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublish