白炭黑填充氯丁橡胶性能研究

苏蕊蕊++胡芳婷++徐彦红++王再学++徐云慧

摘要：研究了白炭黑用量对氯丁橡胶性能的影响。结果表明：随着白炭黑用量的增加，胶料的硬度、撕裂强度增加，白炭黑用量为30phr时，拉伸强度值最大。随着白炭黑用量增加，阿克隆磨耗性能先增加后降低，压缩永久变形先增加，30phr以后趋于稳定。

关键词：白炭黑； 氯丁橡胶； 压缩永久变形； 阿克隆磨耗

中图分类号：TH145.4+1

文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）10016902

1 引言

白炭黑（silica）是白色粉末状X|射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在，由于表面含有大量的硅羟基基团，所以其具有强极性和高的反应活性。目前，沉淀法白炭黑主要用于各种功能性聚合物，如CSM、ENR和XNBR等，也有少量报道，通过并用少量的CR，来提高沉淀法白炭黑填充NR和EPDM胶料性能的研究，但白炭黑填充CR的研究鲜有报道。

2 实验部分

2.1 主要原材料

CR322，重庆长寿捷圆化工有限公司；沉淀法白炭黑，美国卡博特公司；其他助剂均为市售。

2.2 实验配方

CR322 100；ZnO 5；MgO 4；硬脂酸 1；促进剂DM 0.5；NA-22 2；白炭黑 变量。

2.3 试样制备

先将CR322塑炼3 min，然后依次加入MgO、SA、促DM、NA22混炼，待混炼均匀后，打5个三角包，后均分成5份，再分别加入ZnO和白炭黑混炼均匀后打5个三角包，下片停放待用。

2.4 性能测试

拉伸性能根据GB/T528-2009测试；邵尔A型硬度根据GB/T531.1-2008测试；老化性能根据GB/T3512-2001测试。压缩永久变形性能根据GB/T7759-1996测试，磨耗性能根据GB/T1689-1998测试。

3 结果与讨论

3.1 白炭黑用量对CR物理性能的影响

表1给出了白炭黑用量对氯丁橡胶物理机械性能的影响，从表1可以看出，随着白炭黑用量的增加，胶料的硬度、撕裂强度增加，拉伸强度是先增加后降低的趋势，白炭黑用量为30 phr时，拉伸强度最大。对比老化前后的性能，老化后胶料的硬度和撕裂强度增加，拉伸强度下降，这是由于热氧老化过程中后固化引起的。

3.2 白炭黑用量对磨耗性能的影响

图1给出了白炭黑用量对磨耗性能的影响。从图1可以看出，随着白炭黑用量的增加，阿克隆磨耗是先增加后降低的趋势，白炭黑用量为20 phr时，阿克隆磨耗最大。实验过程中观察磨耗轮表面也可以看出，白炭黑用量越多，磨耗轮表面纹理越趋于光滑，磨耗性能越好。

3.3 白炭黑用量对压缩永久变形性能的影响

图2给出了白炭黑用量对压缩永久变形性能的影响。从图2中明显可以看出，随着白炭黑用量的增加，压缩永久变形先增加，30 phr以后趨于稳定。

4 结论

（1）随着白炭黑用量的增加，胶料的硬度、撕裂强度增加，拉伸强度先增加后降低，白炭黑用量为30phr时，拉伸强度值最大。

（2）随着白炭黑用量的增加，阿克隆磨耗是先增加后降低的趋势，白炭黑用量为20phr时，阿克隆磨耗最大。

（3）随着白炭黑用量的增加，压缩永久变形先增加，30phr以后趋于稳定。

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