CF602炭黑在EPDM中的应用

2015-06-09陈巧娜

橡塑技术与装备 2015年14期

关键词：交联密度炭黑胶料

陈巧娜

（天津昕中和胶业有限公司，天津 301721）

0 前言

CF602炭黑是以多种矿物质和固体工业废物为原料，是集粉体材料的结构、形态、尺寸控制技术、粒子表面处理和改性技术，以及自主研发的超微粉碎—颗粒整形—机械力化学改性技术为一体的工艺生产出来的，密度约为1.2 g/cm3，价格较低。

本试验的目的是利用CF602炭黑密度低、黑色、价位低（目前无机填料大多是浅色的且密度大）的特点，将其填充到EPDM中，了解它对EPDM混炼胶性能的影响。

1 实验

1.1 主要原材料（表1）

表1 主要原材料汇总表

1.2 基本配方

生胶，100（质量份，下同）；石蜡油，50；氧化锌，5；PEG，2；SA，2；M，1.5；BZ，1.5；TRA，0.5；CZ，1.2；TT，0.5；S,1.0；CF602炭黑，0-100；N550炭黑，0-100。

表2 CF602炭黑与N550炭黑用量比例

根据以上配方，我们共配制了8组不同的料。

1.3 实验设备与仪器（表3）

1.4 试样制备

利用开炼机将生胶包辊，加入氧化锌、SA、PEG，加入炭黑、石蜡油，待吃完料后将其余小料加入，混炼均匀，薄通3～5遍，出片，制得混炼胶。混炼胶放置16 h后，测试硫变性能，然后混炼胶在平板硫化机上硫化，硫化条件为160 ℃×15 min，停放8 h后进行常态物理性能和老化物理性能的测试。

表3 主要实验设备

1.5 性能测试

抗拉强度、扯断伸长率、100 %定伸应力按GB/T 528-92标准测试；

邵尔A硬度按GB/T 531—92标准测试；

但周处人虽散漫，却也不失侠义之心，听说有南山猛虎、长桥蛟龙为祸乡里，被称为三害，于是仗义出手，射猛虎、搏蛟龙，激战三天三夜。待周处凯旋而归，却见乡亲们一片欢腾，原来三害余下的一害便是他，乡亲们知除害一行凶险，只当他已和虎蛟同归于尽，因而正在庆贺三害尽除。

热空气老化性能：在老化箱中均以150 ℃×48 h进行老化处理，按GB 3512—83规定进行测试。

2 结果与讨论

2.1 硫化特性

硫化仪数据（160 ℃×10 min），见表4。

由表4中数据可以看出：

（1）随着CF602/N550比例的增加，胶料的MH和MH-ML减小，同样，随着CF602/N550用量的增加，胶料的MH和MH-ML也是减小的，说明CF602的添加会使胶料的交联密度减小[1]，且CF602/N550的含量越多，胶料的交联密度越小。

（2）随着CF602/N550比例的增加，胶料的tc10和tc90总体延长，说明CF602具有防止焦烧、延缓硫化的作用[1]。

2.2 物理性能

各试验配方的性能如下。

（1）密度

由表5中数据可见，随着CF602/N550用量比的增大，胶料的密度减小。

表4 CF602和N550不同配比时的硫化仪数据

表5 CF602和N550不同配比时的密度及老化前后各性能数据对比

（2）硬度

由表5数据可见，随着CF602/N550用量比增大，硫化胶的硬度呈减小趋势，分析其原因认为，CF602的交联密度小于N550，以致硫化胶的硬度减小。比较老化前和老化后的硬度，其变化趋势与纯炭黑补强的变化趋势相同，都是老化后的硬度明显高于老化前。

（3）抗拉强度

老化前，随着CF602/N550用量比的增大，硫化胶的抗拉强度呈减小趋势。当CF602/N550用量比为30/70时，其硫化胶的抗拉强度有小幅上升。说明在一定用量范围内，CF602对EPDM具有补强作用。老化后，随着CF602/N550用量比的增大，硫化胶的抗拉强度一直减小，可能是老化环境破坏了其中的某些化学键。

（4）扯断伸长率

随着CF602/N550用量比的增大，硫化胶的扯断伸长率先增大后减小，但都比纯炭黑的要大。

（5）老化性能

硫化胶老化后其抗拉强度、硬度均增大，原因是橡胶在热老化过程中被进一步硫化,即硫化胶的交联密度变大,导致胶料变硬和强度增加[2～3]。

硫化胶老化后的拉断伸长率下降很多，因为过高的交联密度会使硫化胶在承受载荷时应力分布不均衡，应力集中导致硫化胶交联网络中弱键部分在较低的应力下就会破坏，易于断裂，因此扯断伸长率有所下降[4]。