|
|
|
|
|
|
|
  您现在的位置是:中国橡胶助剂网 >> 技术专栏 >> 技术文章

增塑剂对氯丁橡胶的综合性能影响研究


                     增塑剂对氯丁橡胶的综合性能影响研究
                                          丘学意
                    (广东省建筑科学研究院,广州51 0085)
    摘要:本文通过试验方法研究了不同品种和用量的增塑剂对氯丁橡胶综合性能的影响,寻找能够较大提升氯丁橡胶综合性能的增塑剂品种和用量,以提高CR的应用范围和工业价值。研究结果表明:作为增塑剂的古马隆既能保持CR的良好硫化特性,保证加工生产要求,并且其用量为10份时,使CR得到明显较优综合力学性能。
    关键词:CR,增塑剂,硫化特性,力学性能
    中图分类号:TU502文献标识码:B文章编号:1674-2133(2012)03-21-03
    1·引言
    氯丁橡胶(CR)是一种多用途弹性体,是因为其拥有优异的耐热性、耐老化性、耐油、耐溶剂性能、耐腐蚀、耐水、耐气透性,因此被称为通用型特种橡胶[1],很具有研究价值。广泛应用于汽车工业、轻工业、建筑工业等方面。制造胶管、胶带、电线包皮、电缆护套、印刷胶辊、胶板、垫片及各种垫圈、胶粘剂等制品,并作为织物涂敷用涂料广泛使用[2]。
    物理增塑剂的作用机理即增塑剂低分子进入到橡胶分子内,增大橡胶分子间距离,减弱大分子间作用力(降低粘度),使大分子链易滑动,宏观上增大了胶料的柔软性和流动性。增塑剂应具有与橡胶相溶性好,增塑效果大,挥发性小,耐寒性好,迁移性小等特点,不同增塑剂的效果不同,因此需要根据用途要求适当地选择不同的增塑剂,或者采用二种以上增塑剂的并用。不同增塑剂对硫化胶的性能有不同的影响。
    工业用凡士林使胶料有很好的压出性能,提高橡胶与金属的粘合力,并有物理防老剂的作用,但对胶料的硬度和拉伸强度有不良影响。
    石蜡对橡胶有润滑作用,使胶料容易压延、压出和脱模,并能改善成品外观。它也是橡胶的物理防老剂,能提高成品的耐臭氧、耐水和耐日光老化等性能。
    古马隆树脂属于煤焦油系增塑剂,与橡胶相容性好,并能提高橡胶的耐老化性能,又是良好的增粘剂,还有补强作用,但对促进剂有抑制作用,同时还存在脆性温度高的缺点[3]。
    DOP(邻苯二甲酸二辛酯)、DBP(邻苯二甲酸二丁酯)属于合成增塑剂中的邻苯二甲酸酯类。DOP在互溶、耐寒、耐热以及电绝缘等性能方面,具有较好的综合性能。而DBP与CR等极性橡胶有很好的相溶性,增塑作用好,耐屈挠性和粘着性都好,能改善橡胶的低温下的使用性能,但挥发性和水中溶解度较大,耐久性差。
    TBP(磷酸三丁酯)属于磷酸酯类增塑剂,磷酸酯类是耐燃性增塑剂,磷酸酯类增塑剂中烷基成分越少,耐燃性越好。
    下面将通过试验测试,对加入不同品种的增塑剂,不同用量古马隆CR的硫化特性和力学性能进行测试,通过试验数据分析研究不同的配方对CR综合性能的影响,以得到使得CR综合性能提高的合适增塑剂,提高CR的应用范围和工业价值。
    2·性能测试
    2.1主要原材料
    氯丁橡胶型号CR213主要增塑剂:磷酸三丁酯,环烷油,古马隆,DOP,液体石蜡,大豆油等
    2.2试验仪器与设备
    (1)XK-160型开炼机,广东湛江机械厂产,用于塑炼、混炼胶料;
    (2)MM4130C型无转子硫化仪,北京环峰化工机械实验厂产,用于测定胶料的硫化特性,选取T10为胶料的焦烧时间,T90为胶料的正硫化时间,测试的硫化温度为160℃;
    (3)XLB-D250KN型油压电热平板硫化机,浙江湖州宏图机械厂产,用于硫化试样,硫化时间为正硫化时间T90,硫化温度为160℃;
    (4)XXL-2500N材料拉力机,上海化工机械四厂产,用于硫化胶试样拉伸性能的测试,拉伸速度为500mm/min。
    2.3试验结果
    硫化特性按GT/T16584-1996标准测定,硫化温度设定160℃,选取T10时间为胶料的焦烧时间,选取T90时间为胶料的正硫化时间。
    力学性能按硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定(GB/T528-1998)、硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(GB/T529-2008)、硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法(GB/T531.2-2009)测定。
    3·试验数据分析与研究
    3.1增塑剂品种
    从图1和表1得知,DOP属于合成增塑剂里的邻苯二甲酸酯类,它的MH和环氧化大豆油的最大,且它的他T10和T90与其他的增塑剂相比表现出比较好的综合硫化特性。属于煤焦油系增塑剂的古马隆的T10比较长,时间有100秒,但T90适中,有1590秒。在本次实验的所有软化剂中,环氧化大豆油的转矩最大,ML为7.32dN*m,MH为39.12dN*m;其次是DOP和古马隆。液体石蜡的转矩最小,ML为6.95dN*m,MH为29.37dN*m。
             

    从图2中可以看出不同增塑剂对CR的力学性能的影响。由图可知古马隆与其他一起研究的增塑剂相比对CR有较好的补强作用,在拉伸强度和扯断伸长率方面比较优异,拉伸强度达到24.20MPa,扯断伸长率达到600%。其他增塑剂对CR力学性能的影响相差不大。
            
    综上所述,古马隆和DOP的补强作用使得CR的力学性能较好,且古马隆和DOP的硫化特性也比较好,所以对CR来说选用古马隆或DOP作其增塑剂。
    3.2古马隆用量
    由表2和图3可知,古马隆5份和7.5份时对CR的硫化曲线有下降趋势。当古马隆份量为10份时对CR表现出了较好的硫化特性,转矩MH为33.89dN*m,T10为100S,T90为1590S。

              
    图4是随着古马隆用量的变化,CR力学性能的变化。当古马隆为10份时CR的300%定伸应力和拉伸强度达到最大。CR的扯断伸长率随着古马隆用量的增加而增大。古马隆变量对CR硬度影响不大,都在61度左右。
    综上所述,选用古马隆用量为10份时对CR的补强效果和硫化特性最好。
    4·结论
    综上所述,古马隆可以作为氯丁橡胶的理想增塑剂,既能保持CR的良好硫化特性,保证加工生产要求,又可提高CR的综合力学性能.并且其用量为10份时,使CR得到拉伸强度最大值24.20MPa,扯断伸长率600%,其综合性能明显优于使用其他增塑剂或古马隆的其他用量。
参考文献
[1]许建雄.新型氯丁橡胶的性能[J].特种橡胶制品.1996,17(4):22~26. 
[2]刘爱堂摘编.我国汽车用橡胶密封制品的开发[J].橡胶参考资料.2001,31(7):1~11
[3]A.S.Aprem,S.Jose,S.Thomas,et al.Influence of hygrothermally 
degraded polyester-urethane on physical and mechanicalproperties of 
chloroprene rubber[J].European PolymerJournal,2003(39):67-76.


关闭窗口
网站建设 | 广告刊登 | 汇款说明 E-mail: fsp214@126.com  技术支持:化工联盟
电话:0371-63920667 传真:0371-63696116 QQ群: 13040797
版权说明:本站部分文章来自互联网,如有侵权,请与信息处联系
  豫ICP备05007369号