橡胶配方设计与硫化胶性能
一. 硬度与定伸应力
硬度与定伸应力均表征材料抵抗变形的能力或者表征产生一定形变所需要的应力。
定伸应力对应于拉伸变形;硬度对应于压缩变形。
定伸应力表征总交联密度,它们之间有线性关系,即增加化学交联,大分子物理纠结,填料/橡胶大分子的相结合,都相应增大定伸应力和硬度。
交联键类型影响橡胶应力松驰速度,多硫键与离子键松驰快,硬度与定伸相对低;碳碳键松驰慢,刚性相对大。
强化填料的分散,往往降低定伸应力。
硫化橡胶刚性随交联密度增加而增加,在交联密度相等的条件下,刚性随炭黑用量增加而增大。
二.拉伸强度
拉伸强度表征材料抵抗(拉伸)破坏的极限能力。
拉伸强度决定于橡胶的成分与结构规整性。
NR CR CSM IIRJ是结晶性橡胶有自补强能力。
NBR随丙烯腈含量增大,分子间力增大,强度相应增大。
拉伸强度随交联密度变化会出现峰值。
拉伸强度的顺序为:离子键>多硫键>单双硫键>碳碳键
过氧化物硫化体系配少量硫作共硫化剂,引入含硫交联,加大拉伸强度及撕裂强度﹑伸长率。
一般来说,炭黑粒子小而结构性又低(HAF-LS),表面含氧基团多的(槽黑),其拉伸强度﹑撕烈强度﹑伸长率高。
一般来说,软化剂的加入将降低拉伸强度,例如加入石油系软化剂10份—20份,NR的拉伸强度下降10--20%,而SBR下降20--30%。NBR当DBP(邻二丁脂)少于10份时能改进填料分散而使拉伸强度增大,古马隆对SBR有补绅作用,古马隆/ DBP并用对NBR也有补强作用。
拉伸强度与硫化体系的关系:
交联密度:有一个峰值,欲获得较高的拉伸绅度,必须适当选择交联剂用量,控制交联密度与拉伸强度的平衡。
交联键类型:拉伸强度随交联键能增加而减少,调整硫化体系来提高拉伸强度时,可提高硫磺用量,使硫化胶以多硫键为主,促进剂选用M DM与D并用,促进剂总量可适当增加。
三.撕裂强度
拉伸性能好而又粘弹损耗大的撕裂强度高。
含硫交联键具有较高的撕裂强度,过氧化物配用少量硫磺能改进撕裂强度。
交联密度与撕裂强度曲线存在峰值,在恰宜交联密度下撕裂强度最大,但这个交联密度值相对比拉伸强度的恰宜交联密度值小。为获取大的撕裂强度,硫化时间通常选少于硫化仪的T90,过硫化使撕裂强度下降,有效硫化体系比常硫硫化体系下降少许多。.
炭黑以粒子少,....
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