溶聚丁苯橡胶挤出畸变行为的研究

作者 简介 ： 张昊 （ １ ９ ８ ７ 一） ， 男， 山东 潍坊人 ， 青岛科技大学 在
读 硕士 研 究 生 ， 主要从事高分子材料流变学方面的研究。 ＊通 信 联 系人
２ ． ２ ． １ 挤 出物表观
图１ 所 示 为不 同剪 切速 率下 两种 生胶 的零长
口模 挤 出物 外 观 。 从 图１ 可 以看 出 ， 在 较 低 剪 切
产品； ＸＳ Ｓ － ３ ０ ０型 Ｈａ ａ ｋ ｅ转 矩 流 变 仪 ， 上 海 科 创 橡 塑机 械 设 备 公 司产 品 ； Ｒ Ｈ２ ０ ０ ０恒 速 型 双 筒 毛 细 管 流 变 仪 ，英 国 Ｂ ｏ ｈ ｌ ｉ ｎ 公 司 产 品 ；尼 康 Ｓ ＭＡ１ ５ ０ ０型体 视显 微镜 ， 日本尼 康公 司产 品 。
结果表 明： 两 种 生 胶 挤 出时 均 发 生 整 体 挤 出畸 变 ， 其中 Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ一 ２ ３ ０ ５的 畸 变 更 严 重 ， 这与该胶 料相对分 子质量 大、 分 子
链结构为端基锡偶联有关 ， 而 畸 变 根 源 来 自 于 口模 入 口区 强 烈 的拉 伸 流 动 失 稳 。填 充 炭 黑 可 显 著 改 善 Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ 熔 体 的 挤 出流 变 性 能 ， 抑 止 整 体 畸变 。炭 黑 的加 入 不 仅 降低 了胶 料 的熵 弹性 ， 同 时 有 稳定 人 口区 流 场 的作 用 。 Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ 一 ２ ３ ０ ５混 炼 胶 在 高剪 切 速率 下 出现 类 似第 二 光 滑挤 出 现 象 。
参考。
胶料 在 转 矩 流 变 仪 中进 行 ？ 昆炼 ， 温 度为 ４ ０
℃， 转 子 转速 为 ４ ０ ｒ・ｍｉ ｎ 。首先 将 ６ Ｏ ％ ～ ８ ０ 的胶料 投 入 密 炼 机 ， 密 炼一 段 时 间后 分 次加 入炭 黑 Ｎ３ ３ ０ ， 混 合均匀后再 加入剩余 胶料 （ Ｓ Ｓ —
关键 词 ： 溶 聚 丁苯 橡 胶 ； 炭黑 ； 混炼胶 ； 流变 性 能 ； 挤 出 畸 变 中 图分 类 号 ： ＴＱ３ ３ ３ ． １ ； ＴＯ３ ３ ０ ． ３ ８ １ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ８ ９ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ １ ４ ０ — ０ ７
溶 聚丁 苯 橡 胶 （ ｓ Ｓ Ｂ Ｒ） 是 综 合 性 能 较 好 的新 型轮 胎胎 面材 料 ， 与传 统 的胎 面材 料相 比 ， 具 有 滚 动 阻力低 、 抗 湿 滑性 能好 、 冰雪 路 面抓 着性 强 等优
点 。近 年来 ， 国外对 丁苯 橡 胶 及 其 混 炼 胶 的 流 变 性能 进 行 了 系统 的 研 究 ＿ １ ］ ， 国 内也 做 了 不 少 工
化学 有 限公 司产 品 。 １ ． ２ 试 验配 方 Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ（ 变牌 号 ） １ ０ ０ ， 炭 黑 Ｎ３ ３ ０ ５ ０ 。 １ ． ３ 设 备 与仪器
Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ的理 化分 析结 果 如表 １所 示 。 ２ ． ２ 生胶 性 能
ｘ（ Ｓ ） Ｋ一 １ ６ Ｏ型开 炼 机 ， 上 海 机 械 技 术研 究 所
１ ４ ０
橡
胶
工
业
２ ０ １ ３ 年第 ６ Ｏ卷
溶 聚 丁 苯 橡 胶 挤 出畸 变 行 为 的研 究
张 昊， 董 彬， 孙显 茹 ， 吴其 晔
（ 青 岛科 技 大 学 橡 塑 材 料 与工 程 教育 部 重点 实 验 室 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ４ ２ ）
摘要 ： 研 究 两 种 不 同结 构 的 溶 聚 丁 苯 橡 胶 （ Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ— Ｔ ２ ０ ０ ３和 Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ － ２ ３ ０ ５ ） 生胶及 混炼胶 的挤 出畸变 行为 及机理 。
１ ． ４ 试 样 制 备
作 ＿ ６ ｌ ， 但 是对 Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ 的挤 出 畸 变 行 为 研 究 很 少 。 本 工作 选用 两种 结 构和 相对 分子 质量 有较 大 差别 的国产 Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ（ 牌 号 分 别 为 Ｔ２ ０ ０ ３和 ２ ３ ０ ５ ） ， 采 用 恒 速 型双筒 毛 细管 流变 仪对 比分 析 两种 生胶 及混 炼 胶 的挤 出畸 变行 为 ， 为 实 际 生 产挤 出工 艺 提 供
２ ０ ０ ０ Ｓ ， 口模直 径为 ２ ｍｍ， 长 口模 Ｌ ／ Ｄ为 １ ６ ／ ２ ， 零长 口模 Ｌ／ Ｄ为 ０ ． ４ ／ ２ 。挤 出 物 外 观 采 用 显 微 镜进 行 观察 ， 放大 倍数 为 ２ ０ 。
２ 结 果与 讨论
２ ． １ 理 化 分 析
ｎ ｍ， Ｄ Ｂ Ｐ吸 油 值 为 １ ． ０ ２ ｃ ｍ。・ｇ ， 青 岛德 固赛
别为 １ ５ ， ２ ６ ， ４ ５ ， ７ ７ ， １ ３ ２ ， ２ ２ ７ ， ３ ９ １ ， ６ ７ ４ ， １ １ ６ １ 和
１ ． １ 原 材 料
Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ， 牌 号 Ｔ２ ０ ０ ３ ， 上 海 高桥 石 油 化 工 公 司
产品 ； 牌号 ２ ３ ０ ５ ， 中 国石 化 北 京 燕 山 石 油 化 工 股 份 有 限 公 司 产 品 。 炭 黑 Ｎ３ ３ ０ ， 平均粒径为 ２ ９
Ｂ Ｒ — Ｔ２ ０ ０ ３混 炼 ８ ｍｉ ｎ ， Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ 一 ２ ３ ０ ５混 炼 ９ ｍｉ ｎ ） 。
混炼 胶采 用 开炼机 压 片冷却 待 用 。
１ ． ５ 性 能 测 试
１ 实 验
流变 性 能采 用 双 筒 毛 细管 流 变 仪 进 行 测 试 ， 仪器 设定 温 度 为 ｌ ｌ ０℃ ， 挤 出段 数 为 １ Ｏ ， 挤 出 温 度为 １ １ Ｏ℃ ， １ ～１ ０段 对应 的表观 剪 切 速率 （ ７ ） 分
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Байду номын сангаас
橡
胶
工
业
２ ０ １ ３ 年第 ６ Ｏ卷
２ ． ２ ． ２ 粘 弹 性能
高 剪切 速率 时界 面有 可能 发 生滑 动 。 可 以通 过测 量挤 出胀 大 比和 口模 人 口压力 降 （ Ｐ。 ） 来 比较 两 种 生 胶 的 弹性 。 因生 胶 挤 出 物 外 观 不规 则 ， 胀 大 比不 易准 确 测 量 ， 故此处采用 Ｐ 。