不同生产工艺天然橡胶的性能差异

卓容燕，唐海龙，袁 意，朱德创

（海南天然橡胶产业集团股份有限公司 海南先进天然橡胶复合材料工程研究中心，海南 澄迈 571924）

天然橡胶（NR）是由橡胶树分泌的天然胶乳经加工而制成的高分子弹性材料，具有良好的综合性能，如拉伸强度高，弹性大、气体阻隔性能和电绝缘性能好，无毒[1-3]。NR的主要成分是橡胶烃，还有少量蛋白质、脂肪酸、水分、灰分等。三叶橡胶树的橡胶烃由顺式-1，4-聚异戊二烯组成，其相对分子质量约为70万，橡胶烃的相对分子质量对NR的性能影响极大[4-5]。

NR性能直接影响其制品的性能，而不同加工工艺制备的NR性能不同[6]。因此，分析NR的理化性能对NR的应用具有指导意义[4]。目前，我国NR按生产工艺可以分为烟胶片、绉胶片、胶清胶（SCR-G）等，按理化性能可以分为全乳胶（SCRWF）、恒粘胶（SCR-CV）、5#标准胶（SCR5）、10#标准胶（SCR10）、20#标准胶（SCR20）、5#子午线轮胎胶（SCR-RT5）、10#子午线轮胎胶（SCR-RT10）、20#子午线轮胎胶（SCR-RT20）等。

本工作通过对比3种NR（SCR-G，SCR-WF和SCR-RT10）性能的差异，为不同下游产品用户选择合适的NR提供指导。

1 实验

1.1 主要原材料

NR（SCR-G，SCR-WF和SCR-RT10），海南天然橡胶产业集团股份有限公司各加工厂产品；氧化锌，扬州振中锌业有限公司产品；硬脂酸，印度尼西亚斯文公司产品；硫黄，南宁五星饲料添加剂有限公司产品；促进剂M，浙江黄岩浙东橡胶助剂有限公司产品。

1.2 试验配方

NR 100，氧化锌 6，硬脂酸 0.5，硫黄 3.5，促进剂M 0.5。

1.3 主要设备与仪器

XK-150型开炼机，广东省湛江机械厂产品；XLB-D型平板硫化机，湖州宏侨橡胶机械有限公司产品；UT-2080型拉力试验机，中国台湾优肯科技股份有限公司产品；DHG-9023A型烘箱，上海精宏试验设备有限公司产品；DR2-5D型高温马弗炉，上海唐河实业发展有限公司产品；XS105DU型电子天平（精度为0.000 01 g）和MS204S型电子天平（精度为0.000 1 g），梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司产品；TM8100型半自动定氮仪，丹麦福斯公司产品；P14型塑性计，英国华莱士公司产品；GT-7080-S2型门尼粘度测试仪和M2000-FAN型无转子硫化仪，高铁检测仪器有限公司产品。

1.4 试样制备

胶料混炼在开炼机上进行。辊距调为2 mm，将已均匀化的NR生胶包辊，依次加入氧化锌、硬脂酸、硫黄和促进剂，混炼均匀后左右割刀各3—4次；将辊距调为0.8 mm，薄通，打三角包4—5次；将辊距调为3 mm，下片。混炼胶停放12 h，在平板硫化机上硫化，硫化条件为140 ℃×25 min/ 15 MPa。

1.5 性能测试

胶料性能按照相应国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 生胶理化性能

3种NR生胶的理化性能见表1。

从表1可以看出：SCR-G的灰分、挥发分和氮含量较大，杂质含量和PRI较小，这是由于鲜胶乳在离心时，绝大多数杂质都沉积在离心鼓中，且胶清粘度小，残留的杂质容易沉淀出来[5]；SCRWF的灰分、杂质和氮含量都较小；SCR-RT10的杂质含量较大，氮含量较小。

2.2 混炼胶硫化特性

3种NR混炼胶的硫化特性见表2。

从表2可以看出：SCR-G的Fmax较大；SCR-WF的t10较长，加工安全性能较好；SCR-RT10的t10较短，加工安全性能较差。

2.3 硫化胶物理性能

3种NR硫化胶的物理性能见表3。

从表3可以看出，与SCR-WF和SCR-RT10相比，SCR-G的硬度、定伸应力、拉伸强度和撕裂强度都较高，物理性能较好，这与其氮含量和Fmax较大相关。

3 结论

（1）SCR-G的灰分、挥发分和氮含量较大，杂质含量和PRI较小，物理性能较好，且价格较低（比SCR-WF和SCR-RT10便宜4 000元·t-1），但在贮存过程容易吸潮长霉，建议在发泡橡胶制品和鞋底中使用。

表1 3种NR生胶的理化性能

表2 3种NR混炼胶的硫化特性（140 °C）

表3 3种NR硫化胶的物理性能

（2）SCR-WF的灰分、杂质和氮含量都较小，加工安全性能较好，物理性能较差，适用于输送带、密封圈和胶鞋等。

（3）SCR-RT10的杂质含量较大，氮含量较小，加工安全性能较差，不宜用于密封制品和高弹、减震制品，适用于轮胎和输送带等。