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AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂在改善天然胶老化性能中

作者:王静薇 发布时间:2021-08-17 16:08点击:

AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂在改善天然胶老化性能中的应用


导  读      AUTO--REVIEW

       天然橡胶(NR)是一种以顺-1,4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物其成分中91%~94%是橡胶烃(顺-1,4-聚异戊二烯),其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶作为可再生资源的一种,由于其综合性能优异,例如拉伸强度高、弹性好、蠕变低、伸长率大、耐磨性能好、抗撕裂等特点,广泛应用于航天航空、汽车轮胎、减震系统、医用弹性体、化学工艺等各个领域。

 

       天然橡胶是应用最广的通用橡胶。由于天然胶的大分子链是直链式烯烃,如果实际应用中不能形成很好的三维交织网络,会导致硫化后产品的撕裂性能差,在热启模过程中产品容易被撕裂。同样,在使用条件较苛刻的环境下,尤其是热氧老化后,产品也很容易被挤压撕裂,影响产品的使用性能。

       AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂是一种带功能基团的高活性烃类树脂。可明显提高混炼胶老化前后的撕裂强度、拉伸强度和扯断伸长率,是一种可明显提高胶料综合物理机械性能的加工助剂。
       本实验针对提高天然橡胶的抗撕裂性,在天然胶配方中添加AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂,通过对普通胶料的性能对比、老化前后的性能对比以及对硫化成品的耐臭氧、耐热老化等方面的性能的对比,确定AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂对天然橡胶的性能影响。

 

 
 

 

实验

 

1.1 主要原材料

NR. 天然胶 SMR10,马来西亚产品;BR9000,中国石化北京燕山石油化学工业公司;炭黑330,上海卡博特化工有限公司;防老剂RD, 南京曙光化工厂; AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂,上海怡创化工有限公司;其它材料均为橡胶工业常用原材料。

1.2本次实验的基本配方如下:

SMR:100  ZnO: 5  硬脂酸:1  防老剂RD:3.5  石蜡:2 促进剂M:1   DCP:0.8  S:1.1  N330:48  AdvanZ® AD: 变量,分别是 0;3;5;8

1.3主要仪器和设备

X(K)—160开炼机(上海橡胶机械厂);QLB平板硫化机(上海第一橡胶机械厂);AI—8000S电子拉力机(台湾高铁科技股份有限公司);QP—16型橡胶、塑料冲片机(上海化工机械四厂);MM4130C无转子硫化仪(北京瑞达宇辰仪器有限公司);

1.4试样制备

1.4.1生胶(NR)塑炼条件及工艺方法:

⑴ 用 X(K)—160开炼机进行塑炼,辊温40~50℃

⑵ 工艺条件

天然胶:烘胶3d   破胶辊距2mm,3次 薄通辊距0.2mm,17次放厚辊距5mm,3次 下片。

1.4.2混炼工艺条件

⑴用X(M)-35密炼机进行混炼,在X(K)—160开炼机进行加硫磺作业。

⑵加料顺序:生胶及分散剂→小料及塑化剂及AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂→一半炭黑→另一半炭黑和其它填料→促进剂→清扫→排胶。

⑶密炼机机上顶栓压力为0.5MPa,填充系数为0.65,冷却水温度40℃,转子转速100r/min。

⑷排料控制方法:采用时间-功率曲线联合控制法,即分段加料采用时间控制法,最后排料采用功率曲线控制法。所谓功率曲线控制法,就是在塑化剂后功率上升到最大值,然后下降并平稳一定时间后进行排料。

⑸加硫磺压片条件:压片降温辊距3mm,3次 加硫磺打三角包辊距1mm,5次 下片(辊距5mm)。

停放8小时后,按MM4130C无转子硫化仪所测的时间+15min,采用QLB平板硫化机进行试样硫化,硫化温度为143℃。

1.5性能测试

硫化胶的定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率按照ASTM D412测定,拉伸速率为500mm﹒min-1 ;撕裂强度按ASTM D624测定,拉伸速率为500mm﹒min-1;老化性能按ASTM D573测试;抗臭氧老化按ASTM D1171测试。

 
 

 

结果与讨论

 

2.1试验结果

2.1.1 AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂对混炼胶物理机械性能和热老化后胶料物理机械性能的影响。

表1:使用AdvanZ® AD-1501胶料试物理机械性能和老化性能的对比


从表1可以看出,配方中使用了AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂混炼胶,胶料拉伸强度、扯断伸长率和撕裂强度都有明显的提高。老化后的胶料,其物理机械性能的变化率也较没有添加AdvanZ® AD-1501变化率小,这说明AdvanZ® AD-1501可明显提高混    炼胶的各项物理机械性能,并有明显的抗热老化的作用,老化后的各项物理机械性能均有明显的提高。

 

从使用份数而言,3-8份即可,推荐使用5份。

2.1.2 AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂对混炼胶臭氧老化后胶料性能的影响。

通过臭氧老化测试,验证AD-1501抗撕裂树脂对混炼胶臭氧老化的影响,测试过程和测试结果如下图所示。

图1:装备有动态测试夹具的臭氧老化箱(40℃,50 pphm臭氧浓度)

图2:试样装在动态夹具上

图3:没有使用AdvanZ® AD-1501耐臭氧测试100小时后


 

图4:使用5份AdvanZ® AD-1501耐臭氧测试100小时后


从图3和图4的对比可以看出,天然胶配方中配方中使用AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂混炼胶,其耐臭氧老化的性能明显改善。

 

 
 

 

结论

 

1、天然胶配方中配方中使用5-8份AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂混炼胶,胶料拉伸强度、扯断伸长率和撕裂强度都有10%-20%提高,同时其它性能没有明显的下降。

2、天然胶配方中配方中使用AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂混炼胶,胶料的耐热老化性能明显改善,尤其是老化后的撕裂性能。

3、天然胶配方中配方中使用AdvanZ® AD-1501抗撕裂树脂混炼胶,胶料的耐臭氧老化性能明显提高。

 

 
 

END

 
 
 

陈国栋1,于国利2,纪丙秀3,陈至芳 4,

1. 洛德机械(上海)有限公司,上海 200131;2.上海怡创化工有限公司,上海,200235;         3.无锡易北河塑胶科技有限公司,江苏,无锡 214028;4.北京化工大学,北京 100029;)

 

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