再生胶粉对POE鞋底的力学性能的影响

瞿 波，陈燕琼,2，佘少婷,2，黄 海

（1.泉州师范学院化学与生命科学学院，福建泉州362000；2.晋江诚长鞋材有限公司，福建晋江362204）

再生胶粉对POE鞋底的力学性能的影响

瞿 波1，陈燕琼1,2，佘少婷1,2，黄 海1

（1.泉州师范学院化学与生命科学学院，福建泉州362000；2.晋江诚长鞋材有限公司，福建晋江362204）

通过研究再生胶粉对鞋底共混胶各种力学性能的影响，得出再生胶粉用量对再生胶粉/POE共混体力学性能影响较大的结论。在用作鞋底料的共混胶料中，再生胶粉含量应保持在40～50份之间，45份为最佳。

拉伸强度；再生胶粉；POE；力学性能

聚烯烃弹性体［1］（Polyolefin Elastomer，缩写为POE）是一种利用茂金属催化剂技术生产的多功能性乙烯-α-烯烃共聚物，POE分子结构与三元乙丙橡胶（EPDM）相似，乙烯链结晶区（树脂相）在POE中起物理交联点作用，定量丁烯或辛烯的引入，削弱了聚乙烯链的结晶区，形成了无定型区（橡胶相），因而POE具有塑料和橡胶的双重特性，是塑料与橡胶的桥梁产品。POE的分子量分布较窄且所具有的支链较短，故具有优良的物理机械性能（高弹性、高强度、高伸长率）和良好的低温性能；又由于其分子链饱和，含的叔碳原子相对较少，因此具有优良的抗紫外线性能和耐热氧老化性能。另外，限制几何构型催化剂技术（CGCT）也改善了其加工流变特性，使其具有较强的剪切敏感性和熔体强度，有利于实现高速挤出，提高产量。POE可通过过氧化物或照射方式有效地架桥，得到优良的耐天候、耐热老化、耐化学腐蚀材料，这种材料具有较高的抗拉强度与撕裂强度以及较低的压缩永久变形性能。POE也应用于与其他聚烯烃的共混改性，其性能优于PVC、EVA、SBR，甚至超出EMA和EPDM，大有取代常规EPDM的趋势。POE在汽车工业中也有较好的应用前景［2-3］。

再生胶粉［4］是指废旧橡胶制品经清洗、切割、粉碎、除铁去杂，再活化加工，得到的粉末状橡胶材料（简称再生胶）。再生胶具有一定的弹性以及耐磨、抗滑和耐老化等性能，可广泛用于体育塑胶运动场、鞋材、游乐场、橡胶地砖、防水卷材、防水涂料、公路改性沥青、橡胶制品、变性淀粉等。再生胶具有一定的物理机械性能和重复加工性，在常温下具有一定的橡胶弹性，在高温下能按塑料的加工成型方式而加工成型。在成品性能允许的前提下，采用再生胶粉和其他弹性体共混改性，由于再生胶价格低廉，可大大降低热塑性弹性体的成本［5-6］。

在POE中添加一定量的再生胶粉既可以充当填料降低成本，又可以发挥胶粉的弹性、耐磨性，同时还能解决废弃橡胶的污染问题。但是，再生胶的加入必然使弹性体的力学性能受到相应的影响［7-10］。基于此，本文就再生胶和POE弹性体的共混进行了研究，探讨再生胶对共混胶制品——鞋底的力学性能的影响，以便为再生胶在鞋材中的循环利用提供参考。

1 实验部分

1.1 试剂及设备

所用试剂均为工业纯。POE（6102）乙烯-辛烯共聚物（美国埃克森美孚公司），偶氮二甲酰胺（科美材料科技有限公司），过氧化二异丙苯（上海迪森化工有限公司），三烯丙基异氰脲酸酯（浙江黄岩浙东橡胶助剂有限公司），硬脂酸（江苏如皋市双马化工有限公司），氧化锌（上海元吉化工有限公司），再生胶粉（≥40目，市售品）。

主要设备：S（X）K-160A型双辊开炼机（上海第一橡胶机械厂），XLB-D型平板硫化机（上海第一橡胶机械厂），GT-7010-AEP型微电脑拉力试验机（高铁检测仪器有限公司），GT-7035-UA型耐黄变试验机（高铁检测仪器有限公司），GT-7049型永久压缩歪度测试器（高铁检测仪器有限公司），邵氏C型橡胶硬度计（江苏省无锡市前洲测量仪器厂），HT-1016型JAMES鞋子止滑试验机（东莞市恒通检测仪器有限公司），HT-1009国际整鞋耐磨试验机（东莞市恒通检测仪器有限公司）。

1.2 试样制备和性能测试

将一定量的再生胶与POE混合，双辊开炼机开炼后，放入波纹单面鞋型模具中，平板硫化机硫化，冷却，制得鞋底成品。按照GB/T 3903方法测试试样的力学性能。

2 结果与讨论

2.1 再生胶粉用量对共混胶料拉伸强度与断裂伸长率的影响

共混胶料拉伸强度与再生胶粉含量的变化关系见图1。由图1可知，随着再生胶粉用量的增加，共混胶料拉伸强度逐渐增大。当50份质量的POE中加入45份质量的再生胶粉（简称45份胶粉，以下同）时，拉伸强度达到最大，即2.55 MPa。当再生胶粉含量进一步加大时，拉伸强度基本保持不变。共混胶料拉伸强度的增加主要是再生胶的贡献。再生胶是由经过硫化后的废旧制品制得的，其强度较POE大，且拉伸性能稳定。单从拉伸强度来看，为降低共混胶料的成本，再生胶粉含量可以≥45份。

图1 再生胶粉含量对共混胶料拉伸强度的影响

再生胶粉含量对共混胶料断裂伸长率的影响见图2。再生胶粉与POE在共混胶料中是以相分离状态存在的，再生胶粉含量较少时，POE对共混胶料的断裂伸长起主要作用；再生胶粉含量较多时，主要贡献者变成再生胶粉。由图2可见，随着再生胶粉含量的增大，断裂伸长率不断下降，当再生胶粉含量为45～50份时，断裂伸长率基本恒定在350%。

图2 再生胶粉含量对共混胶料断裂伸长率的影响

由于再生胶粉的硬度远大于POE，随着再生胶粉含量的增加，其对共混胶料硬度的贡献也逐渐增大，如图3所示。

图3 再生胶粉含量对共混胶料硬度的影响

作为鞋底料，其断裂伸长率及硬度都不应太高，故选择再生胶粉含量在40～50份为宜。

2.2 再生胶粉用量对共混胶料恒定压缩比的影响

高分子链在长时间的应力作用下，会发生压缩变形，而较高的交联度可使压缩变形减小，在应力松弛时，弹性体恢复能力较强。作为鞋底料，要求具有尽量小的恒定压缩比。由图4可知，选择45份再生胶粉为宜。

图4 再生胶粉含量对共混胶料恒定压缩比的影响

2.3 再生胶粉用量对共混胶料耐磨和止滑性能的影响

再生胶粉是由废旧橡胶制品加工处理而得到的粉末材料，具有一定的弹性、耐磨性和止滑性，这正是鞋底材料所必须具备的特性。再生胶粉含量对共混胶料耐磨和止滑性能的影响如图5和图6所示。由图5可知，随着再生胶粉含量的增加，其鞋底磨损长度逐渐减小，在再生胶粉含量为40～50份时，磨损长度较小且趋于恒定。由图6可知，随着再生胶粉含量的增加，共混胶的止滑系数先增大后减小，且趋于恒定，在再生胶粉含量为40份时，止滑系数最大。

图5 再生胶粉含量对共混胶料耐磨性能的影响

图6 再生胶粉含量对共混胶料止滑系数的影响

3 结论

再生胶粉用量对再生胶粉/POE共混体力学性能影响较大，在用作鞋底料的共混胶中，再生胶粉含量应保持在40～50份之间，45份为最佳。

［1］ 白玉光，关颖，李树丰.新型弹性体POE及其应用技术进展［J］.弹性体，2011（2）：85-90.

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［3］ 张艳芬，劳俊杰，肖建斌.EPDM/PP/POE热塑性弹性体性能的研究［J］.橡胶科技，2015（3）：19-22.

［4］ 高文廷，杜爱华，辛振祥.国内外再生胶生产研究现状［J］.橡塑技术与装备，2012（2）：31-35.

［5］ 陶国良，何乾湖，夏艳平，等.螺杆组合对用废旧轮胎胶粉制备再生胶工艺的影响［J］.合成橡胶工业，2013（1）：16-20.

［6］ 房海滨，王颖悟，刘小青，等.硫化体系对再生胶发泡性能的影响［J］.合成橡胶工业，2013（3）：220-224.

［7］ 张宁.PE-HD/废旧胶粉共混材料的研究［J］.中国塑料，2012（2）：88-92.

［8］ 曾艳，商元元，邱桂学.胶粉/乙烯-辛烯共聚物复合材料的性能［J］.合成橡胶工业，2013（3）：204-207.

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［10］高晓丽，彭少贤，寇志敏，等.废旧轮胎胶粉再生改性的研究进展［J］.弹性体，2009（2）：62-65.

【责任编辑 黄艳芹】

Influence of Recycled Rubber Powder on the M echanical Properties of Rubber Blends for Shoe Soles

QU Bo1，CHEN Yanqiong1，2，SHE Shaoting1，2，HUANG Hai1
（1.School of Chemistry and Life Science，Quanzhou Normal University，Quanzhou 362000，China；2.Jinjiang Chengzhang Shoe Materials Co.，Ltd，Jinjiang 362204，China）

In this article，the influence of the content of recycled rubber powder（RRPs）on themechanical properties of the Rubber Blends（RBs）for shoe soles was studied.The results showed that RRP dosage had great influence on themechanical properties of RBs.The rational ratio of RRP to RB is 40～50，with the optimum 45.

tensile strength；recycled rubber powder；POE；mechanical properties

TQ334.2

A

2095-7726（2015）06-0022-03

2015-03-06

瞿波（1970-），男（土家族），湖北利川人，副教授，博士，研究方向：纳米复合物的合成与表征。