孫明祺，邢家富

（中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所 遼寧 沈陽(yáng) 110016）

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原材料

實(shí)驗(yàn)過(guò)程選擇用到的原材料為三種型號(hào)，這三種分別是DCR-40A、TBD-102、CR322的氯丁橡膠，橡膠生產(chǎn)公司為山西合成橡膠集團(tuán)有限責(zé)任公司；選擇了日本電氣化學(xué)有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為PS40A和SN121的氯丁橡膠；選擇南通新長(zhǎng)化學(xué)有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為445的防老劑，由宿遷華星化學(xué)有限公司生產(chǎn)的防老劑ODA、防老劑TPPD以及硫化劑PDM；選擇昆山海麗化學(xué)有限公司生產(chǎn)的氧化鎂作為活性劑，吸碘值150～180mg/g和間接法氧化鋅，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在99.7。

試驗(yàn)配方（質(zhì)量份）：氯丁橡膠，100phr；炭黑N550，50phr；氧化鎂，4phr；硬脂酸，1phr；增塑劑DOP，5phr；防老劑ODA，4phr；氧化鋅，5phr；促進(jìn)劑NA-22，0.6phr。

1.2 主要儀器設(shè)備

實(shí)驗(yàn)主要用到的儀器設(shè)備包括以下幾部分：由上?？苿?chuàng)橡塑機(jī)械設(shè)備有限公司制造的型號(hào)為XSM-1/10-120的1L密煉機(jī)；由由營(yíng)口糧食機(jī)械有限公司生產(chǎn)制造的型號(hào)為XK-160-320的開煉機(jī)；由青島嘉瑞橡膠機(jī)械有限公司生產(chǎn)制造的型號(hào)為XLB-50T的50T平板硫化機(jī)；由上海德杰橡膠機(jī)械有限公司生產(chǎn)制造的無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀（MDR-2000型）、電子拉力試驗(yàn)機(jī)（PDL-5000型）、老化試驗(yàn)箱（4010B-A型）；由蘇江都精密試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)制造的頻率為300r/min的疲勞龜裂試驗(yàn)機(jī)。

1.3 試樣制備

將氯丁橡膠的生膠塊投入到開煉機(jī)上進(jìn)行3min左右時(shí)間的塑煉過(guò)程，完成塑煉以后要下片投入到1L密煉機(jī)中去，接下來(lái)需要在密煉機(jī)中依次序加入試劑，試劑包括氧化鎂試劑、硬脂酸試劑、防老劑ODA試劑、炭黑N55O試劑及增塑劑DOP，加入進(jìn)去以后等混煉室溫度達(dá)到了85℃，達(dá)到這一條件以后在開展排膠工作，開展排膠工作之前1分鐘的時(shí)候要將促進(jìn)劑NA-22、氧化鋅投入進(jìn)去，制作生成混煉膠。放置16小時(shí)以后進(jìn)行反煉對(duì)混煉膠進(jìn)行160℃硫化特性測(cè)試，選擇測(cè)試儀器為無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀，將工藝正硫化時(shí)間（t90）進(jìn)行確定；開展硫化試樣工作要用到平板硫化機(jī)，硫化條件要求設(shè)定在160℃×（t90+3min）。

2 結(jié)果與討論

2.1 生膠對(duì)耐熱性能的影響

通過(guò)對(duì)5種氯丁橡膠進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容為老化前后性能試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。將獲得的對(duì)比結(jié)果進(jìn)行展示能夠看出，老化以后的五種氯丁橡膠硫化膠，在拉伸強(qiáng)度變化率、硬度變化值兩數(shù)據(jù)方面沒(méi)有較大的變化幅度，前兩種存在較大差異的拉斷伸長(zhǎng)率，五種氯丁橡膠中型號(hào)為CR322和DCR-40A的拉斷伸長(zhǎng)率存在較小的差異。

表 5種CR橡膠老化前后性能對(duì)比結(jié)果

拉斷伸長(zhǎng)率這一數(shù)值的變化可以有效的反映出硫化膠的耐熱老化性能，根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)還可以了解到，5種氯丁橡膠老化前后屈撓疲勞性能從小到大依次是 CR322、SN121、TBD-102、PS40A、DCR-40A；老化后屈撓疲勞性能從小到大依次是SN121、PS40A、CR322、TBD-102、DCR-40A。由實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)能夠看出CR322老化前屈撓疲勞性能是其中相對(duì)較差的，但是老化后性能卻有了增加。分析其原因可能是它屬于混合型的氯丁橡膠，老化性能比較優(yōu)異，通常會(huì)選擇硫調(diào)型CR。

2.2 防老體系對(duì)耐熱性能的影響

對(duì)于4種氯丁橡膠的性能在老化前拉伸強(qiáng)度和硬度相差較小情形的，老化以后通過(guò)開展配方2#的硫化膠以及配方4#的硫化膠，實(shí)驗(yàn)時(shí)間經(jīng)過(guò)10分鐘以后能夠了解到拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率并無(wú)特別明顯的變化。經(jīng)過(guò)比對(duì)能夠看出配方2#硫化膠的屈撓疲勞性能較好時(shí)段為老化前，而配方4#硫化膠的屈撓疲勞性能較好時(shí)段為老化后。分析其主要原因是材料中添加了防老劑ODA、防老劑TPPD，添加試劑以后的氯丁橡膠防熱氧老化效果有了明顯的進(jìn)步；通過(guò)加入相關(guān)試劑以后，氯丁橡膠的性能有了更加明顯的進(jìn)步，防熱氧老化效果增強(qiáng)的同時(shí)借助防老劑MB的金屬鈍化劑效果，使得硫化膠屈撓疲勞性能得到了明顯的提高。因此，對(duì)于氯丁橡膠來(lái)講要想提高熱氧防護(hù)應(yīng)該添加耐高溫裂解的防老劑。

2.3 硫化體系對(duì)耐熱性能的影響

通過(guò)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加入PDM，能夠看出膠料的焦燒時(shí)間有了非常明顯的延長(zhǎng)，硫化速度也有較為明顯的放緩。

通過(guò)增加PDM的用量以后使得膠料的耐老化性能有了明顯提升。受到自由基影響PDM的活性有了提高，這一材料經(jīng)常會(huì)在飽和橡膠硫化體系用來(lái)作為交聯(lián)助劑，能夠很好地改善硫化膠的綜合性能。

3 結(jié)語(yǔ)

型號(hào)為CR322和DCR-40A的氯丁橡膠在老化后的拉斷伸長(zhǎng)率比較??；而CR322在老化后耐屈撓疲勞性能還是非常的優(yōu)良。在防止氯丁橡膠的老化方面通過(guò)添加防老劑ODA/防老劑445/防老劑MB能夠起到很好地效果，其次是防老劑ODA/防老劑TPPD的配用。