补强剂对遇水膨胀橡胶的影响

０ 引 言
遇 水膨 胀橡胶 （ ＷＳ Ｒ） 是 ２ ０世纪 ７ ０年代 末 问
Ｚ ｎ Ｏ为 ３ ； Ｓ为 １ ． ５ ； 硬脂 酸为 １ ． ５ ； 防老剂 ４ ０ １ ０ ＮＡ
为 １ ． ５ ； 软化剂 为 ５ ； Ｓ ＡＲ 为 ５ ５ ； Ｐ Ｅ Ｇ为 ５ ； Ｐ ＡＭ 为 ５ ； 促进剂 Ｃ Ｚ为 １ ． ５ ； 促进剂 Ｔ Ｔ为 ０ ． ０ ６ ； ｗＣ Ｂ、 Ｃ Ｂ为 变量 ．
１ ． ２ 实 验 设 备
世 的新 型功 能 高 分 子 材 料 ， 它 以其 独 特 的双 重 止
水 特性 ， 广泛 应 用 于 土 木 建 筑 、 生 物 医药 、 遇水 膨 胀 封 隔器 和其 他 的井 下 工 具 等［ １ ］ ． ＷＳ Ｒ 中 亲水 性 组分 是赋 予 其 吸 水 膨 胀 性 能 的关 键 ， 但 因其 的 加入 ， 直 接 导致 ＷＳ Ｒ力 学 性 能 的下 降 ］ ． 不 同补 强填充 剂 对 丁腈 橡 胶 （ ＮＢ Ｒ） 性 能 的影 响不 同 ， 特 殊性 能的 提 升 需 要 添 加 特 定 的补 强 剂 来 实 现 ［ ５ ］ ，
强填充 剂及促进剂 等混炼 均 匀 ， 薄通 数次 后得 到分 散性 较好 的橡 胶共 混物． 停放 ８ ｈ后在 平板硫 化机
上进 行硫化成型． 硫化条件 ： １ ５ ０℃×１ ０ ＭＰ ａ Ｘｔ 。 。 ．
１ ． ４ 性 能 测 试 与 表 征
１ 实验 部 分
１ ． １ 主 要 原 料 和 基 本 配 方
为 白炭 黑 ４ Ｏ份 、 Ｎ２ ２ ０炭黑 ５ 份． 关键 词 ： 遇水膨胀橡胶 ； 补强填充剂 ； 正交 试验 ； 吸水性能 ； 力 学 性 能 中图分类号 ： Ｔ Ｑ３ ３ ６ ． ８ 文献标识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ２ ８ ６ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ １ ３
原料 ： 丁腈 橡 胶 （ ＮＢ Ｒ） Ｎ４ １ ， 中国石 油 天然 气 股份有 限 公 司 兰 州 石 化 分 公 司； 高 吸 水 树 脂 （ Ｓ ＡＲ） ， 实 验室 自制 ； 白炭黑 （ ＷＣ Ｂ ） Ｊ Ｆ ６ ６ ６ ， 重 庆建
第 ３ ５卷 第 ３ 期 ２ ０ １ ３年 。 ３月
武
汉
工
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大
学
学
报
Ｖ ｏ１ ． ３５ Ｎｏ ．３
Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ３
Ｊ ． Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ． Ｔｅ ｃ ｈ ．
文章编号 ： １ ６ ７ ４ —２ ８ ６ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ６ ２ —０ ４
ＴＹＬ Ｘ—Ａ， 江 都市 天源试 验机械 有 限公 司．
１ ． ３ ＷＳ Ｒ 试 样 制 备
因此 ， 选 择 合 适 的 补 强 填 充 剂 及 其 用 量 是 提 验 以丁 腈 橡 胶 为 基 体 材 料 、 丙 烯 酸 系 吸 水树 脂为 亲 水 组 分 、 白 炭 黑 和 炭 黑Ⅲ 为 补 强 填
１ ． ４ ． １ ＷＳ Ｒ力 学性能 测试
硫 化 特性 按 ＧＢ ／
Ｔ ９ ８ ６ ９ － １ ９ ９ ７ 利 用无转 子橡 胶硫 化 仪测 定 ， 拉 伸性
能按 ＧＢ ／ Ｔ ５ ２ ８ — ２ ０ ０ ９测 试 ， 断裂伸长率按 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ５ ２ ８ － ２ ０ ０ ９测试 ， 橡 胶硬度 按 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ５ ３ １ — １ ９ ９ ９测试 ． １ ． ４ ． ２ ＷＳ Ｒ 吸 水 性 能 测 试 将 ＷＳ Ｒ 试 样
在 开炼机 上将 ＮＢ Ｒ塑炼 ２ ｍｉ ｎ ， 然 后 依 次 加 入 Ｚ ｎ ０、 Ｓ 、 硬脂酸 、 防老 剂 、 软化剂、 Ｓ ＡＲ、 Ｐ Ｅ Ｇ、 补
充剂 制备 了 Ｗ Ｓ Ｒ， 用 正交 试 验法 研 究 了不 同 自炭
黑用 量 、 炭黑用 量 以及炭黑 种类 对 ＷＳ Ｒ性 能 的影 响， 探索 补强填 充体 系 的最 佳组 合．
补强 剂 对 遇 水 膨 胀 橡胶 的影 响
周爱军， 钟 毅， 张皖苏， 陈 颖， 彭 旭， 曾 水娟
（ 武汉 工程 大学材料 科 学与 工程 学 院 ， 湖 北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ）
摘 要： 以 丁 腈橡 胶 （ ＮＢ Ｒ） 和 实 验 室 自制 高 吸 水 树 脂 （ Ｓ ＡＲ ） 为 主要 原 料 ， 以炭黑（ Ｃ Ｂ ） 和 白 炭黑 （ ＷＣ Ｂ ） 为 补 强
剂， 用 物 理 共 混 法 制 备 遇 水 膨 胀 橡胶 （ ＷＳ Ｒ） ， 通 过正交试 验研究 白炭黑用 量 、 炭 黑 用 量 和 炭 黑 种 类 对 遇 水 膨 胀 橡 胶 吸 水 性 能 和 力 学 性 能 的影 响 ． 结果 表 明 ， 白炭 黑 用 量 和 炭 黑 用 量 对 遇 水 膨 胀 橡 胶 吸水 性 能 和 力 学 性 能 有 明显 影 响 ， 而炭黑种类贡献较小 ； 随 着 白炭 黑 用 量 的增 加 ， 炭黑用 量的减少 ， ＷＳ Ｒ的吸水 性能逐渐 增加 ； 随 着 白炭 黑 和炭 黑 用 量 的增 加 ， ＷＳ Ｒ 的拉 伸 强 度 和 硬 度 逐 渐 增 大 ， 而断裂伸长率逐 渐减小 ； 并 得 出 最 优 化 配 方
Ｓ Ｋ１ ６ ０ Ｂ双 滚 筒 炼 胶 机 ， 上 海 拓 林 橡 胶 机 械 厂； Ｘ Ｌ Ｂ —Ｄ３ ５ ０ —３ ５ ０压 力 成 型 机 ， 浙 江湖 州 东 方 机械 有 限公 司 ； Ｃ ２ ０ ０ ０ Ｅ无 转 子 橡 胶硫 化 仪 ， 北 京
市友 深 电 子 仪 器 厂 ；ＴＣ Ｓ 一２ ０ ０ ０电 子 拉 力 试 验 机， 高铁 检 测 仪 器 （ 东莞） 有 限公 司 ； 橡 胶 硬 度 计