不同门尼粘度填充环保型芳烃油的SBR1723胶料性能对比

不同门尼粘度填充环保型芳烃油的

SBR1723胶料性能对比

张新军,马维德,周志峰,李花婷

(北京橡胶工业研究设计院,北京　100143)

摘要:对两种不同门尼粘度填充环保型芳烃油的SBR1723胶料性能进行对比试验。结果表明,较高门尼粘度的

SBR1723胶料具有较低的滚动阻力、较好的耐热老化性能、抗湿滑性能以及综合条件下的耐磨性能,更适合于制备轮

胎胎面胶。

关键词:O E 2SBR ;环保型芳烃油;门尼粘度;胎面胶

中图分类号:TQ330138+4;TQ33311 文献标识码:B 文章编号:10002890X (2010)0120048203

作者简介:张新军(19752),男,山东潍坊人,北京橡胶工业研究设计院工程师,硕士,从事合成橡胶的性能检测与应用开发工作。

充油SBR 填充的普通高芳烃油内含有蒽、菲等稠环芳烃化合物。早在1970年就有研究表明,稠环芳烃化合物有致癌性。随着环保呼声越来越高,有些国家和地区规定对橡胶制品限制使用稠环芳烃化合物含量较高的高芳烃油及填充该油的橡胶。欧洲要求橡胶产品中使用的油品必须符合将于2010年1月1日实施的欧盟2005/43/EC

第3(2)条款规定。日本将在同一时间内将此作为法规执行,美国及我国等国家和地区也会越来越重视环保问题。为适应油品的环保要求,中国石化齐鲁股份有限公司橡胶厂在国内首先开发出SBR1723,它是结合苯乙烯质量分数为01235、填

充3715份环保型芳烃油、以轮胎胎面胶为主要用途的乳聚丁苯橡胶。SBR1723基本不含多环类物质,减小了轮胎在制造和使用过程中对人体及环境有害物质的挥发,还具有滚动阻力低的特点。

本工作对两种不同门尼粘度填充环保型芳烃油的SBR1723胶料性能进行对比试验。1　实验111　原材料

SBR ,牌号1723,中国石化齐鲁股份有限公

司橡胶厂产品;其它材料均为市售品。

112　试验配方

SBR1723　100,工业参比炭黑(IRB No 17)

　50,氧化锌　3,硬脂酸　1,硫黄　1175,促进剂NS 1。113　混炼工艺

胶料的混炼工艺采用G B/T 8656—1998中的混炼方法B 。初炼在1157L Banbury 密炼机中进行,初始温度为80℃,转子转速为100r ・min -1;终炼及生胶包辊在XK 2160型开炼机

上进行。114　性能测试

(1)门尼粘度和门尼松弛:采用北京友深电子

仪器有限公司生产的M200E 型门尼粘度计测试,试验温度为100℃,松弛时间为120s 。

(2)硫化特性:采用美国阿尔法科技有限公司生产的MDR2000型硫化仪测试。

(3)动态力学性能:采用美国Rheometric Scientific 公司生产的DM TA 2Ⅴ型粘弹谱仪测

试,试验温度为-70～+100℃,升温速率为2℃・min -1,频率为10Hz 。

(4)耐磨性能:采用荷兰VM I 公司生产的L A T 2100型磨耗试验机测试。2　结果与讨论211　生胶性能

一般来说,门尼粘度与聚合物的相对分子质

84橡　胶　工　业 2010年第57卷

第1期

量有关,相对分子质量越大,门尼粘度越高。门尼松弛参数则反映了橡胶的加工性能,t70(或t80)为负载应变下应力衰减70%(或80%)时所需的时间,其与对数线性回归直线的截距(k)和斜率(a)均可反映胶料的加工性能。应力松弛面积(A)则能更好地衡量加工行为,其值越大,加工性能越差,反之则越好。

两种SBR1723生胶的门尼粘度和门尼松弛参数对比见表1。从表1可以看出,SBR172321生胶的相对分子质量较大,门尼粘度较高,而SBR172322胶料的加工性能较好。

表1　SBR1723生胶的门尼粘度和门尼松弛参数

项 目SBR172321SBR172322

门尼粘度[ML(1+4)100℃]6152

门尼松弛参数

　k54144714

　a-0139-0139

　t7055

　t8077

　A15651364

212　混炼胶性能

21211　门尼粘度

两种SBR1723混炼胶的门尼粘度和门尼松弛参数对比见表2。从表2可以看出,两种SBR1723混炼胶的门尼粘度较其生胶门尼粘度稍有提高,且提高幅度相似。

表2　SBR1723混炼胶的门尼粘度和门尼松弛参数

项 目SBR172321SBR172322

门尼粘度[ML(1+4)100℃]6557

门尼松弛参数

　k56185111

　a-0145-0145

　t7044

　t8045

　t909—

　A13341200

21212　硫化特性

两种SBR1723胶料的硫化特性对比见表3。从表3可以看出,SBR172322胶料的加工安全性较好,又由于其相对分子质量较小,分子链的活动性强,因此硫化速度也较快,但与SBR172321胶料相差不大。此外,两种胶料的流动性和硫化趋

表3　SBR1723胶料的硫化特性

项 目SBR172321SBR172322

门尼焦烧时间(120℃)

　t5/min6973

　Δt30/min1414

硫化仪数据(160℃)

　M L/(N・m)01790177

　M H/(N・m)11781178

　t s1/min51385162

　t10/min51285167

　t90/min101239185

　V c/min-120162316

势相当。

213　硫化胶性能

两种SBR1723硫化胶的物理性能见表4。从表4可以看出,与SBR172322硫化胶相比, SBR172321硫化胶的100%和300%定伸应力、拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度稍高,拉断永久变形较小。这是由于SBR172321的相对分子质量较大,缓解了分子末端的干扰,因此拉伸强度较大;此外大分子链柔顺,变形能力大,可赋予硫化胶相对较高的拉断伸长率。

与SBR172322硫化胶相比,SBR172321硫化胶的回弹值增大,压缩生热稍高。SBR相对分子

表4　SBR1723硫化胶的物理性能

项 目SBR172321SBR172322

硫化时间(160℃)/min253550253550

邵尔A型硬度/度586161566061 100%定伸应力/MPa 1.57 1.89 2.04 1.38 1.87 2.00 300%定伸应力/MPa7.8610.912.17.1310.711.5

拉伸强度/MPa22.023.423.019.921.520.1

拉断伸长率/%668564516637530478

拉断永久变形/%191913222218

撕裂强度/(kN・m-1)5150

回弹值/%3835

阿克隆磨耗量/cm30.146—

压缩疲劳试验

　终动压缩率/%15.116.4

　温升/℃34.533.2

　永久变形/%67

屈挠龟裂等级(51万次)00

100℃×24h热空气老化后

　拉伸强度/MPa20.917.8

　拉伸强度变化率/%-11-17

　拉断伸长率/%352319

　拉断伸长率变化率/%-38-40

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张新军等.不同门尼粘度填充环保型芳烃油的SBR1723胶料性能对比