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AdvanZ? AD-1501抗撕裂樹脂在改善天然膠老化性能中

作者:王靜薇 發布時間:2021-08-17 16:08點擊:

AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂在改善天然膠老化性能中的應用


導  讀      AUTO--REVIEW

       天然橡膠(NR)是一種以順-1,4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,其成分中91%~94%是橡膠烴(順-1,4-聚異戊二烯),其余為蛋白質、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質。天然橡膠作為可再生資源的一種,由于其綜合性能優異,例如拉伸強度高、彈性好、蠕變低、伸長率大、耐磨性能好、抗撕裂等特點,廣泛應用于航天航空、汽車輪胎、減震系統、醫用彈性體、化學工藝等各個領域。

 

       天然橡膠是應用最廣的通用橡膠。由于天然膠的大分子鏈是直鏈式烯烴,如果實際應用中不能形成很好的三維交織網絡,會導致硫化后產品的撕裂性能差,在熱啟模過程中產品容易被撕裂。同樣,在使用條件較苛刻的環境下,尤其是熱氧老化后,產品也很容易被擠壓撕裂,影響產品的使用性能。

       AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂是一種帶功能基團的高活性烴類樹脂??擅黠@提高混煉膠老化前后的撕裂強度、拉伸強度和扯斷伸長率,是一種可明顯提高膠料綜合物理機械性能的加工助劑。
       本實驗針對提高天然橡膠的抗撕裂性,在天然膠配方中添加AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂,通過對普通膠料的性能對比、老化前后的性能對比以及對硫化成品的耐臭氧、耐熱老化等方面的性能的對比,確定AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂對天然橡膠的性能影響。

 

 
 

 

實驗

 

1.1 主要原材料

NR. 天然膠 SMR10,馬來西亞產品;BR9000,中國石化北京燕山石油化學工業公司;炭黑330,上??ú┨鼗び邢薰?;防老劑RD, 南京曙光化工廠; AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂,上海怡創化工有限公司;其它材料均為橡膠工業常用原材料。

1.2本次實驗的基本配方如下:

SMR:100  ZnO: 5  硬脂酸:1  防老劑RD:3.5  石蠟:2 促進劑M:1   DCP:0.8  S:1.1  N330:48  AdvanZ® AD: 變量,分別是 0;3;5;8

1.3主要儀器和設備

X(K)—160開煉機(上海橡膠機械廠);QLB平板硫化機(上海第一橡膠機械廠);AI—8000S電子拉力機(臺灣高鐵科技股份有限公司);QP—16型橡膠、塑料沖片機(上?;C械四廠);MM4130C無轉子硫化儀(北京瑞達宇辰儀器有限公司);

1.4試樣制備

1.4.1生膠(NR)塑煉條件及工藝方法:

⑴ 用 X(K)—160開煉機進行塑煉,輥溫40~50℃

⑵ 工藝條件

天然膠:烘膠3d   破膠輥距2mm,3次 薄通輥距0.2mm,17次放厚輥距5mm,3次 下片。

1.4.2混煉工藝條件

⑴用X(M)-35密煉機進行混煉,在X(K)—160開煉機進行加硫磺作業。

⑵加料順序:生膠及分散劑→小料及塑化劑及AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂→一半炭黑→另一半炭黑和其它填料→促進劑→清掃→排膠。

⑶密煉機機上頂栓壓力為0.5MPa,填充系數為0.65,冷卻水溫度40℃,轉子轉速100r/min。

⑷排料控制方法:采用時間-功率曲線聯合控制法,即分段加料采用時間控制法,最后排料采用功率曲線控制法。所謂功率曲線控制法,就是在塑化劑后功率上升到最大值,然后下降并平穩一定時間后進行排料。

⑸加硫磺壓片條件:壓片降溫輥距3mm,3次 加硫磺打三角包輥距1mm,5次 下片(輥距5mm)。

停放8小時后,按MM4130C無轉子硫化儀所測的時間+15min,采用QLB平板硫化機進行試樣硫化,硫化溫度為143℃。

1.5性能測試

硫化膠的定伸應力、拉伸強度和拉斷伸長率按照ASTM D412測定,拉伸速率為500mm﹒min-1 ;撕裂強度按ASTM D624測定,拉伸速率為500mm﹒min-1;老化性能按ASTM D573測試;抗臭氧老化按ASTM D1171測試。

 
 

 

結果與討論

 

2.1試驗結果

2.1.1 AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂對混煉膠物理機械性能和熱老化后膠料物理機械性能的影響。

表1:使用AdvanZ® AD-1501膠料試物理機械性能和老化性能的對比


從表1可以看出,配方中使用了AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂混煉膠,膠料拉伸強度、扯斷伸長率和撕裂強度都有明顯的提高。老化后的膠料,其物理機械性能的變化率也較沒有添加AdvanZ® AD-1501變化率小,這說明AdvanZ® AD-1501可明顯提高混    煉膠的各項物理機械性能,并有明顯的抗熱老化的作用,老化后的各項物理機械性能均有明顯的提高。

 

從使用份數而言,3-8份即可,推薦使用5份。

2.1.2 AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂對混煉膠臭氧老化后膠料性能的影響。

通過臭氧老化測試,驗證AD-1501抗撕裂樹脂對混煉膠臭氧老化的影響,測試過程和測試結果如下圖所示。

圖1:裝備有動態測試夾具的臭氧老化箱(40℃,50 pphm臭氧濃度)

圖2:試樣裝在動態夾具上

圖3:沒有使用AdvanZ® AD-1501耐臭氧測試100小時后


 

圖4:使用5份AdvanZ® AD-1501耐臭氧測試100小時后


從圖3和圖4的對比可以看出,天然膠配方中配方中使用AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂混煉膠,其耐臭氧老化的性能明顯改善。

 

 
 

 

結論

 

1、天然膠配方中配方中使用5-8份AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂混煉膠,膠料拉伸強度、扯斷伸長率和撕裂強度都有10%-20%提高,同時其它性能沒有明顯的下降。

2、天然膠配方中配方中使用AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂混煉膠,膠料的耐熱老化性能明顯改善,尤其是老化后的撕裂性能。

3、天然膠配方中配方中使用AdvanZ® AD-1501抗撕裂樹脂混煉膠,膠料的耐臭氧老化性能明顯提高。

 

 
 

END

 
 
 

陳國棟1,于國利2,紀丙秀3,陳至芳 4,

1. 洛德機械(上海)有限公司,上海 200131;2.上海怡創化工有限公司,上海,200235;         3.無錫易北河塑膠科技有限公司,江蘇,無錫 214028;4.北京化工大學,北京 100029;)

 

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