納米碳酸鈣在改性聚硫橡膠中的應(yīng)用
引言
聚硫橡膠，是含有硫原子的特種合成橡膠的總稱(chēng)，是脂肪烴、醚類(lèi)等的二鹵衍生物或它們的混合物和堿金屬、堿土金屬的多硫化物的縮聚物。根據(jù)所用原料和它們的比例的不同，可以得到各種堅(jiān)韌的塊狀、粉狀或黏稠狀液體物質(zhì)，不溶于油類(lèi)和各種溶劑，在二硫化碳中稍溶脹，不因氧、臭氧和日光等作用而發(fā)生變化，透氣性小，拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率較低，需加人炭黑補(bǔ)強(qiáng)。由于其耐油性強(qiáng)，主要用于制造各種耐油橡膠制品。
改性聚硫橡膠與普通聚硫橡膠相比具有成本低、黏接強(qiáng)、與溶劑相溶性好等優(yōu)點(diǎn)。納米級(jí)碳酸鈣相對(duì)于普通微米級(jí)碳酸鈣來(lái)說(shuō)，具有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子效應(yīng)等特性，從而能夠產(chǎn)生微米級(jí)碳酸鈣不具備的優(yōu)異性能。據(jù)報(bào)道，碳酸鈣粒徑在10—100nm之間，對(duì)橡膠、塑料等具有補(bǔ)強(qiáng)作用；粒徑在5～20nm之間，其補(bǔ)強(qiáng)效果與白炭黑相當(dāng)。納米碳酸鈣可以部分或大部分替代價(jià)格昂貴的炭黑和白炭黑作補(bǔ)強(qiáng)填料，適宜在淺色橡膠制品中應(yīng)用。本試驗(yàn)通過(guò)調(diào)節(jié)納米硫酸鈣在改性聚硫橡膠中比例，來(lái)考察其對(duì)密封膠性能的影響。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
JM一616(改性聚硫橡膠，駐馬店金卯橡膠廠)；二丁酯；納米碳酸鈣(山東海澤納米材料廠)；普通重質(zhì)碳酸鈣；酚醛樹(shù)脂；硬脂酸等。
1.2 試驗(yàn)儀器
JPL一2500N型電子拉力機(jī)(江都市精誠(chéng)測(cè)試儀器廠)；三輥研磨機(jī)(福建永春輕工機(jī)械廠)；電子天平(0.1g)；干燥箱；調(diào)膠工具；制拉力塊模具等。
1.3 改性聚硫密封膠的制備
1.3.1 基礎(chǔ)配方
A組分：JM一616，20％；二丁酯，24％；酚醛樹(shù)脂，2％；硬脂酸，0.5％；碳酸鈣，53.5％。B組分：碳酸鈣為納米碳酸鈣(納米鈣)與普通重質(zhì)碳酸鈣總和。按納米鈣含量的由低到高配置6個(gè)A組分：1，0％；2，10％；3，20％；4，30％；5，40％；6，53.5％。
1.3.2 試驗(yàn)方法
按照配方比例將各種原材料混合均勻，經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨三遍，包裝備用。密封膠的配制：將A組分與B組分按10：1的比例充分混合均勻，然后填入準(zhǔn)備好的拉力塊模具中，每組三塊，剩余部分觀察活性期。將做好的拉力塊室溫放置1d，待整體固化后放入80℃干燥箱放置8h取出，待拉力塊完全冷卻后做拉伸黏接實(shí)驗(yàn)。
2 結(jié)果與分析
2.1 納米鈣對(duì)下垂度的影響
表1不同含量納米鈣對(duì)密封膠下垂度的影響
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樣品號(hào) |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
6# |
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納米鈣含量/% |
1 |
10 |
20 |
30 |
40 |
53.5 |
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結(jié)果 |
流淌 |
稍下垂 |
不下垂 |
不下垂 |
不下垂 |
不下垂 |
2.2 納米鈣對(duì)拉伸黏接性能的影響
表2不同含量納米鈣對(duì)密封膠拉伸黏接性能的影響
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樣品號(hào) |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
6# |
|
拉伸強(qiáng)度/MPa |
0.49 |
0.61 |
0.63 |
0.67 |
0.70 |
0.71 |
|
伸長(zhǎng)率/% |
633 |
598 |
547 |
508 |
418 |
364 |
2.3 納米鈣對(duì)密封膠活性期的影響
在室溫10℃左右測(cè)量密封膠活性期，結(jié)果見(jiàn)表3。
表3不同含量納米鈣對(duì)密封膠活性期的影響
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樣品號(hào) |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
6# |
|
活性期/h |
10.5 |
8 |
6 |
4.4 |
3.7 |
3.1 |
3 結(jié)論
納米碳酸鈣可以部分或大部分替代價(jià)格昂貴的炭黑和白炭黑作補(bǔ)強(qiáng)填料，對(duì)改性聚硫橡膠具有較強(qiáng)的補(bǔ)強(qiáng)效果。納米鈣在改性聚硫橡膠用量20％左右最好，這使得密封膠具有很好的拉伸黏接性能，不下垂且黏度不大，施工性能良好。
作者：張用偉.翟紅然(1．河南化工職業(yè)學(xué).院.應(yīng)用化學(xué)系.河南.鄭州.450042；2．河南駐馬店農(nóng)業(yè)學(xué)校教務(wù)處.河南.駐馬店.463001)
來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)
