環(huán)保型丁苯橡膠與傳統(tǒng)丁苯橡膠的性能對比

環(huán)保型丁苯橡膠與傳統(tǒng)丁苯橡膠的性能對比

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和振興法規(guī)的頒布和實(shí)施，橡膠產(chǎn)品的環(huán)境保護(hù)已成為發(fā)展的必然趨勢。為此,中國石油蘭州石化公司開發(fā)了環(huán)保型丁苯橡膠(SBR),其牌號有1500E、1502E、1712E及1723等,新產(chǎn)品均能滿足亞硝酸鹽含量的環(huán)保要求。其中SBR1500E、SBR1502E和SBR1712E是用環(huán)保型阻聚劑和防老劑代替含有致癌物質(zhì)的亞硝酸鈉阻聚劑和污染型防老劑聚合所得的產(chǎn)品,SBR1723是除了采用環(huán)保型阻聚劑和防老劑外,同時填充環(huán)保型填充油的產(chǎn)品。國內(nèi)外學(xué)者對環(huán)保型橡膠以及不同填充油對SBR性能的影響進(jìn)行了大量的研究,其中,孫秀麟就閃點(diǎn)、熱損失、運(yùn)動黏度、芳烴含量、膠質(zhì)含量及石蠟含量等橡膠填充油的成分對SBR性能的影響進(jìn)行了詳細(xì)的論述;趙平等就環(huán)保型填充油TDAE對SBR性能的影響進(jìn)行了研究,并對比了SBR1723與SBR1712的性能;王立軍等研究了高芳烴油和環(huán)烷烴油對充油SBR基本物理機(jī)械性能的影響?？傊?大部分學(xué)者對環(huán)保型SBR聚合部分或油品對SBR性能影響的研究較多,本工作則對幾種環(huán)保型SBR與傳統(tǒng)SBR(SBR1500、SBR1502及SBR1712)的相對分子質(zhì)量及其分布、微觀結(jié)構(gòu)、混煉膠硫化特性、硫化膠物理機(jī)械性能及加工性能進(jìn)行對比研究,以期能為橡膠制品用戶使用環(huán)保型SBR提供調(diào)整加工工藝和加工配方的依據(jù)。1試驗(yàn)部分1.1可選用其他原料助劑SBR1500、SBR1500E、SBR1502E和SBR1712均為中國石油蘭州石化公司產(chǎn)品,SBR1712E和SBR1723為中國石油蘭州石化公司工業(yè)化試生產(chǎn)產(chǎn)品,SBR1502為中國石油吉林石化公司產(chǎn)品,其他原材料均為橡膠工業(yè)常用助劑。1.2促進(jìn)劑鋅制備試樣的基本配方為SBR100份(質(zhì)量,下同),氧化鋅5份,硬脂酸1份,硫黃1.75份,炭黑50份,促進(jìn)劑1份。制備試樣的設(shè)備和工藝均采用橡膠工業(yè)通用的設(shè)備和工藝,硫化條件均為溫度145℃、時間30min和壓力10MPa。1.3特性、物理和磨耗性能測試產(chǎn)物的數(shù)均分子量(MˉˉˉˉΜˉn)和重均分子量(MˉˉˉˉΜˉw)用美國Waters公司生產(chǎn)的Waters150C型凝膠滲透色譜儀測定,流動相為四氫呋喃,流速為1.0mL/min,測定溫度為30℃;微觀結(jié)構(gòu)用美國PerkinElmer公司生產(chǎn)的PE-983G型紅外分光光度儀測定;混煉膠的硫化特性用青島優(yōu)肯科技股份有限公司生產(chǎn)的UR-2030型橡膠流變儀按GB1233—1992測試;硫化膠的物理機(jī)械性能用臺灣高鐵電子儀器有限公司生產(chǎn)的AI-7000S型拉力機(jī)按GB528—1998測定,硬度用上海試驗(yàn)儀器總廠生產(chǎn)的LX-A型橡膠硬度測試儀按GB531—1999測定,磨耗性能用江都市明珠試驗(yàn)機(jī)械廠生產(chǎn)的MZ-4061型阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī)按GB1689—1989測試;加工性能用美國Alpha公司生產(chǎn)的RH2000型橡膠加工分析儀測試,頻率掃描溫度為60℃,應(yīng)變?yōu)椤?%。2結(jié)果與討論2.1分子量的分布從表1可以看出,SBR1500的MˉˉˉˉΜˉw和MˉˉˉˉΜˉn都比SBR1500E的高,二者的分子量分布基本相同。SBR1502E的MˉˉˉˉΜˉw比SBR1502高,而MˉˉˉˉΜˉn則比SBR1502低,分子量分布也比SBR1502寬。SBR1712E、SBR1712和SBR1723的MˉˉˉˉΜˉw、MˉˉˉˉΜˉn及分子量分布都基本相當(dāng)。2.2sbr2002e的結(jié)構(gòu)表征從表2可以看出,SBR1500E與SBR1500的反式-1,4-結(jié)構(gòu)、1,2-結(jié)構(gòu)、順式-1,4-結(jié)構(gòu)和結(jié)合苯乙烯量都基本相同。SBR1502E的反式-1,4-結(jié)構(gòu)和1,2-結(jié)構(gòu)均比SBR1502高,順式-1,4-結(jié)構(gòu)比SBR1502低,二者的結(jié)合苯乙烯量相近。SBR1712E、SBR1712和SBR1723的1,2-結(jié)構(gòu)和結(jié)合苯乙烯量基本相同,SBR1712的反式-1,4-結(jié)構(gòu)比SBR1712E和SBR1723稍高,SBR1712的順式-1,4-結(jié)構(gòu)稍低。2.3sbr132e與sbr142e的焦燒時間、正硫化時間及最小扭矩從表3可以看出,SBR1500E與SBR1500的焦燒時間、正硫化時間及最小和最大轉(zhuǎn)矩都基本相當(dāng)。SBR1502E與SBR1502的焦燒時間、正硫化時間及最小轉(zhuǎn)矩基本相同,SBR1502E的最大轉(zhuǎn)矩比SBR1502要高。SBR1712E和SBR1712的焦燒時間、正硫化時間及最小和最大轉(zhuǎn)矩基本相同,二者的焦燒時間和正硫化時間均比SBR1723短,而最小和最大轉(zhuǎn)矩均比SBR1723高。2.4sbr400e從表4可以看出,SBR1500E與SBR1500的硬度和300%定伸應(yīng)力比較接近,前者的拉伸強(qiáng)度比后者高近2MPa,SBR1500E的磨耗性能較好。SBR1502E與SBR1502的硬度、300%定伸應(yīng)力及拉伸強(qiáng)度等都基本相同。SBR1712E與SBR1712的拉伸強(qiáng)度、硬度及300%定伸應(yīng)力都基本相同,但均比SBR1723高,三者的扯斷伸長率和磨耗性能基本相當(dāng)。2.5開煉機(jī)加工性能在開煉機(jī)的混煉過程中,SBR1500E較SBR1500更易包輥,粉料易混入,炭黑添加完畢后前者的包輥性稍好,混煉膠片稍顯光滑,總體來說SBR1500E的開煉機(jī)加工性能稍好于SBR1500;SBR1502E較SBR1502更易包輥,粉料易混入,炭黑添加完畢后的混煉膠片更顯光滑。從圖1可以看出,在頻率0.5～25Hz內(nèi),SBR1500E的塑性比SBR1500要好,更易于加工;SBR1502E的塑性比SBR1502要好,更有利于加工;SBR1712E與SBR1712的滯后損失相同,加工性能基本相當(dāng),SBR1723的滯后損失比SBR1712E和SBR1712低,因此SBR1723具有更好的塑性,加工性能更好。3sbr14e較好a)SBR1500E與SBR1500的相對分子質(zhì)量及其分布、分子結(jié)構(gòu)及物理機(jī)械性能都基本相同,SBR1500E的塑性比SBR1500稍好。b)SBR1502E與SBR1502的相對分子質(zhì)量及其分布、分子結(jié)構(gòu)及物理機(jī)