硅橡膠/順丁橡膠/乙丙橡膠共混材料研究

李洋++楊斌++楊述軒++張彥兵++周文邦

[摘 要]硅橡膠的特定是具有非常高的耐熱性能，但是硅橡膠的力學(xué)性是相對來說是特別差的；三元乙丙橡膠具有力學(xué)性好的特點(diǎn)，但是它的缺點(diǎn)是有較差的互粘性；順丁橡膠具有極好的彈性，但是缺點(diǎn)是它的加工性能是比較差的，通過將硅橡膠、順丁橡膠、乙丙橡膠三種材料進(jìn)行共混來制作成共混的材料；然后通過實(shí)驗(yàn)來測試三種材料混合材料的基本性能，以此來確定三種材料進(jìn)行共混的黃金搭配比。

[關(guān)鍵詞]硅橡膠；順丁橡膠；乙丙橡膠；混合材料

中圖分類號：TQ330.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）20-0159-01

1 實(shí)驗(yàn)操作

1.1 原材料的準(zhǔn)備

順丁橡膠9000的供應(yīng)商是錦州的一家股份有限公司；乙丙橡膠主要用的是牌號為：230809，級別為工業(yè)，它的生產(chǎn)商為美國的杜邦公司；硅橡膠它有58萬的分子數(shù)量，在準(zhǔn)本的硅橡膠的原材料當(dāng)中乙烯基的質(zhì)量是0.0009，產(chǎn)自于東爵有機(jī)硅集團(tuán)；型號為KH-550的硅烷偶聯(lián)劑，它的產(chǎn)地是南京向前化工有限公司；采用的硫磺也是工業(yè)級別的，它的產(chǎn)地是：四川德陽市富榮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料有限公司；硫化劑、過氧化二枯茗，分析純，它是出自于上海過氧化二異丙苯化學(xué)品有限公司；其他需要的幫助試劑大多數(shù)是來自于市場上銷售的工業(yè)級別。

1.2 儀器設(shè)備的準(zhǔn)備

所需要的平板硫化機(jī)的型號是XLB-D350x350，產(chǎn)地是鐵嶺天實(shí)機(jī)械有限公司，雙輥塑煉機(jī)的型號為SK-160，產(chǎn)地是東莞市恒通設(shè)備有限公司；新一代雙空間微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)，簡稱電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)，它的型號為CSS-2200，源自于濟(jì)南恒思盛大儀器有限公司；換氣式老化試驗(yàn)箱的型號是401B，來自于常州市華夏環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)樣品制作過程

我們要將硅橡膠、順丁橡膠、乙丙橡膠這三種橡膠都放置在雙輥塑煉機(jī)上面進(jìn)行開煉，雙輥塑煉機(jī)的雙輥溫度的設(shè)置是45℃-55℃之間，雙輥之間的間距為0.5mm，設(shè)定的時(shí)間為10min。然后這些都準(zhǔn)備好之后在這三種橡膠之中叫人多種不同的試劑進(jìn)行混合試煉，這個(gè)時(shí)候雙輥塑煉機(jī)的雙輥的溫度為50℃-60℃，雙輥之間的由0.5mm擴(kuò)大為4.0mm，最后把所有的原材料都放在平板硫化機(jī)上面進(jìn)行材料的硫化，這期間，我們所需要的工藝條件為，160℃，壓力表上面的壓力為10MPa，時(shí)間設(shè)定為30min。

1.4 實(shí)驗(yàn)性能的測試

材料的強(qiáng)度性的高低按照GB/T528-1998的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，邵爾硬度按照紹爾A硬度的GB/T531-1999的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試；是否耐老化的性能按照GB/T3512-2001的這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 硅橡膠與乙丙橡膠共同混合體系

硅橡膠的缺點(diǎn)是它的力學(xué)性能是比較低的，但是三元乙丙橡膠的力學(xué)性能是比較好的，它們二者是飽和橡膠，而且是高彈性的，它們在偶聯(lián)劑的共同的作用之下是可以相容的，所以這次實(shí)驗(yàn)是用KH550當(dāng)偶聯(lián)劑的，使硅橡膠和三元乙丙橡膠進(jìn)行混合，這樣共同混合的物體既具有硅橡膠耐熱高的特點(diǎn)又有三元乙丙橡膠力學(xué)性能好的特點(diǎn)，硅橡膠和三元乙丙橡膠的不同的比例對共同混合體是有不同的影響的：在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，當(dāng)所用的硅橡膠的量有所減少，三元乙丙橡膠的量增多的時(shí)候，那么他們的共同混合體的拉扯的強(qiáng)度就是降低的，紹爾A的硬度反而是上升的。這個(gè)原因我們是進(jìn)行仔細(xì)的分析的，因?yàn)楣柘鹉z它的類型是屬于非結(jié)晶型的橡膠，硅橡膠的大分子與大分子之間的吸引力是比較差的，分子之間特別容易流串，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)配比當(dāng)中，硅橡膠的量用的多了對樣品的生成是不利的，所以我們得出了結(jié)論當(dāng)在實(shí)驗(yàn)中硅橡膠所占的比重與紹爾A的硬度是成反比的，至于拉扯的強(qiáng)度是沒有特別明顯的變化的，實(shí)驗(yàn)的共同混合的物體的彈性變形的性能有所加強(qiáng)，這樣就會(huì)致使拉扯伸長的概率加大。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中我們還可以看出來對硅橡膠的用量進(jìn)行減少，增加三元乙丙橡膠的用量，但是紹爾A的硬度是不高的，這個(gè)原因我們可以認(rèn)為三元乙丙橡膠的相互的粘度的性能是比較差的。所以得出結(jié)論，硅橡膠和三元乙丙橡膠的共同混合做出的材料效果是不太好的，并且在這次的實(shí)驗(yàn)中，兩種材料的黃金配比也沒有精細(xì)的確定下來。

2.2 硅橡膠、順丁橡膠、三元乙丙橡膠共混

順丁橡膠與硅橡膠、三元乙丙橡膠的相容性是比較好的，這樣會(huì)改變混合材料的力學(xué)性能及其彈性。隨著混合比例的不斷的變化紹爾A的硬度，拉扯強(qiáng)度、拉扯伸長率都是發(fā)生了極其不穩(wěn)定的變化的，并且是沒有任何規(guī)律可以尋找的，當(dāng)硅橡膠、順丁橡膠和三元乙丙橡膠的混合比例分別是：20份、30份和50份的時(shí)候，混合體的拉扯強(qiáng)度為2.4MPa，拉扯伸長率為55.7%，為混合體最好的時(shí)候，當(dāng)進(jìn)行200℃和24小時(shí)的熱老化之后混合體性能的變化并不是特別的大，這就充分的說明了混合體的熱穩(wěn)定性能是比較好的，但是相對來說混合體的硬度是稍微差了一點(diǎn)，綜上所述，我們認(rèn)為是順丁橡膠所起到了作用，因此硅橡膠、順丁橡膠和三元乙丙橡膠的混合比就確定為：20份、30份和50份。

2.3 白炭黑填充劑對混合體的影響

在橡膠制品制作的過程當(dāng)中最不可缺少的一部分就是補(bǔ)強(qiáng)填充劑，在橡膠業(yè)當(dāng)中起到補(bǔ)強(qiáng)作用的就是白炭黑，這可以使其低成本高力學(xué)性的進(jìn)行橡膠的生產(chǎn)和加工。那么在硅橡膠、順丁橡膠和三元乙丙橡膠的混合體的地硬度的情況之下，我們可以把白炭黑加入混合體當(dāng)中進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，白炭黑與硅橡膠的互容性是比較好的，這次的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中加大白炭黑的用量。隨著白炭黑用量的加大，三種材料的混合體的紹爾A的硬度是不斷的加強(qiáng)，拉扯強(qiáng)度的變化不是特別的大，拉扯伸長率以及熱老化的性能的變化是愈來愈小的，但是在混合體當(dāng)中加入85份的白炭黑之后，三種材料并不能混合，所以得出結(jié)論白炭黑的用量為80份最適宜。

3 最佳配方的性能

我們用三種橡膠的共同的混合體與三種橡膠分別硫化后的性能進(jìn)行了比較：最佳配方的共同混合體的拉扯強(qiáng)度為2.2MPa，紹爾A硬度為92，拉扯伸長率是23.4%。在200℃和24小時(shí)的熱老化之后拉成伸長率變化了2.7%，紹爾A硬度變化了1；順丁橡膠進(jìn)行硫化后的拉扯強(qiáng)度1.9MPa，紹爾A硬度74，拉扯伸長率89.5%進(jìn)行熱老化后拉成伸長率變化了49.5%，紹爾A硬度變化了6；三元乙丙橡膠進(jìn)行硫化之后拉扯強(qiáng)度為1.7MPa，紹爾A硬度為86，拉扯伸長率31.1%，在進(jìn)行熱老化之后拉扯伸長率變化了3.9%，紹爾A硬度變化了9；而硅橡膠不能形成共混物，所以沒有測試的結(jié)果。這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明了，三種共同混合的膠體的性能是比單一的橡膠的性能要好的。

結(jié)論

硅橡膠20份、順丁橡膠30份和三元乙丙橡膠50份的比例進(jìn)行混合的實(shí)驗(yàn)是可行的，而且混合的膠體的性能比單一的橡膠或者是硅橡膠與三元乙丙橡膠的混合體的性能要好很多。隨著實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的白炭黑用量的逐漸的增多，三種材料的混合膠體的紹爾A硬度是不斷的加強(qiáng)的，拉扯強(qiáng)度的變化是不大的，拉扯伸長率是有所降低的，熱老化的性能加強(qiáng)了，但是白炭黑也不是沒有限量的，最多可以加入80份。

參考文獻(xiàn)

[1] 李承家.三元乙丙橡膠/硅橡膠共混及性能研究[D].華南理工大學(xué)，2014.

[2] 武衛(wèi)莉，陳光.硅橡膠/順丁橡膠/乙丙橡膠共混材料的研究[J].彈性體，2006，（01）：43-46.