CF602炭黑在EPDM中的應(yīng)用

陳巧娜

（天津昕中和膠業(yè)有限公司，天津 301721）

0 前言

CF602炭黑是以多種礦物質(zhì)和固體工業(yè)廢物為原料，是集粉體材料的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、尺寸控制技術(shù)、粒子表面處理和改性技術(shù)，以及自主研發(fā)的超微粉碎—顆粒整形—機械力化學(xué)改性技術(shù)為一體的工藝生產(chǎn)出來的，密度約為1.2 g/cm3，價格較低。

本試驗的目的是利用CF602炭黑密度低、黑色、價位低（目前無機填料大多是淺色的且密度大）的特點，將其填充到EPDM中，了解它對EPDM混煉膠性能的影響。

1 實驗

1.1 主要原材料（表1）

表1 主要原材料匯總表

1.2 基本配方

生膠，100（質(zhì)量份，下同）；石蠟油，50；氧化鋅，5；PEG，2；SA，2；M，1.5；BZ，1.5；TRA，0.5；CZ，1.2；TT，0.5；S,1.0；CF602炭黑，0-100；N550炭黑，0-100。

表2 CF602炭黑與N550炭黑用量比例

根據(jù)以上配方，我們共配制了8組不同的料。

1.3 實驗設(shè)備與儀器（表3）

1.4 試樣制備

利用開煉機將生膠包輥，加入氧化鋅、SA、PEG，加入炭黑、石蠟油，待吃完料后將其余小料加入，混煉均勻，薄通3～5遍，出片，制得混煉膠。混煉膠放置16 h后，測試硫變性能，然后混煉膠在平板硫化機上硫化，硫化條件為160 ℃×15 min，停放8 h后進(jìn)行常態(tài)物理性能和老化物理性能的測試。

表3 主要實驗設(shè)備

1.5 性能測試

抗拉強度、扯斷伸長率、100 %定伸應(yīng)力按GB/T 528-92標(biāo)準(zhǔn)測試；

邵爾A硬度按GB/T 531—92標(biāo)準(zhǔn)測試；

但周處人雖散漫，卻也不失俠義之心，聽說有南山猛虎、長橋蛟龍為禍鄉(xiāng)里，被稱為三害，于是仗義出手，射猛虎、搏蛟龍，激戰(zhàn)三天三夜。待周處凱旋而歸，卻見鄉(xiāng)親們一片歡騰，原來三害余下的一害便是他，鄉(xiāng)親們知除害一行兇險，只當(dāng)他已和虎蛟同歸于盡，因而正在慶賀三害盡除。

熱空氣老化性能：在老化箱中均以150 ℃×48 h進(jìn)行老化處理，按GB 3512—83規(guī)定進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫化特性

硫化儀數(shù)據(jù)（160 ℃×10 min），見表4。

由表4中數(shù)據(jù)可以看出：

（1）隨著CF602/N550比例的增加，膠料的MH和MH-ML減小，同樣，隨著CF602/N550用量的增加，膠料的MH和MH-ML也是減小的，說明CF602的添加會使膠料的交聯(lián)密度減小[1]，且CF602/N550的含量越多，膠料的交聯(lián)密度越小。

（2）隨著CF602/N550比例的增加，膠料的tc10和tc90總體延長，說明CF602具有防止焦燒、延緩硫化的作用[1]。

2.2 物理性能

各試驗配方的性能如下。

（1）密度

由表5中數(shù)據(jù)可見，隨著CF602/N550用量比的增大，膠料的密度減小。

表4 CF602和N550不同配比時的硫化儀數(shù)據(jù)

表5 CF602和N550不同配比時的密度及老化前后各性能數(shù)據(jù)對比

（2）硬度

由表5數(shù)據(jù)可見，隨著CF602/N550用量比增大，硫化膠的硬度呈減小趨勢，分析其原因認(rèn)為，CF602的交聯(lián)密度小于N550，以致硫化膠的硬度減小。比較老化前和老化后的硬度，其變化趨勢與純炭黑補強的變化趨勢相同，都是老化后的硬度明顯高于老化前。

（3）抗拉強度

老化前，隨著CF602/N550用量比的增大，硫化膠的抗拉強度呈減小趨勢。當(dāng)CF602/N550用量比為30/70時，其硫化膠的抗拉強度有小幅上升。說明在一定用量范圍內(nèi)，CF602對EPDM具有補強作用。老化后，隨著CF602/N550用量比的增大，硫化膠的抗拉強度一直減小，可能是老化環(huán)境破壞了其中的某些化學(xué)鍵。

（4）扯斷伸長率

隨著CF602/N550用量比的增大，硫化膠的扯斷伸長率先增大后減小，但都比純炭黑的要大。

（5）老化性能

硫化膠老化后其抗拉強度、硬度均增大，原因是橡膠在熱老化過程中被進(jìn)一步硫化,即硫化膠的交聯(lián)密度變大,導(dǎo)致膠料變硬和強度增加[2～3]。

硫化膠老化后的拉斷伸長率下降很多，因為過高的交聯(lián)密度會使硫化膠在承受載荷時應(yīng)力分布不均衡，應(yīng)力集中導(dǎo)致硫化膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中弱鍵部分在較低的應(yīng)力下就會破壞，易于斷裂，因此扯斷伸長率有所下降[4]。

3 結(jié)論

（1）隨著CF602炭黑的加入，其膠料的密度減小，成本降低。

（2）隨著CF602/N550用量比的增大，EPDM膠料的MH和MH-ML值均減小，tc10和tc90都延長。

（3）隨著CF602/N550用量比的增大，EPDM硫化膠的抗拉強度、硬度均減小，扯斷伸長率先增大后減小，但都比純炭黑的要大。

（4）并用CF602炭黑后，老化后與老化前相比，其抗拉強度、硬度均增大，扯斷伸長率減小。

[1]周麗玲，莊濤，楊林泰，陳春花. 新型橡膠補強劑Create-E1 在 EPDM 中 的 應(yīng) 用 [J]. 橡 膠 工 業(yè)，2008，55(8)：480～483.

[2]武衛(wèi)莉. ACM/ FKM 并用耐熱性和耐油性研究[J]. 彈性體，2002，12(5)：40～42.

[3]Coran A Y. Anisot ropy of ultimate properties in vulcani2 zates of EPDM/ high - diene - rubber blends [J]. Rubb Chem Technol，1991，64 (5)：801～833.

[4]張隱西. 共混聚合物交聯(lián)的一些問題[J]. 特種橡膠制品，1985，13(6)：51～66.