炭黑在异戊橡胶中的分散及其对动静态性能的影响

作者：吕永鹏; 王玉阁; 谷倩倩; 张之材; 肖建数; 尹园; 孙洪国; 郑雅芳; 孙昭艳^*

来源：应用化学, 2022, 39(12): 1842-1853.

DOI：10.19894/j.issn.1000-0518.220078

• 异戊橡胶
• 炭黑分散
• 疲劳性能
• 混炼工艺

橡胶在使用时往往需要在生胶中加入填料颗粒以提高其力学强度,填料在橡胶中的分散状态对其使用性能有显著影响。为了明晰填料分散状态对橡胶动静态性能的影响规律,设计了不同的胶料混炼工艺,进而获得具有不同分散程度的橡胶材料,并对其分散等级、颗粒聚集体尺寸分布、胶料硫化性质、橡胶拉伸以及疲劳等性质进行了系统研究。结果表明,在所研究的密炼时间4～16 min范围内,随着密炼时间的延长,填料在基体中的分散度等级有较大程度的提高,密炼时间为16 min时填料分散等级达到了8.1级,胶料的门尼粘度下降显著,但胶料的拉伸性能变化不明显,而动态疲劳性能得以显著改善。随着开炼包辊时间的延长,填料在基体中的分散度等级呈先升高后降低的趋势,橡胶的动态疲劳性能也先升高后降低,当开炼包辊时间为20 min时,硫化胶的伸张疲劳寿命达到4×104次,继续延长包辊时间硫化胶的伸张疲劳寿命下降至2.3×104次;但是胶料整体的拉伸性能变化不明显。由此可见,通过调整混炼工艺可以改善填料在橡胶基体中的分散状态,进而提高胶料的疲劳性能。

• 单位
  中国科学技术大学; 中国科学院长春应用化学研究所; 高分子物理与化学国家重点实验室