冯雪阳1,2,王玉阁2,贺天成2,王珂1,2,潘立佳1,2,陈思源2,尹园2,孙洪国2,郑雅芳2,卫来1,孙昭艳1,2
FENG Xueyang1,2, WANG Yuge2, HE Tiancheng2, WANG Ke1,2, PAN Lijia1,2, CHEN Siyuan2, YIN Yuan2, SUN Hongguo2, ZHENG Yafang2, WEI Lai1, SUN Zhaoyan1,2
摘要: 天然橡胶、异戊橡胶和仿生橡胶的主要成分均为顺-1,4-聚异戊二烯,但在蛋白质,磷脂等成分上存在一定差异. 成分上的差异可能会导致橡胶对混炼工艺的响应不同,使填料在橡胶中的分散性产生差异,进而影响硫化胶的动静态性能. 为了探究聚异戊二烯类橡胶在不同混炼工艺下的填料分散性和胶料力学性能变化规律,本文以N220炭黑为填料,系统研究了天然橡胶、异戊橡胶和仿生橡胶这三种聚异戊二烯类橡胶在四种加工工艺下的炭黑分散性和动静态性能. 研究结果表明,天然橡胶和异戊橡胶的填料分散性和力学性能对炭黑混入时间的响应程度更强,而仿生橡胶响应较弱. 随着炭黑混入时间的延长,天然和异戊橡胶的平均聚集体粒径分别从约22 μm和19 μm下降到约9 μm,下降程度较为明显,动静态性能得到提升;而相同工艺条件下仿生橡胶的平均聚集体粒径从约20 μm下降到约16 μm,且炭黑分散状态较差. 另一方面,仿生橡胶对塑炼时间响应更为敏感,延长塑炼时间能够显著降低炭黑的平均聚集体粒径并提升其伸张疲劳性能. 为此,本文设计了较长时间塑炼(6 min)结合混炼的工艺,进一步提升了仿生橡胶的伸张疲劳性能. 为了明晰仿生橡胶对混炼和塑炼工艺响应性产生差异的原因,探究了不同加工工艺条件下仿生橡胶门尼黏度和分子量的变化规律,发现适中的分子量以及较窄的分子量分布有利于提升胶料的伸张疲劳性能.
中图分类号:
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