丁腈橡胶耐疲劳性能的研究
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第 ５期
刘 莉 等 ． 丁腈 橡 胶 耐 疲 劳 性能 的研 究
２ ７ ５
丁腈 橡胶 耐 疲 劳 性 能 的研 究
刘 莉 。 ， 游海军。 ， 马楠楠 ， 冯晓萌
（ １ ． 青 岛汉 缆 股份 有 限 公 司 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ０ ０ ； ２ ． 青 岛 科 技大 学 高 性 能 聚合 物 研究 院 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ４ ２ ）
３ ， 硬 脂 时间分别 为５ ， １ ０ ， ２ ０ ， ４ ０ 和６ ０ ｍｉ ｎ 。 （ ２ ） 拉 伸疲 劳 试 验 按ＧＢ ／ Ｔ ５ ２ ８ －２ ０ ０ ９ 《 硫 化 １ ． ５ ， 促进 ￣ Ｊ Ｉ Ｔ Ｂ Ｂ Ｓ ０ ． ７ 。
ＮＢ ＲBaidu Nhomakorabea １ ０ ０ ， 炭 黑Ｎ３ ３ ０ ４ ０ ， 氧化 锌 酸 １ ， 硫黄
试 验所选拉 伸疲劳 次数分别 为０ ， １ ０ ０ ， ５ ０ ０ ， ２ ０ ０ ０ ，
５ ０ ０ ０ 和１ ０ ０ ０ ０ 。
拉力 机 ， 中 国台湾 高 铁 检 测仪 器 有 限公 司产 品 ；
ＸＬ Ｂ — Ｄ ４ ０ ０ ×４ ０ ０ 型平 板 硫 化机 ， 浙 江湖 州 东 方 机
１ ． ３ 主 要设 备和 仪器
橡 胶 或热 塑性橡 胶 拉 伸应力 应 变性 能 的测定 》 进
行， 拉 伸 比为 １ ０ ０ ％， 拉 伸 速 率 为３ ０ ０ 次 ・ ｍｉ ｎ 一， 本
Ｓ Ｋ 一 １ ６ ０ Ｂ型 两 辊 开炼 机 ， 上 海 橡 胶 机 械 厂产
品； Ｍ２ ０ ０ ０ 一 Ａ型 硫 化 仪 和 Ｇ Ｔ — Ｔ Ｃ Ｓ 一 ２ ０ ０ ０ 型 电 子
胶材 料在疲 劳过程 中结构 的变化 。
本工 作 通过 压缩 疲劳 和拉 伸疲 劳试 验对ＮＢ Ｒ
耐疲 劳性能进 行研究 。
（ １ ） 压缩疲 劳试验按 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ｌ ６ ８ ７ —１ ９ ９ ３ 《 硫 化 橡 胶 在 屈 挠 试 验 中 温升 和 耐 疲 劳 性 能 的测 定 第 ２ 部分 ： 压 缩屈 挠试 验 》 进行 ， 预应 力为 １ ． ０ ＭＰ ａ ， 冲程 为４ ． ４ ５ ｍｍ， 形 变 量 为２ ． ４ ９ ４ ｍｍ， 起 始 温 度 为５ ５℃， 压 缩 频 率 为３ ０ ±０ ． ３ Ｈｚ （ １ ８ ０ ０ ±２ ０ ｒ ・ ｍｉ ｎ １ ） 。测 试 前 预 热３ ０ ｍｉ ｎ ， 试 验 结 束 后 室 温 调节１ ｈ 后 进 行 其 他 性 能测 试 。压缩 疲 劳次 数 ＝
１ 实验 １ ． １ 主 要 原 材 料
ＮＢ Ｒ， 牌号３ ３ ０ ８ ， 中 国 石 油 兰 州 石 化 公 司 产 品； 炭黑Ｎ３ ３ ０ ， 青 岛德 固赛 化学有 限公 司产 品 。
１ ． ２ 配 方
１ ８ ０ ０ ｔ ， 其 中ｔ 为 压缩 时 间 （ ｍｉ ｎ ） 。本试 验所 选压 缩
摘要 ： 通 过 压 缩 疲 劳 和 拉伸 疲 劳 试 验对 丁腈 橡 胶 （ ＮＢ Ｒ ） 耐疲 劳 性 能进 行 研 究 。结果 表 明 ： 随着 压 缩疲 劳 次 数 增 大 ， 硫化胶的硬度、 永久 变形 和温 升 均 在 疲 劳 前 期 迅 速 增 大 ， 随 着 压缩 时 间延 长 ， 增速减缓 ； 随 着 拉 伸 疲 劳 次数 增 大 ， 硫 化 胶 的３ ０ ０ ％定 伸 应 力 、 拉 伸强 度 和 拉 断伸 长 率 先增 大 后 减 小 ， 总交 联 密 度 减小 ， １ ０ ｍｉ ｎ 时 的应 力 松 弛 系数 和 ２ ｍｉ ｎ 时 的 应力 松 弛 系数 变 化 趋势 相 同 ， 均 先减 小 后 增 大 最后 趋 于 稳定 。
作者简介 ： 刘莉 （ １ ９ ７ ０ 一） ， 女， 山东潍 坊 人 ， 青 岛 科 技大 学 副 教 授， 博士 ， 主 要 从 事高 分 子 材 料 的应 用 研 究 。
（ ３ ） 交 联密度采用氯仿 平衡溶胀法进行 测定 。 （ ４ ） 应力 弛豫性 能 ： 以１ ０ ０ ０ ｍｍ ・ ｍｉ ｎ １ 的拉伸 速率 将试样 拉伸至 １ ０ ０ ％形变 ， 保持应 变不 变 ， 记 录
关键 词 ： 丁 腈橡 胶 ； 压缩疲劳 ； 拉伸 疲 劳 ； 应 力 松弛
中 图分 类 号 ： ＴＱ ３ ３ ３ ． ７ 文 献标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ０ — ８ ９ ０ ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ５ — ０ ２ ７ ５ — ０ ４
丁腈橡胶 （ ＮＢ Ｒ ） 具 有 优异 的耐 油 性 能 、 耐磨 性 能 和低 透 气性 …。 由于分 子 结 构 中存 在腈 基 ， ＮＢ Ｒ 分 子 链 具 有 较大 内聚 能 ， 在 疲 劳过 程 中易产 生较 高热 量 ， 而无 法 及 时散 掉 的热量 又将 影 响其 分子结 构 ， 导致ＮＢ Ｒ 性能 下降 。压缩 疲劳作 为评
械 有 限公 司产 品 ； ＧＴ — Ｒ Ｈ一 ２ ０ ０ ０ 型橡 胶压缩 生热试 验机 ， 高 铁 科技 股 份 有 限公 司产 品 ； ＭＺ 一 ４ ０ ０ ３ Ｂ型
拉伸 疲劳试验 机 ， 江都 明珠 实验机械 厂产 品。
１ ． ４ 试样 制备
将 生 胶置 于开 炼 机上 塑 炼 包 辊 ， 依 次 加入 氧 化锌、 硬脂酸、 炭黑 、 促进 剂 和 硫 黄 ， 薄通 、 打 三角 包６ 次、 下片 （ 辊距为２ ｍｍ） ， 停放 １ ６ ｈ 。 混炼 胶 在 平 板 硫化 机 上 进 行硫 化 ， 硫 化 条 件
为１ ６ ０℃ ／ １ ５ ＭＰ ａ ×ｔ ｑ ０ 。 １ ． ５ 测 试 分 析
价 橡 胶 制 品 动态 性 能 和 耐热 性 能 的 试验 方 法 ， 广 泛 运 用 于 轮胎 、 履 带 车等 在 苛 刻条 件 下 使用 的产 品性能测 试 。拉伸 疲劳 是橡胶 动态疲 劳性 能测 试 的主要 方 法 ， 通过 拉 伸 疲 劳性 试 验 可 以研 究 橡
刘 莉 等 ． 丁腈 橡 胶 耐 疲 劳 性能 的研 究
２ ７ ５
丁腈 橡胶 耐 疲 劳 性 能 的研 究
刘 莉 。 ， 游海军。 ， 马楠楠 ， 冯晓萌
（ １ ． 青 岛汉 缆 股份 有 限 公 司 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ０ ０ ； ２ ． 青 岛 科 技大 学 高 性 能 聚合 物 研究 院 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ４ ２ ）
３ ， 硬 脂 时间分别 为５ ， １ ０ ， ２ ０ ， ４ ０ 和６ ０ ｍｉ ｎ 。 （ ２ ） 拉 伸疲 劳 试 验 按ＧＢ ／ Ｔ ５ ２ ８ －２ ０ ０ ９ 《 硫 化 １ ． ５ ， 促进 ￣ Ｊ Ｉ Ｔ Ｂ Ｂ Ｓ ０ ． ７ 。
ＮＢ ＲBaidu Nhomakorabea １ ０ ０ ， 炭 黑Ｎ３ ３ ０ ４ ０ ， 氧化 锌 酸 １ ， 硫黄
试 验所选拉 伸疲劳 次数分别 为０ ， １ ０ ０ ， ５ ０ ０ ， ２ ０ ０ ０ ，
５ ０ ０ ０ 和１ ０ ０ ０ ０ 。
拉力 机 ， 中 国台湾 高 铁 检 测仪 器 有 限公 司产 品 ；
ＸＬ Ｂ — Ｄ ４ ０ ０ ×４ ０ ０ 型平 板 硫 化机 ， 浙 江湖 州 东 方 机
１ ． ３ 主 要设 备和 仪器
橡 胶 或热 塑性橡 胶 拉 伸应力 应 变性 能 的测定 》 进
行， 拉 伸 比为 １ ０ ０ ％， 拉 伸 速 率 为３ ０ ０ 次 ・ ｍｉ ｎ 一， 本
Ｓ Ｋ 一 １ ６ ０ Ｂ型 两 辊 开炼 机 ， 上 海 橡 胶 机 械 厂产
品； Ｍ２ ０ ０ ０ 一 Ａ型 硫 化 仪 和 Ｇ Ｔ — Ｔ Ｃ Ｓ 一 ２ ０ ０ ０ 型 电 子
胶材 料在疲 劳过程 中结构 的变化 。
本工 作 通过 压缩 疲劳 和拉 伸疲 劳试 验对ＮＢ Ｒ
耐疲 劳性能进 行研究 。
（ １ ） 压缩疲 劳试验按 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ｌ ６ ８ ７ —１ ９ ９ ３ 《 硫 化 橡 胶 在 屈 挠 试 验 中 温升 和 耐 疲 劳 性 能 的测 定 第 ２ 部分 ： 压 缩屈 挠试 验 》 进行 ， 预应 力为 １ ． ０ ＭＰ ａ ， 冲程 为４ ． ４ ５ ｍｍ， 形 变 量 为２ ． ４ ９ ４ ｍｍ， 起 始 温 度 为５ ５℃， 压 缩 频 率 为３ ０ ±０ ． ３ Ｈｚ （ １ ８ ０ ０ ±２ ０ ｒ ・ ｍｉ ｎ １ ） 。测 试 前 预 热３ ０ ｍｉ ｎ ， 试 验 结 束 后 室 温 调节１ ｈ 后 进 行 其 他 性 能测 试 。压缩 疲 劳次 数 ＝
１ 实验 １ ． １ 主 要 原 材 料
ＮＢ Ｒ， 牌号３ ３ ０ ８ ， 中 国 石 油 兰 州 石 化 公 司 产 品； 炭黑Ｎ３ ３ ０ ， 青 岛德 固赛 化学有 限公 司产 品 。
１ ． ２ 配 方
１ ８ ０ ０ ｔ ， 其 中ｔ 为 压缩 时 间 （ ｍｉ ｎ ） 。本试 验所 选压 缩
摘要 ： 通 过 压 缩 疲 劳 和 拉伸 疲 劳 试 验对 丁腈 橡 胶 （ ＮＢ Ｒ ） 耐疲 劳 性 能进 行 研 究 。结果 表 明 ： 随着 压 缩疲 劳 次 数 增 大 ， 硫化胶的硬度、 永久 变形 和温 升 均 在 疲 劳 前 期 迅 速 增 大 ， 随 着 压缩 时 间延 长 ， 增速减缓 ； 随 着 拉 伸 疲 劳 次数 增 大 ， 硫 化 胶 的３ ０ ０ ％定 伸 应 力 、 拉 伸强 度 和 拉 断伸 长 率 先增 大 后 减 小 ， 总交 联 密 度 减小 ， １ ０ ｍｉ ｎ 时 的应 力 松 弛 系数 和 ２ ｍｉ ｎ 时 的 应力 松 弛 系数 变 化 趋势 相 同 ， 均 先减 小 后 增 大 最后 趋 于 稳定 。
作者简介 ： 刘莉 （ １ ９ ７ ０ 一） ， 女， 山东潍 坊 人 ， 青 岛 科 技大 学 副 教 授， 博士 ， 主 要 从 事高 分 子 材 料 的应 用 研 究 。
（ ３ ） 交 联密度采用氯仿 平衡溶胀法进行 测定 。 （ ４ ） 应力 弛豫性 能 ： 以１ ０ ０ ０ ｍｍ ・ ｍｉ ｎ １ 的拉伸 速率 将试样 拉伸至 １ ０ ０ ％形变 ， 保持应 变不 变 ， 记 录
关键 词 ： 丁 腈橡 胶 ； 压缩疲劳 ； 拉伸 疲 劳 ； 应 力 松弛
中 图分 类 号 ： ＴＱ ３ ３ ３ ． ７ 文 献标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ０ — ８ ９ ０ ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ５ — ０ ２ ７ ５ — ０ ４
丁腈橡胶 （ ＮＢ Ｒ ） 具 有 优异 的耐 油 性 能 、 耐磨 性 能 和低 透 气性 …。 由于分 子 结 构 中存 在腈 基 ， ＮＢ Ｒ 分 子 链 具 有 较大 内聚 能 ， 在 疲 劳过 程 中易产 生较 高热 量 ， 而无 法 及 时散 掉 的热量 又将 影 响其 分子结 构 ， 导致ＮＢ Ｒ 性能 下降 。压缩 疲劳作 为评
械 有 限公 司产 品 ； ＧＴ — Ｒ Ｈ一 ２ ０ ０ ０ 型橡 胶压缩 生热试 验机 ， 高 铁 科技 股 份 有 限公 司产 品 ； ＭＺ 一 ４ ０ ０ ３ Ｂ型
拉伸 疲劳试验 机 ， 江都 明珠 实验机械 厂产 品。
１ ． ４ 试样 制备
将 生 胶置 于开 炼 机上 塑 炼 包 辊 ， 依 次 加入 氧 化锌、 硬脂酸、 炭黑 、 促进 剂 和 硫 黄 ， 薄通 、 打 三角 包６ 次、 下片 （ 辊距为２ ｍｍ） ， 停放 １ ６ ｈ 。 混炼 胶 在 平 板 硫化 机 上 进 行硫 化 ， 硫 化 条 件
为１ ６ ０℃ ／ １ ５ ＭＰ ａ ×ｔ ｑ ０ 。 １ ． ５ 测 试 分 析
价 橡 胶 制 品 动态 性 能 和 耐热 性 能 的 试验 方 法 ， 广 泛 运 用 于 轮胎 、 履 带 车等 在 苛 刻条 件 下 使用 的产 品性能测 试 。拉伸 疲劳 是橡胶 动态疲 劳性 能测 试 的主要 方 法 ， 通过 拉 伸 疲 劳性 试 验 可 以研 究 橡