胶料热老化性能试验

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1、第29卷第4期2008年8月特种橡胶制品SpecialPurposeRubberProductsV01．29No．4August2008胶料热老化性能试验程锐(杭州中策橡胶有限公司新安江分厂，杭州311607)摘要：对以天然橡胶和顺丁橡胶并用的胶料，在无防老剂和有防老剂状态下分别进行热老化和热氧老化对比试验，试验表明，试片在无氧热老化条件下胶料的性能下降很少．而且经较长时间硫化的试片对胶料热氧老化性能略有提高．配方中增用防老剂后，明显提高了胶料的耐热氧老化性能，特别是经较长时间硫化的试片热氧老化性能更进一步提高．关键词：天然橡胶；

2、顺丁橡胶；防老剂}热氧老化f热老化中图分类号：TQ330．7+3文献标识码：B文章编号：1005—4030(Z008)04一0042一03众所周知，汽车轮胎在实际使用中往往要经受热、光、机械能、氧、臭氧等外因的作用，通过橡胶等材料的化学组成、分子构造等内因而引起橡胶物理化学性质和机械性能的改变，这是一种不可逆的化学变化，通常称之为“老化”。橡胶一旦老化不但轮胎外观会出现龟裂，而且轮胎的胎面胶不耐磨、不耐刺、容易崩花掉块，而轮胎的胎体则很容易因胶料的物理机械性能下降造成胎体脱空，因而严重影响轮胎的使用性能。胶料在无氧的情况下较为稳定

3、，但实际上橡胶制品一般都是在有氧的条件下使用，因此对胶料有氧热老化性能进行一些探讨是有重要意义的，本文仅对胶料在不同状态下的老化作一些试验探讨。1实验1．1主要原材料天然橡胶(NR)，海南岛1号标准胶；顺丁橡胶BR9000，北京燕山石化公司产品；丁苯橡胶SBRl712，申华化学工业有限公司产品；其他为轮胎工业常用原材料。1．2小配合试验配方NR70，BR900030，硫黄1．8，促进剂1．2，炭黑45，软化剂4，合计152。收稿日期：2008—01—10作者简介：程锐，男，高级工程师．1．3主要设备和仪器X(S)K一160开炼机；

4、XK一230开炼机；50t液压平板硫化机；F370密炼机；WGJ一2500B一Ⅱ型微机控制光跟踪拉力试验机；C2000E元转子橡胶硫化仪。1．4试样制备及测试为了使各试样胶料尽可能渡少试验误差，试样胶料分三段混炼，一段：母炼胶在F370密炼机上进行混炼，二段混炼在M140／20密炼机上加人硫黄和促进剂，三段混炼胶在X(S)K一160开炼机上加入防老剂。F370密炼机转子转速为55r／min；M140／20密炼机转子转速为20r／min。胶料混炼工艺如下：一段混炼工艺：生胶、细料、炭黑二型■加油』里王提铊2。二竺卫浮动2s排胶；二段

5、混炼工艺：一段无硫混炼胶一兰兰硫黄、促进剂二旦排胶f三段混炼工艺：二段加硫胶—，加防老剂一薄通3次一下片备用。硫化温度：硫化仪及试片硫化温度均为143℃。试片热空气老化条件为：120℃×24h，以下试验中老化试验均为热空气老化试验。性能测试：各项性能均按相应的国家标准进行测试。程锐胶料热老化性能试验432结果与讨论胶料在无氧的情况下性能较为稳定，但实际上橡胶制品一般都是在有氧的条件下使用。在温度和周围空气氧浓度一定的条件下对胶料热老化性能影响较大的是时间，为了验证长时间硫化(硫化4h)和老化箱老化两者的区别，同时在上述老化条件下分

6、别进行有防老剂和无防老剂的对比试验，为了尽量减小试验误差，每个试验分别做5次，然后取其平均值，试验结果见表1。表1无防老剂胶料试片对比试验⋯件麓嚣戮il落》硫化条件化，143℃-：：■：：：：化30min性能×30min比值．％由表1可见，由于配方中所用天然橡胶和顺丁橡胶都是不饱和橡胶，因此其耐氧老化能力较差，特别是胶料中没有防老剂时，这些反应就显得更加明显。因为在天然橡胶的长分子链中有着薄弱环节双键，因之a一亚甲基上的氢较活泼，容易受外界物理、化学和机械应力的作用，或脱去氢而形成大分子的游离基、或分子链断裂、或打开双键。而顺丁橡

7、胶在它的分子链上有1，4结合的丁二烯单元，在氧化过程中所生成的橡胶游离基很不稳定，因此在橡胶的热氧老化变化中，胶料的各项物理机械性能迅速变差，胶料的拉伸强度、定伸应力、拉断伸长率均大幅下降，这说明不但橡胶的分子链出现断链，而且也有胶料的交联键出现裂解。表1中试片虽经4h长时间硫化，但由于试片是在密闭的模具中硫化，外界的空气(氧气)很难与胶料发生反应，实际试片相当于处在无氧状态下的热老化，因此比较稳定。在无氧状态下天然橡胶和顺丁橡胶的分子主链一般不会裂解而仅有少量的交联键出现裂解，因此胶料的各项性能下降较少，硫化4h试片各项性能的比

8、值仍较高。硫化4h试片老化后的性能优于硫化30min试片老化后性能，这可能是由于试片在密闭的模具中长时间硫化时橡胶的部分交联键出现裂解，多硫交联键断裂后可以产生颏的交联键，而原来的多硫交联键也能缓慢地转变成较稳定的一硫交联键和二硫交联键，生成的一硫