天然橡膠疲勞性能的配方與工藝研究.pdf

《天然橡膠疲勞性能的配方與工藝研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、第36卷第12期世界橡膠工業(yè)Vo.l36No.12:12~152009年12月WorldRubberIndustryDec.2009天然橡膠疲勞性能的配方與工藝研究陳兵勇,王煒,王凡,魏榮梅(襄樊航天化學(xué)動(dòng)力總公司,湖北襄樊441003)摘要:研究了配方及加工工藝對(duì)天然橡膠疲勞性能的影響。結(jié)果表明:1)硫化體系對(duì)硫化膠疲勞壽命有顯著影響,普通硫化體系抗疲勞性能最好,有效硫化體系抗疲勞性能最差;2)加入增硬劑可獲得流動(dòng)性好、疲勞性能優(yōu)異的高硬度天然橡膠膠料;3)加工工藝對(duì)橡膠材料疲勞性能影響顯著,采用密煉工藝,以升華硫磺替代沉淀硫磺,同

2、時(shí)在膠料中加入適量的分散劑,可明顯改善膠料中炭黑和配合劑的分散性,提高橡膠硫化制品的抗疲勞性能。關(guān)鍵詞:疲勞性能;硫化體系;增硬劑中圖分類號(hào):TQ332文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1671-8232(2009)12-0012-04劑總廠產(chǎn);粘合劑RA、RS,浙江黃巖東海化工0前言廠產(chǎn);烷基酚醛樹脂和促進(jìn)劑H,上海景惠化工有限公司產(chǎn)。其他為市售工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。目前,減震橡膠制品已廣泛被應(yīng)用于機(jī)械、1.2基本配方電子、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域,對(duì)儀器、設(shè)備、動(dòng)力NR100,YS(硬脂酸)2.5,ZnO5,防老劑裝置的減振降噪發(fā)揮著極其重要的作用。然D2

3、,古馬隆2,N33065,CZ1.2,M1.0,S2.0。而,在動(dòng)態(tài)使用條件下,橡膠制品很容易發(fā)生疲1.3性能測(cè)試勞破壞。橡膠制品由于老化而失去功效是其在各項(xiàng)性能均按相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。實(shí)際使用過程中的一個(gè)必然結(jié)果,橡膠的疲勞破壞也是其老化現(xiàn)象中的一種形式,它是指橡2結(jié)果與討論膠制品在受到某種頻率和周期應(yīng)力的作用下,橡膠材料的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而出現(xiàn)的破壞現(xiàn)2.1硫化體系的影響象。橡膠的抗疲勞性能對(duì)于反復(fù)受到應(yīng)力作用有研究結(jié)果顯示,當(dāng)硫磺與促進(jìn)劑的比例的減震彈性元件來說是一項(xiàng)極為重要的性能,為1B1.7時(shí),橡膠的結(jié)晶能力與交聯(lián)鍵中多硫

4、它直接關(guān)系到減振功能失效與否和機(jī)車、車輛[1]鍵含量可達(dá)到最佳平衡點(diǎn),此時(shí)天然橡膠的安全運(yùn)行狀況。所以,為了保證橡膠制品使用疲勞性能最佳。在前人研究的基礎(chǔ)上,本課題時(shí)的安全性和可靠性,對(duì)橡膠的抗動(dòng)態(tài)疲勞性開展了硫化體系對(duì)天然橡膠疲勞性能影響的研能的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。究。表1的數(shù)據(jù)表明:橡膠硫化體系對(duì)硫化膠1實(shí)驗(yàn)疲勞壽命有顯著影響,橡膠大分子鏈中的化學(xué)鍵斷裂是造成動(dòng)態(tài)疲勞破壞的主要原因。在普1.1主要原材料通硫化體系、半有效硫化體系、有效硫化體系三高苯乙烯橡膠,牌號(hào)ZHS-860,山東齊魯石者中,多硫鍵占大多數(shù)的普通硫化體系抗

5、疲勞化公司產(chǎn);天然橡膠,3號(hào)煙片膠,泰國產(chǎn);快壓性能最好,單硫鍵占大多數(shù)的有效硫化體系抗出炭黑,上海卡博特公司產(chǎn);促進(jìn)劑CZ,東北助疲勞性能最差。這可以從硫化膠交聯(lián)鍵的疲勞斷裂特性上作出解釋:有效硫化體系的斷裂主要作者簡(jiǎn)介:陳兵勇(1975-),男,湖北天門人,碩士,主要從事橡發(fā)生在C-S鍵上,單硫鍵鍵能是284.7kJ/mo,l膠減震制品開發(fā)工作,已發(fā)表論文4篇。普通硫化體系的疲勞破壞主要是由于S-S鍵第36卷第12期陳兵勇,等.天然橡膠疲勞性能的配方與工藝研究#13#之間的斷裂,鍵能小于268kJ/mo,l雖然多硫鍵的化學(xué)交聯(lián)鍵,

6、這種能力可以導(dǎo)致交聯(lián)鍵重排鍵能低,在外力作用下容易發(fā)生鍵的斷裂,但是和應(yīng)力重新分配。因此其破壞點(diǎn)的形成就比較多硫鍵斷裂后,由于它存在具有反應(yīng)活性的自緩慢,在宏觀上裂紋出現(xiàn)得也比較遲,因此它表由基比較多,而且化學(xué)鍵能又比較低,多硫交聯(lián)現(xiàn)出的耐動(dòng)態(tài)疲勞性能也較好。鍵在應(yīng)力作用下會(huì)發(fā)生斷裂并隨之重新合成新表1橡膠硫化體系對(duì)伸張疲勞性能的影響12345有效硫化體系半有效硫化體系普通硫化體系硫化體系CZ+M+SCZ+M+SCZ+M+SCZ+M+SCZ+S1.5B1.2B0.81.2B1.2B1.01.5B1.2B2.00.8B0.75B2.71

7、.5B2.6交聯(lián)鍵類型C-SC-S、S-SS-SS-SS-S硫化條件147e@5min147e@8min147e@10min147e@12min147e@15min邵氏A硬度8080757878300%定伸強(qiáng)度/MPa1716.313.316.818.3力學(xué)性能拉斷強(qiáng)度/MPa19.120.517.617.720.3伸長率/%384516444320350疲勞性能(伸張比300%)/萬次5.86.88.27.37.2在天然橡膠配方中,調(diào)節(jié)硫磺與促進(jìn)劑用2.2填充體系的影響量的比例可以調(diào)節(jié)多硫鍵的比例,實(shí)驗(yàn)采用CZ不同粒徑炭黑對(duì)天然橡膠

8、硫化膠疲勞壽命+M+S(1.5B1.2B2.0)配合,達(dá)到了較好效果。的影響見表2所示。表2填充體系對(duì)硫化膠疲勞壽命的影響12345硫化體系N220N330N550N770噴霧炭黑填充量/份606567110113邵氏A