孫新 編譯

（天津市橡膠工業(yè)研究所有限公司，300384）

3.6.3 不同類型炭黑在硫化反應中的影響

對不同類型炭黑FEF、SRF和GPF在硫化反應中的影響進行研究。詳細結(jié)果在表3.7中列出。

表3.7 含有不同類型的爐法炭黑的氯丁橡膠的硫化動力學

結(jié)果顯示，從最大扭矩值和焦燒時間可以看出，加入FEF炭黑交聯(lián)度最高。加入SRF炭黑和GPF炭黑在較短硫化時間就得到中間水平的最大扭矩。圖 3.38為與時間曲線圖，給出了不同類型炭黑對硫化反應的影響

圖3.38 含有不同類型爐法炭黑（30pphr）的對硫化反應影響的 ln （1- Et/E∞）與時間曲線圖

圖中清晰的顯示出了，在每種含有 12.5pphr的紅丹樣品中加入不同類型炭黑后的反應速率。FEF對k值的提高非常大。添加FEF那組的值為0.1403min-1，而同樣的，添加GPF的那組是0.087 min-1。最低的為添加SRF，僅為0.071 min-1。

3.6.4 在加入不同含量的紅丹的氯丁橡膠中，爐法炭黑對硫化反應的影響

加入不同含量紅丹的樣品，分別添加 30pphr的FEF炭黑，使用R.100流變儀對其硫化反應進行研究。結(jié)果列于表3.8?？梢郧逦吹剑尤胩亢诤?，扭矩值上升。NDR和ODR結(jié)果之間的差異，如3.6章節(jié)所描述，解釋為因為MDR的導熱速率更好而引起的差異。

表3.8 添加30pphr的FEF和不同含量紅丹的氯丁橡膠，通過R-100得到的硫化參數(shù)

3.6.5 對比研究氧化鋅與紅丹對氯丁橡膠物理性能的影響

為了拓寬目前的研究范圍，分別對添加氧化鋅和紅丹后，物理性能，機械性能和電氣性能做對比研究?；九浞?，配方 51是添加氧化鋅/氧化鎂，配方52是添加紅丹。圖3.39～圖3.42分別給出了2種硫化體系的拉伸強度，硫化安全，體積電阻率，硫化時間。

圖3.39 對硫化體系拉伸強度的影響

根據(jù)觀察，在拉伸強度性能上，沒有顯著差異。在大部分樣品中，添加氧化鋅的配方表現(xiàn)出的拉伸強度更高一點兒。

圖3.40 對硫化體系焦燒安全的影響

在所有樣品中，添加氧化鋅的配方焦燒安全 性更高。

圖3.41 對硫化系統(tǒng)的體積電阻率影響

所有添加氧化鋅的硫化橡膠的體積電阻率要高于填充紅丹的。填充碳酸鈣配方表現(xiàn)出最高的體積電阻率值。

圖3.42 對硫化體系硫化時間的影響

不同的硫化系統(tǒng)的硫化時間沒有顯現(xiàn)出明顯的差異。相比添加紅丹體系，添加氧化鋅的的在這方面要略快一點兒。在圖3.43中給出了硫化過程中的最大扭矩對比圖。所有的樣品中，都是添加紅丹的硫化體系更高，這表明交聯(lián)密度更高。

圖3.43 對硫化體系最大扭矩的影響

3.7 低溫硫化

低加工溫度的被動聲學橡膠在高可靠性傳感器中是主要考慮對象。傳統(tǒng)的硫化溫度是150℃。在這個范圍加工窗口會引起材料性能的衰退，例如聚偏二氟乙烯，和薄壁的壓電陶瓷基傳感材料，這轉(zhuǎn)過來可以引發(fā)設備靈敏度的降低。低溫硫化氯丁橡膠配方與其它冷硫化材料相比，例如聚氨酯（PU）和硅膠，更好的加工性和重現(xiàn)性。由于PU中使用了異氰酸酯試劑，除了會對健康產(chǎn)生危害，也更容易和水反應。硅橡膠不耐油，同時機械性能不佳。在目前研究水平下，在氯丁橡膠中加入一種聚乙烯亞胺作為促進劑，可以在60℃條件下硫化。使用聚乙烯亞胺的氯丁橡膠配方的硫化特性，通過使用高級熱分析技術，做了vis-à-vis傳統(tǒng)促進劑研究。

3.7.1 聚乙烯亞胺的結(jié)構和性能

聚乙烯亞胺的分子結(jié)構是由功能性能支鏈酰胺-酰亞而在一起形成，結(jié)構式如下：

Mn=60000，Mw=75000

材料為支鏈型高分子，形式為50%重量水溶液。

3.7.2 預備樣品

橡膠的配比可以按照前面3.1.1部分的討論中的標準方法。表3.9中給出了基本配方。測定硫化橡膠的體積變化率按照甲苯中平衡溶脹方法的標準方程式[7]。Flory-Rehner方程式計算出相關交聯(lián)密度[8]。

表3.9 混合配比&硫化體系100份橡膠加入的數(shù)量

在同一批次中使用3中不同的加速體系。紅丹（Pb3O4）作為共同使用的交聯(lián)劑。S1樣品中加入了聚乙烯亞胺。S2樣品中與聚乙烯亞胺同時加入了同等份數(shù)的二苯基硫脲（DPTU）。樣品3中使用了傳統(tǒng)硫化體系，并用NA22和MBTS。