分散助剂AtsinR-50在橡胶并用体系中的应用
资讯类型:助剂信息 加入时间:2011年6月27日17:3
                   分散助剂AtsinR-50在橡胶并用体系中的应用
                                  窦钦谭
    在橡胶制品生产中,为了适应不同的工况环境和获得良好的加工性能,往往需要多种橡胶进行并用。但在橡胶并用时,往往不能使不同橡胶之间很好地融合,特别是极性不同的橡胶由于溶解度参数相差较大,相互之间更难以混合均匀。为了解决上述问题,作者在配方中添加部分均匀分散助剂AtsinR-50。分散助剂AtsinR-50是高分子树脂组成的混合物,具有与不同极性橡胶之间良好的相容性,能使不同极性和粘度的橡胶很好地融合在一起,形成均匀结构,起到增溶剂的作用。本工作着重研究了AtsinR-50对NBR/NR/CR共混体系的硫化性能、门尼粘度、物理机械性能、耐磨性和耐油性能的影响。
    一、实验
    1.原材料
    NBR-N220S,日本合成橡胶公司;CR322,山西合成橡胶公司;NR-SCR5,云南;炭黑,德固赛公司;AtsinR-50,上海亚特曼化工公司;其余材料为市售产品。
    2.实验仪器和设备
    电子拉力机,高铁公司;门尼粘度仪,上海德杰公司;硫化仪,上海德杰公司;MH-74阿克隆磨耗试验机,江苏江都实验仪器厂;平板硫化机、XK-160开炼机,青岛亚东公司;分析天平,上海第二天平仪器厂。
    3.配方及试样制品
    基本配方:NBR 60;NR 30;CR 10;MgO 2;硬脂酸1.5,ZnO 5;DCP 2;促进剂CZ 1.5;硫黄0.25,助剂AtsinR-50,变量;炭黑70;其他适量。
    试样的制备:首先将NBR塑炼一段,NR和CR塑炼二段,再将三种胶混合均匀,依次加入AtsinR-50、小配合剂、软化剂和大配合剂,最后加入硫黄和DCP。
    4.性能测试
    胶料性能按相应的国家标准进行测试。
    二、结果与分析
    1.助剂AtsinR-50用量对胶料混炼工艺的影响助剂AtsinR-50用量对胶料混炼工艺的影响见表1。
           
    通过表1可以看出,随助剂AtsinR-50用量的增加,胶料的混炼时间有明显缩短,用量在4份以上时变化已经不大。
    作用机理:AtsinR-50浸润了不同极性、不同粘度的橡胶,减小了不同橡胶间粘度、极性和表面张力的差别,达到了快速融合、分散、掺混均匀的效果。此外,混炼过程中,炭黑粒子结构的表层上吸附了橡胶层,形成了炭黑凝胶,在AtsinR-50的作用下,炭黑凝胶数量增大,从而加大了橡胶与炭黑的亲和性,增加了橡胶的吃料速度,进而缩短了混炼时间。
    2.助剂AtsinR-50用量对胶料硫化性能的影响助剂AtsinR-50用量对胶料硫化性能的影响见表2。
            
    从表2可以看出,①随着AtsinR-50用量的增加,胶料的焦烧时间t10有所增加,AtsinR-50用量4份时较0份时焦烧时间延长接近1min,延长了操作时间;用量在5份时焦烧时间与4份时基本一致,趋于稳定。②胶料的最适宜硫化时间t90,随AtsinR-50用量的增加略有减少,在用量2份时t90最短,较0份时减少近2min;用量4、5份时硫化时间基本一致,较0份时减少了约1min。③综合考虑t10和t90,AtsinR-50用量在4份时是适宜的。
    作用机理:AtsinR-50不仅使不同橡胶混合均匀,而且使混炼胶中的其它助剂也在一定程度上分散均匀,使得胶料的硫化性能不至于局部过快或过慢,从而优化了胶料的硫化性能。
    3.AtsinR-50用量对胶料门尼粘度的影响
    AtsinR-50用量对胶料门尼粘度的影响见表3。
             
    分析以上数据可以看出,随AtsinR-50用量的增加,胶料的门尼粘度随之降低,用量在5份时门尼粘度值较没有使用AtsinR-50时减少了近10个门尼粘度值;比较4份和5份用量,门尼粘度值变化较小。
    作用机理:在AtsinR-50的作用下,消除了共混胶组分胶种的杂乱状态,从而消除了该杂乱状态引起的高门尼粘度,使得胶料的门尼粘度出现均匀一致,并呈现出门尼粘度降低的现象,进而提高了胶料的流动性。
    4.AtsinR-50用量对胶料物理机械性能的影响AtsinR-50用量对胶物理机械性能的影响见表4。
           
    通过表4可以看出,①AtsinR-50对胶料的硬度没有影响。②随AtsinR-50用量的增加,强度指标随之增大。当用量在4份以上时,强度指标趋于稳定。③随AtsinR-50用量的增加,拉断伸长率随之增大,用量在4份时出现最大值,5份时较4份略有降低。④AtsinR-50对胶料拉断永久变形没有影响。
    作用机理:助剂AtsinR-50分别浸润了不同极性、不同粘度的橡胶,消除了三种橡胶界面不相容性,使得共混胶形成不完全相容的共混体系,呈现出均匀状态。该均匀相态的共混物,减少了应力集中点、界面分层等缺陷的存在,从而提高了共混物的强度和伸长率等力学性能。
    5.AtsinR-50用量对胶料磨耗的影响
    AtsinR-50用量对胶料磨耗的影响见表5。
         
    通过表5可以看出,随AtsinR-50用量的增加,胶料的阿克隆磨耗随之降低,当用量在3份以上时,其磨耗趋于稳定。
    作用机理:在助剂AtsinR-50的作用下,共混物呈现出均相态,减少了由于界面不相容而产生的力学上的缺陷,从而在一定程度上提高了耐磨性。
    6.AtsinR-50用量对胶料耐油性能的影响
    AtsinR-50用量对胶料耐油性能的影响见表6。
              
    通过表6可以看出,随AtsinR-50用量的增加,胶料耐油性能有改善趋势,在用量为4份时,胶料的体积变化率出现最小值。
    作用机理:在AtsinR-50的作用下,共混物呈现出稳定的均相态结构,使得共混胶更加均匀和致密,减少了空隙,阻隔了溶剂的进入。此外,共混物在亚微观上又呈现出相分离态,极性橡胶的耐油性,特别是NBR的耐油性能够充分发挥出来,提高了共混物的耐油性能。
    三、结论
    1.分散助剂AtsinR-50能减少极性橡胶与非极性橡胶的混炼时间,并提高共混均匀性。
    2.分散助剂AtsinR-50能够适当增加胶料的焦烧时间,略微减少胶料的最适宜硫化时间。
    3.分散助剂AtsinR-50能够明显改善极性与非极性共混胶的物理机械性能、耐油性能、耐磨性能。
    4.分散助剂AtsinR-50的适宜用量为4~5份。建议使用4份。
文章来自:中国橡胶助剂网
文章作者:网络管理员
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