天然膠乳預硫化程度對制品絕緣性能的影響及分析

文恒偉

摘 要：不同預硫化程度的膠乳，通過凝固劑浸漬制成同等厚度的乳膠制品，對其絕緣性能進行研究。結果表明：隨著硫磺用量的變化，預硫化膠乳的粘度、預硫化程度以及制品的交聯密度、膠膜拉伸強度均會產生變化，硫磺用量在0.75份至1.25份時其制品的絕緣性能良好，超過1.25份用量后制品的絕緣性能會下降。

關鍵詞：天然膠乳;預硫化程度;絕緣性能。

天然膠乳是生產乳膠制品的重要原料，其成膜性好，乳膠制品具有強度大，彈性、電絕緣性能、抗撕裂性能和抗裂紋擴張性能好，壓縮疲勞溫升低，著戴性、矯形功能和生物性能佳等特點【1】。天然膠乳在生產過程中還需加入各種配合劑。在各種原料的相互作用下，經過具體的生產工藝即可得到乳膠制品。因此，天然膠乳、配合劑、生產工藝過程都可能最終影響制品的性能【2】。

硫化劑能使膠乳分子之間產生交聯，形成三維網狀結構，大大改善橡膠性能。在天然膠乳配方中，硫磺多為低量配合【3】。通過對硫化體系的調整，可對膠乳的各項性能產生變化，本文探討了不同預硫化程度的膠乳對制品絕緣性能產生的影響。

1 試驗

1.1 原材料

濃縮純化天然膠乳，進口;50%硫磺分散體、50%ZDC分散體，市售原材料自行球磨配制;其它配合劑如穩定劑、防老劑等均為市售產品。

1.2 主要儀器及設備

5kV交流試電設備，天津雙安勞保橡膠有限公司;

交聯密度檢測儀，IIC XLDS-15型核磁共振交聯密度儀;

粘度測試儀，NDJ-1上海菁海儀器有限公司。

1.3 基本配方

干比份數：天然膠乳 100，穩定劑 0.2，防老劑 1，ZDC 1.5，硫磺 1。

1.4 試樣制備

1.4.1 預硫化膠乳

將穩定劑加入天然膠乳，攪拌1h后，加入防老劑、硫化劑等其它助劑，保持50℃攪拌12h，到時間后迅速冷卻至室溫，3天后使用。

1.4.2 乳膠制品

瓷棒浸漬膠乳，通過凝固劑浸漬，經過瀝濾、硫化，制成厚度0.80-0.82mm的乳膠筒制品。

2 結果與討論

通過調整不同硫磺用量來控制膠乳的預硫化程度，分別對0.75、1、1.25、1. 5、1.75份硫磺對預硫化膠乳產生的變化進行分析。

2.1 膠乳黏度對比

從圖1可以看出隨著硫磺用量的增加，預硫化膠乳的黏度隨之增加。

2.2預留化程度對比

通過膠乳氯仿值的測定方法、和甲苯溶脹度的測定方法，對其氯仿值和溶脹度進行對比

0.75-1.75份硫磺氯仿值分別為三中、三中、四初、四中、四末，甲苯溶脹率分別為84%、80%、76%、72%、72%。膠乳的預硫化程度隨著配方中硫磺用量的增加而逐漸加深。

2.3制品交聯密度對比

從圖2可以看出，隨著硫磺用量的增加乳膠制品的交聯密度有所變化，呈現出先增大后減小的現象。

2.4制品物理性能

從表1可以看出制品的物理性隨著硫磺用量的增加先增大后減小。

2.5 浸漬工藝情況對比

在0.75份至1.25份硫磺用量的預硫化膠乳浸漬時，膠膜表面光滑，濕凝膠彈性大，卷邊易操作，;在1.25份以上的硫磺用量的預硫化膠乳浸漬時，膠膜表面光滑，濕凝膠彈性差，難以卷邊，易撕裂。可見膠乳的預硫化程度影響浸漬工藝，對濕凝膠膜的產生明顯影響。

2.6 絕緣性能對比

從表2試電結果看，5000V交流電浸水16小時試電，硫磺用量在0.75份至1.25份時，制品絕緣性能良好，超過1.25份時絕緣性能下降。

3 結論

隨著硫磺用量的增加天然膠乳的預硫化程度隨之加深，膠乳黏度也隨之增大，制品的交聯密度及物理性能均存在先增加后減小的現象，預硫化膠乳在硫磺用量在0.75份至1.25份時，制品絕緣性能良好，大于1.25份用量后絕緣性能下降，由此可見，天然膠乳的預硫化程度在四初至三中、甲苯溶脹率在76%至84%時，制品的絕緣性能良好，氯仿值超過四初或甲苯溶脹率低于76%時則絕緣性能下降，分析這種情況，是由于膠乳的預硫化程度過深影響浸漬性能，造成成膜性能差所引起的現象。

參考文獻：

[1] 范德明. 我國膠乳行業現狀及2010展望[J].橡膠科技市場，2010，8（12）：7-8.

[2] 劉通，李普旺，李思東. 等. 天然乳膠制品性能的影響因素研究進展 [J].材料導報，2016，11，30（28）：353.

[3] 趙光賢，王迪鈞，魏邦柱.等.橡膠工業手冊第七分冊生活橡膠制品和膠乳制品[M]，北京，化學工業出版社，1990.

（天津雙安勞保橡膠有限公司 ?天津市 ?300221）