阻尼氯化丁基橡胶配方优化设计
受阻酚AO_80_氯化丁基橡胶_丁腈橡胶复合材料的制备及阻尼性能
。在众多的阻尼橡胶中, 氯化丁基
橡胶( CIIR ) 和丁腈橡胶 ( NBR ) 较为常用。 CIIR 的玻璃化转变温度 ( T g ) 较低, 具有较好的耐热和 其阻尼峰既高且宽, 与其他橡胶的相容 低温性能, 性也较好
[4 - 5 ]
; NBR 的 T g 较高, 阻尼系数较大, 耐 。由于单一橡胶的有效阻尼温
S - 4700 型冷场发射 SEM 观测试样的微观形态。 动态力学分析( DMA) vib 公司生产的 VA 3000 型 DMA 仪对试样进行分 15 mm 和2 mm, 析, 试样的长、 宽、 厚分别为 15 mm、 采用拉伸模式, 测试温度为 - 100 ~ 100 ℃ , 频率为 10 Hz, 形变为 0. 1% , 升温速率为 3 ℃ / min。 力学 性 能 分 别 按 照 GB / T 528 —2009 和 GB / T 529 —2008 , 用深圳新三思试验仪器厂生产 的 CMT 4104 型电子拉力机测试硫化胶试样的拉
油性、 耐热性和工艺性能都较好, 但其耐低温和耐 高温性能较差
[6 - 7 ]
域相对较窄 ( 一般为 20 ~ 30 ℃ ) , 难以满足工程 因此近年来采用橡胶 领域更为严格的应用需求, 共混、 共聚、 填料改性、 有机小分子杂化阻尼、 溶液 共沉淀和互穿聚合物网络等技术以提高橡胶材料 的阻尼性能, 特别是拓宽阻尼温域成为研究的热 点
[5 ]
。在前期工作中[8 - 9], 北京化工大学成功地
将受阻酚AO - 80 等极性小分子引入到极性橡胶 基质中, 制备了具有高损耗因子 ( tan δ ) 的新型橡 胶阻尼材料, 但该材料的耐高温及力学性能不佳 。 本研究以 CIIR / NBR 共混胶作基质, 通过添加受
现代橡胶配方优化设计的CAD技术
新技术现代橡胶配方优化设计的CA D技术高立君,辛振祥(青岛科技大学,山东青岛 266042)所谓橡胶配方设计,是根据产品的性能要求和工艺条件,通过试验、优化、鉴定、合理地选用原材料,确定各种原材料的用量配比关系。
借助CAD技术,可以根据橡胶制品设计需求自动安排试验方案、处理数据、预测和优选配方,缩短新产品开发周期,更好地满足不断变化的市场需求。
1现代橡胶配方优化设计概念生胶原材料和配合剂的种类繁多,若按其功能、品种、等级、牌号等分类则可达数万种以上。
橡胶配方设计的重点是如何保持制品的使用性能及加工性能的平衡,包括试验设计、数学建模、配方优化及质量成本控制等内容。
1.1试验设计是基础试验设计是在试验域内最有效地选择试验点,通过试验得到响应的观测值,然后进行数据分析求得达到最优响应值的试验条件。
所以理想的试验设计方案应当是以尽可能少的试验次数反映尽可能多的信息,即试验点在试验空间中的分布要合理,既有一定的均匀性,又便于试验结果的分析与模型的建立。
1.2数学模型是关键实践证明,在一定范围内,制品性能与配方因子之间的关系可用完全二次多项式来表示,这有力地推动了对配方过程的数学研究与模拟。
1.3寻求制品性能、工艺可行性和经济效益的综合平衡是目的由于用于配方优化的数学模型是从生产数据中得到的统计模型,应选用适当的优化算法(如逐步回归、神经网络、遗传算法等),方可获得整个试验范围内的最优配方。
此外,最优配方应具有稳定性,即实际生产中配方用量在偏离最佳用量后性能值不会有很大变化。
2橡胶配方优化设计软件应具备的功能从上世纪80年代起,青岛科技大学在橡胶配方CAD技术领域内进行了大量的研究工作,自行研制开发了 橡胶配方优化设计系统 等实用的配方CAD软件。
橡胶配方优化设计软件的开发需综合运用橡胶工艺学、运筹学、概率论和数理统计及计算机科学等理论,并用大量橡胶配方设计进行实际验证,方可用于橡胶制品的研究开发以及工艺参数优化等。
氯化丁基橡胶阻尼材料动态力学性能的影响因素研究
图 2 高耐磨炉黑不同用量时材料的损耗因子温度谱
增粘树脂 类型
损耗因子 tgD 峰值温度 /e
损耗因子 tgD峰值
损耗因子 tgD( 20e )
无增粘树脂 1#增粘树脂 2#增粘树脂 3#增粘树脂
- 49. 7 - 20. 9 - 20. 5 - 7. 7
1. 111 0. 851 0. 985 0. 997
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0. 210 0. 423 0. 393 0. 711
耗因子峰值降低、损耗因子峰值温度升高; 随着测试频率由 3. 33 H z到 1. 66 H z逐渐减小, 材料的损耗因
子峰值温度逐渐降低, 损耗因子峰值逐渐减小。
关键词: 氯化丁基橡胶; 损 耗因子; 增粘树脂; 高耐磨炉黑; 测试频率
中图分类号: TQ 333. 6
文献标识码: B
文章编号: 167128232( 2009) 0120018203
由表 3可见, 在所研究的频率范围内, 测试 频率由 3. 33 H z到 1. 66 H z逐渐减小, 损耗因 子峰值温度逐渐降低, 损耗因子峰值逐渐减小; 这是因为频率越低, 高分子的链段运动越能跟 得上外力的变化, 因而内耗越小, 即损耗因子峰 值越低 [ 6] 。
3结 论
( 1) 增粘树脂对材料动态力学性能具有显 著的影响, 通过加入增粘树脂, 不但可以调节阻 尼材料的有效阻尼温域范围, 还可以增加在相 对高温区的阻尼效能; 不同增粘树脂对材料阻
丙烯酸酯聚合物对氯化丁基橡胶阻尼性能的影响
丙烯酸酯聚合物对氯化丁基橡胶阻尼性能的影响*吴锦荣潘启英黄光速**(四川大学高分子科学与工程学院高分子材料科学国家重点实验室成都610065)由于存在特有的强液-液转变(Tll),氯化丁基橡胶(CIIR)具有优越的阻尼性能。
但是,与其他聚合物共混时,CIIR的Tll转变常常受到抑制。
为构筑高阻尼值新材料,探索CIIR Tll 转变的机理和释放Tll转变的强度,本文制备了不同共聚组分、不同玻璃化转变温度(Tg)和不同分子量丙烯酸酯聚合物(PMAc),将其与CIIR共混,并采用动态力学谱(DMA)研究了PMAc的Tg、分子量、分子结构、自由体积等因素对CIIR阻尼性能及Tll转变的影响。
从表1中可以看出PMAc与水的接触角随着Tg的降低而升高,并逐渐接近于CIIR与水的接触角(70°),说明Tg越低的PMAc与CIIR的相互浸润性越好,相容性也越好,由此可以推断共混物中PMAc分散相和CIIR连续相间存在较厚的界面层(如示意图1a),并且二者在界面层处共享自由体积;相反,Tg越高的PMAc与CIIR的相互浸润性和相容性越差,共混物中PMAc分散相与CIIR连续相间的界面层较薄,二者共享的自由体积较少(如示意图1b)。
Table 1 Tg and contact angle of PMAcSample code Tg(℃) Contactangle(°)PMAc(-46) -46 62PMAc(-38) -38 65PMAc(-14) -14 30PMAc(1.7) 1.7 17.3PMAc(24) 24 12图2是不同Tg PMAc与CIIR共混物的tanδ-T曲线。
图中-50℃左右的低温肩峰对应于CIIR的Tg转变。
Tg较低的PMAc(-46)及PMAc(-38)的Tg损耗峰均与CIIR的T ll损耗峰合并成一个单峰,其tanδmax值达到1.47,这主要有两个方面的原因:(1)PMAc(-46)和PMAc(-38)的Tg较低,在CIIR达到Tll转变温度之前,就已经发生玻璃化转变,链段开始运动,自由体积增大;当CIIR达到Tll转变时,共混物中PMAc分散相和厚界面层已具有较大的自由体积,因为CIIR在界面层处*本工作得到国家自然科学基金(10276025)和博士点基金(20040610027)的资助**通讯联系人:polymer410@与PEA共享自由体积,因此,CIIR的自由体积也增大,有利于CIIR T运动单元ll转变,共混物的阻尼值得到提高;(2)PMAc的Tg损耗的运动,进而释放了Tll损耗峰合并成一个单峰,二者叠加使得共混物的阻尼值较高。
丁基橡胶内胎配方分析配方成分制备工艺改进建议
内胎配方的分析及生产工艺的改进1原料:IIR90gIIR因具有良好性能:气密性比NR 高13 倍; 具有优异的耐老化、耐候、耐化学药品、耐水、耐臭氧和耐热性能;在环境温度下没有回弹性,因此具有较高的吸收冲击和振动的能力;具有优异的抗撕裂性能。
IIR 是自补强聚合物,纯胶拉伸强度达25 MPa。
尽管其玻璃化温度约为- 65 ℃,接近NR 的- 70 ℃,但由于大分子链中大量的甲基侧基对弹性运动造成相当大的位阻,因此其硫化胶的回弹性非常低,而其密实的结构使其具有极低的透气率。
而成为制造轮胎内胎的首选材料。
世界主要发达国家都已经实现内胎丁基化,而亚洲很多国家已有超过80%的汽车使用IIR内胎。
我国大多数轮胎企业曾在20世纪80年代初期使用IIR制造内胎,但由于IIR 的自粘性差,其工艺要求比较严格,需要冷冻接头,造成成品合格率低,工艺较难保证,加之IIR价格上涨,于是又转向使用NR。
随着我国道路状况的改善,汽车的行驶速度大幅度提高,NR内胎的气密性已达不到使用要求。
为了进一步提高产品的市场竞争力, IIR 的典型粘均相对分子质量为35 万~45 万, 物质的量不饱和度( 由于有异戊二烯单元) 为0.8 %~2.0 %“, 物质的量不饱和度”一词是指聚合物中每100 个单体分子里的异戊二烯分子数量。
因此物质的量不饱和度为1 %的IIR含有1 个异戊二烯分子和99 个异丁烯分子。
丁基再生胶20g:IIR 胶料中常常将不同品种的IIR 并用,以改善下列性能:(1) 与低门尼粘度的品种并用,以改善加工性能,提高胶料流动性;(2) 与低不饱和度的品种并用,以改善耐臭氧性能;(3) 与高不饱和度的品种并用,以改善耐热性能。
212 聚合物的选择这是一个非常重要的步骤,因为聚合物的选择包括范围广泛的聚合物或聚合物并用, 如IIR、HIIR、HIIR/ NR 并用、IIR/EPDM 并用、NR。
IIR 的气密性最好,NR 最差,并用聚合物在这两者之间。
新型高阻尼宽温域氯化丁基橡胶复合材料制备及性能研究
Pr e pa r a t i o n a nd pr o p e r t i e s o f h i g h da m pi ng a nd wi de ・ - t e m pe r a t u r e ・ - r a n g e CI I R c o mpo s i t e s
me c h a n i c a l p r o p e r t i e s a n d mi c r o s t r u c t u r e w e r e i n v e s t i g a t e d .T h e r e s u l t s s h o w t h a t C I I R /C P - 7 0 / P F c o mp o s i t e s h a v e o n l y
D I NG G u o - f a n g, C A O J u n, S i l l Y a o — g 硼 g , L U O S h i — k a i
( I n s t i t u t e o f C h e m i c a l Ma t e r i a l s o f C A E P , Mi a n y a n g 6 2 1 9 0 0 , C h i n a )
摘 要 :以氯化丁基橡胶为基体材料, 通过反增塑作用技术, 成功制备出高阻尼宽温域氯化丁基橡胶复合材料, 并
研究其阻尼性 能 、 力学性能及微观结构。结果 表明 : 复合材料 C I I R / C P一 7 0 / P F体 系的损耗 因子 一温度 ( t a 一T ) 曲线仅
一
个单峰 , 属热力学相容体系 , 与纯 C I I R基体 橡胶 相比 , 复合材料的 t a n 6峰明显向高温移 动 , 且最大损耗因子值及对应温
试论舰船用丁腈橡胶复合阻尼材料的制备及性能
试论舰船用丁腈橡胶复合阻尼材料的制备及性能摘要:为了能够得到较为显著的降振效果,通常在材料选取方面比较偏向于空气阻尼材料,这种材料在现代船舶方面应用的频次比较高,是做好减震降噪音工作的额关键所在。
本篇文章中,我们重点围绕丁腈橡胶复合阻尼材料展开了深入分析,希望能够在不断的研究讨论中,使得该材料在船舰领域获得更为明显的成效。
关键词:舰船;阻尼材料;丁腈橡胶;氯丁橡胶橡胶阻尼材料关键在于橡胶的黏强度,而在玻璃化改变范围内,由分子链移动所形成的内磨擦,从而促使外场作用所产生的的机械功率以及相关声音所产生的能量可以得到一定程度的转化,使其变成热能进而散逸在四周,从而实现减少振动降低噪声的作用效果。
据相关调查,阻尼材料的应用范围具有较高的宽阔性,不仅军用领域的应用较为普遍,在民生产业方面的应用程度也相当高。
基于这一背景下,橡胶阻尼的材料性能等方面的研究工作也开始得到了较多人的重视。
一般情况下,橡胶阻尼材料的功能区设定为玻璃转化区。
结合有关资料我们可以了解到,功能区的温度一般要比室内温度低,通常较为狭小。
因而在工程设计中通常要求大阻尼橡胶必须在宽温或宽频区域中具备很大的阻尼特性,如飞行器、火箭等要求在有效阻尼区的温度范围更大,因此橡胶的大阻尼特性并没有得到充分的实现,在实际工程设计应用中的使用也面临了较大的限制。
为适应实际的应用条件,必须通过共混、互穿网络(刀PN)等技术手段,来改善橡胶的阻尼特性。
这种工艺技术在某种意义上扩大了橡胶的高效阻尼工作温度适用范围,并使阻尼值有了极大的降低。
一、试验部分(一)主要原材料丁腈橡皮N220S、N230S、丁腈橡皮NBR3355, 氯丁橡胶2322以及其他。
(二)主要设备与仪器QT/25电子检测应力机,用以测量硫化试片的机械性能;DMA/SDTA861e电子动力学解析仪,用以测量硫化试片的力学阻尼器特性;JF-3氧指数测量机,用来测量硫化试片的阻燃性效果能;LMS振动与噪声检测系统,用来测试模具的减振特性测量。
氯化丁基橡胶丁腈橡胶宽温域阻尼材料的制备及性能研究
氯化丁基橡胶/ 丁月青橡胶宽温域阻尼材料的制备及性能研究曾宪奎,鲍丽苹* ,高远昊,冯翰林,焦淑莉作者简介:曾宪奎(1967—),男,山东青州人,青岛科技大学教授.博十,主要从事高分子材料加工技术与装备的教学及研究工作。
*通信联系人(17663OI929@ )(青岛科技大学机电丁程学院,山东青岛266061)摘要:制备氯化丁基橡胶(CIIR)/丁睛橡胶(NBR)宽温域阻尼材料,研究CIIR/NBR 并用比以及765树脂、木质纤维素和石墨烯的用量对并用胶阻尼性能的影响 结果表明,当CIIR/NBR 并用比为30/70,765树脂、木质纤维素和石墨烯的 用锻分别为4,10和5份时,并用胶具有较宽的阻尼温域关键词:氯化丁基橡胶;丁睛橡胶;并用胶;树脂;木质纤维素;石墨烯;阻尼温域中图分类号:TQ333. 6;TQ333. 7;TQ330. 38十7 文章编号:1000 890X (2019) 01 0018-04文献标志码:ADOI :10. 12136/j. issn. 1000 890X. 2019. 01.0018橡胶作为一种优异的减震阻尼材料,广泛应用于机械、建筑、汽车、铁路、航空等领域〔T 。
单一橡胶制备的阻尼材料有效阻尼温域较窄,不能 较好地满足对宽温域阻尼材料的使用要求"叫本 工作将具有良好阻尼性能且玻璃化温度相差较大的氯化丁基橡胶(CIIR)与丁睛橡胶(NBR)并用,制备宽温域阻尼材料,研究CIIR/NBR 并用比以及 765树脂、木质纤维素和石墨烯的用量对并用胶阻 尼性能的影响。
1 实验1.1主要原材料CIIR (牌号1240)和木质纤维素,德国朗盛公司产品;NBR,牌号N41,上海多康实业有限公司产 品;765树脂,青岛圣杰橡塑科技有限公司产品;石墨烯,山东利特纳米技术有限公司产品。
1.2试验配方1.2. 1 CIIR 母炼胶C1IR 100,炭黑N550 40,纳米补强粉10,氧化锌5,氧化镁0.25,补强树脂2,硬脂酸2,防老剂MB 1.5,交联剂DCP 3,分散剂FL-54 2,分散剂FL-5 1,硫黄1.5,促进剂DETU 2,促进剂TMTD 1,促进剂ZDC 101.2.2 NBR 母炼胶NBR 100,炭黑N219 50,氧化锌5,补强树脂2,邻苯二甲酸二辛酯9,硬脂酸1,防老剂MB 1.5,交联剂DCP 2,分散剂FL-54 3,分 散剂FL-51,硫黄0.3,促进剂DM 1.5,促进剂TMTD 1.5,765树脂 变量,木质纤维素 变量,石墨烯变量。
交替层状结构氯化丁基橡胶_三元乙丙橡胶复合材料的阻尼性能_张玉清
加工#应用交替层状结构氯化丁基橡胶/三元乙丙橡胶复合材料的阻尼性能张玉清,戴莹莹,李姜*,郭少云*(四川大学高分子研究所高分子材料工程国家重点实验室,四川成都610065)摘要:采用多层共挤技术制备了具有交替层状结构的氯化丁基橡胶(C II R)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料,并与常规共混法CIIR/EPDM复合材料的阻尼性能进行了比较。
结果表明,交替层状复合材料具有双连续相结构;与共混复合材料相比,交替层状结构复合材料的损耗因子和有效阻尼范围增大,且随着其层数的增加,损耗因子和有效阻尼范围、储能模量和损耗模量均增大;室温下层数较多的C II R/ EPD M复合材料在100~110H z的阻尼性能更优异。
关键词:氯化丁基橡胶;三元乙丙橡胶;阻尼性能;交替层状结构中图分类号:TQ33314文献标识码:B文章编号:1000-1255(2009)05-0383-04氯化丁基橡胶(C II R)是一种低不饱和度橡胶,其分子链上侧甲基十分密集,形成蠕虫状结构,且玻璃化转变温度(T g)附近存在次级转变,使其损耗因子(tan D)峰既高又宽,具有良好的阻尼性能,在航空航天、汽车制造等领域应用广泛[1-4]。
但C II R的力学性能欠佳,且老化后会变软发黏。
而三元乙丙橡胶(EPDM)具有优良的力学性能和耐老化性能,与C II R具有良好的相容性,因此工业上通常采用常规共混法将二者混合,以提高材料的耐老化性能和力学性能,但这种方法往往会降低材料的阻尼性能[5]。
因而如何提高C II R/EPDM复合材料的阻尼性能,成为研究者关注的焦点。
本工作采用多层共挤技术制备具有交替层状结构的C II R/EPDM复合材料,以通过层状结构的界面效应来提高材料的阻尼性能,研究了交替层状结构对复合材料阻尼性能的影响。
1实验部分111原材料C II R,牌号为1066,美国Exxon公司产品; EPD M,牌号分别为Norde l IP3430和N orde lMG 37060。
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阻尼氯化丁基橡胶配方优化设计
第39卷第3期世界橡胶工业 Vol. 39 No.3:15,18第39卷第3期 152012年3月 World Rubber Industry Mar. 2012 阻尼氯化丁基橡胶配方优化设计纪丙秀,齐亮,段友顺,宗成中 (青岛科技大学高分子科学与工程学院橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛 266042) 摘要 :用正交实验设计法对氯化丁基橡胶(CIIR)的阻尼性能进行了研究。
通过改变受阻酚、炭黑及硫磺的用量,对氯化丁基橡胶的综合性能及阻尼性能加以研究。
关键词 :氯化丁基橡胶 ;受阻酚 ;阻尼性能 ;正交实验 ;力学性能 TQ 中图分类号 : 330.6 文献标识码 :B 文章编号 :1671-8232201203-0015-04 丁基橡胶(IIR)是异丁烯和少量异戊工;硬脂酸,上海品盛化工有限公司;氧化二烯的共聚物,其聚异丁烯链段上有对称甲锌,天津海敦橡塑原料销售有限公司;防老基,且异丁烯结构单元在大分子中所占比例剂RD,黄岩浙东橡胶助剂有限公司;受阻酚大于97,因而大分子链上取代的基数目很可 AO-60、促进剂D、秋兰姆类促进剂TMTD均观,链段的弛豫阻力增大,内耗较大,阻尼为市售品。
减震性能较好。
氯化丁基橡胶内耗峰从-60 ?可一直持续到10 ?,这是一种有效功能区域 1.2 配方及试样制备相当宽广的阻尼材料。
氯化丁基橡胶系由丁基本配方:CIIR100;ZnO5;SA1;基橡胶溶液通入氯气而制得,由于氯原子的 TMTD1;DZ2;RD1.5;D0.5。
取代,分子间内摩擦更大,阻尼性能更好,
1.2.1 混炼:先将开炼机辊温升至80 ?左但都处在低温区。
如何将这种优良的阻尼性右,辊距调至1 mm,然后加入CIIR,待胶料包能引向高温区,从而进一步提高IIR阻尼材料辊后依次加入氧化锌、硬脂酸、促进剂、防老的实际使用性能,需要寻求有效的方法对其剂等小料,再投入炭黑,硫黄,左右3/4割刀各进行改性。
3次,辊距调至0.5 mm,薄通5遍,下片。
本文主要在CIIR中加入受阻酚类化合物,硫化:硫化温度为170 ?,硫化压力为采用正交实验设计,减少实验数
量以期获得一 12 MPa,硫化时间采用正硫化时间。
个力学及阻尼性能都相对较好的配方,探索改善氯化丁基橡胶阻尼性能的方法。
1.3 仪器与设备双辊炼胶机(XK-160):上海橡胶机械1 实验厂;密闭模无转子硫化仪(GT-M2000-A): 台湾高
铁科技股份有限公司;热压成型机1.1 原材料 (HS50,1000TON):佳鑫电子设备科技氯化丁基橡胶(CIIR)1068,埃克森公 (深圳)有限公司;平板硫化机(LCM-3C2-司产品,氯含量(1.2?0.1),门尼粘度 G03-LM):佳鑫电子设备科技(深圳)有ML18125 ? 38?5;炭黑N330,青岛德限公司;电子拉力实验机(AT-7000M):固萨化学有限公司
产品;硫磺,台湾长兴化台湾高铁科技股份有限公司 ; X Y- 1 橡胶科研创新 16 世界橡胶工业 2012 硬度计,上海化工机械四厂; 热分析仪到表3。
(DMA242),德国耐驰公司。
表3 四因子三水平的拉伸强度炭黑 N330 防老剂 4426 因子抗氧剂 A 硫磺 C 1.4 性能测试 B D 拉伸强度按照GB-T528-1998测试,拉伸 1 水平结果 12.7 11.1 11.2 11.3 平均值速率为500 mm/min;撕裂性能按GB529-1999 2 水平结果测试,采用直角型式样。
10.9 11.7 10.5 10.8 平均值动态力学性能由粘弹谱仪(DMA)测定, 3 水平结果 9.1 9.9 11 10.6 测试标准为GJB981-1990,扫描频率为10 HZ,平均值扫描温度范围为-
90 ?97 ?,扫描速度为 3 ?/min。
从表3可以看出,组合A1、B2、C1、 D1,即
抗氧剂(AO-60)10份、炭黑N330 50 2 结果与讨论份、硫磺0.5份、防老剂4426 0.5份,此时橡胶的拉伸强度最大,这可能由于炭黑的补强作 2.1 各配方因子对胶料物理性能的影响用明显,而受阻酚的添加量不大对胶料强度实验采用4个影响因子3水
平实验方法,的影响较小形成的。
实验中影响因子如表1所示: 对性能中的撕裂强度一项进行分析后得表1 三个水平四个影响因子到表4。
水平表4 四
因子三水平的撕裂强度因子 1 2 3 炭黑 N330 防老剂 4426 因子抗氧剂 A 硫磺C B D A 抗氧剂 1010/ 份 10 20 30 1 水平结果 B N330/ 份 40 50 60 43.6
36.8 35.7 37.9 平均值 C 硫磺 / 份 0.5 1.5 2.5 2 水平结果 38.4 39.2 39.4 38(7 D 防老剂 4426/ 份 0.5 1.5 2.5 平均值 3 水平结果 31.6 37.6 38.5 37 平均值在基本配方不变的的情况下,根据变动因子和水平确定9个试验配方,对每个配方进行力学性能测试,所得实验数据如表2所示。
组合A1、B2、C2、
D2,即抗氧剂(AO- 表2 正交分析表 60 )10份、炭黑N330 50份、硫磺1.5份、防老试验拉伸强撕裂强度拉断伸硬度 / 邵剂4426 1.5份;此时橡胶的撕裂强度最大,这 A B C D 号度 /Mpa /KN-1 长率 / 尔 A 是由于硫化剂用量增大所致,胶料的交联密 1 1 1 1 1 13.7 40.4 864 59 度增大。
2 1 2 2 2 13 47.3 783 62 对性能中的拉断伸长率一项进行分析后 3 1 3 3 3 11.5 43 720 65 得表5。
4 2 1 2 3 10.4 38 884 61 表5 四因子三水平的拉断伸长率 5 2 2 3 1 12.2
抗氧剂 A 炭黑 N330 B 硫磺 C 防老剂 4426 D 6 2 3 1 2 10.1 40.4 725 66 因子
36.8 528 71 1 水平结 789 824 661 661 果平均值 7 3 1 3 2 9.3 32 725
63 2 水平结 8 3 2 1 3 9.9 29.8 590 68 713 699 687 679 果平均值 9 3 3 2 1 8.1 33 394 73 3 水平结 570 548 723 731 对性能中的拉伸强度一项进行分析后得果平均值科研创新第39卷第3期纪丙秀等. 阻尼氯化丁基橡胶配方优化设计 17 组合A1、B1、C3、D3,
- 0.8 0.8 460)10份、炭黑N330 40份、硫磺2.5份、防老 0.7 5 0.7 6剂
即抗氧剂(AO
4426 2.5份;此时橡胶的拉断伸长率最大, 0.6 0.6即拉断伸长性最佳。
0.5 0.5 tanδ 0.4 0.4 0.3 0.32.2 配方因子对胶料动态性能的影响 0.2 0.2 图1-5所示是CIIR硫化胶储能模量E’,损 0.1 0.1耗模量E〃和损耗因子tanδ随温
度波动的变化 0.0 0.0 -50 0 50情况。
/ 图4 4-6号CIIR硫化胶损耗因子随温
度变化的曲线 3 500 0.8 7 0.8 8 3 000 0.7 9 0.7 1 2 2 500 0.6 0.6 3 4 2 000 5 0.5 0.5 ’ tanδ 6 1 500 7 0.4 0.4 8 1 000 9 0.3 0.3 500 0.2 0.2 0 0.1 0.1 -50 0 50 0.0 0.0 -50 0 50 /图1 各试验号CIIR硫化胶储能模量E′随温度变化的曲线图5 7-9号CIIR硫化胶损耗因子随温度变化的曲线从上述这些图中可以看出,3号和9号试 500 1 2 样的阻尼温域最宽,其中3号阻尼因子t anδ大 400 3 4 于0.3的温域为140(-40 ?100 ?);4号峰 5 300 6 值最高(0.81),并且每条曲线都出现了双 Equot 7 200 8 9 峰;这是因为体系中AO-60和4426都是受阻酚 100 类有机小分子化合物,高温峰在80 ?左右,0 -50 / 0 50 处在AO-60玻璃化转变温度附近,由于AO-60 玻璃化转变时吸收能量,所以出现了峰值。
图2 各试验号CIIR硫化胶损耗模量E〃随温度变化对比图3-图5可以看出随着AO-60用量的的曲线增加,tanδ峰值逐渐增大,这是因为在硫化过程中AO-60为熔融态,它均匀分散在硫化胶的交联网络中,占据了交联分子间的自由 0.8 1 2 0.8 体积,在一定程度上降低了橡胶分子的柔顺 0.7 3 0.7 0.6 0.6 性。
当橡胶分子链运动时,需要吸收较高的 0.5 0.5 能量,因此tanδ值增大。
tanδ .。