铁系高乙烯基聚丁二烯橡胶的性能研究

第ｌ０卷第３期　辽宁师专学报　Ｖ０１．１０　Ｎｏ．３　２　００８年９月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｔｅａｃｈｅｒｓ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　Ｓｅｐ．２　０　０　８　【实验技术研究】　铁系高乙烯基聚丁二烯橡胶的性能研究　陆　彪　（锦州石化公司研究院，　辽宁锦州１２１００１）　摘　要：铁催化剂可获得高乙烯基（含量＞８Ｏ％）聚丁二烯橡胶（ＨＶＢＲ），其混炼行为良好，但必需填加适　量的加工油，才能得到理想的硫化胶性能．ＨＶＢＲ硫化胶拉伸强度、撕裂强度以及热老化性能等与ＭＶＢＲ或　ＳＳＢＲ相当，但其抗湿滑性能优于后者．ＨＶＢＲ／ＮＲ硫化胶不仅具有良好的强伸和撕裂性能，而且具有高抗湿　滑性、低生热、低滚动阻力以及良好的耐磨性．　关键词：铁催化剂；乙烯基聚丁二烯；硫化胶；共混胶；物理机械性能　中图分类号－ＴＱ３３０．７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—５６８８【２００８）０３—００９８—０３　乙烯基聚丁二烯橡胶（ＶＢＲ）因其优良的抗湿滑性能和较低的滚动阻力而受到轮胎行业的关注．ＶＢＲ可　用锂、钼、铁、钴、钛等各种催化剂进行聚合　Ｊ，研究发现其湿滑性能随乙烯基（或ｌ，２含量）的增加而提　高　．通过对铁催化剂体系进行改进，不仅把以往只能在低温下进行的聚合反应提高到７０～１００℃，可以　获得高乙烯基聚丁二烯橡胶（ＨＶＢＲ），而且解决了ＨＶＢＲ微观结构随温度、催化剂配比等聚合条件变化而　变化以及溶剂毒性等问题．本文对在中试中得到的６个高乙烯基（＞８０％）ＨＶＢＲ的生胶性能、硫化胶性能以　及热老化性能进行研究，并与钼系ＶＢＲ（ＭＶＢＲ）以及溶聚丁苯橡胶（ＳＳＢＲ）性能进行对比．同时鉴于胎面胶　多以ＢＲ与天然橡胶（ＮＲ）共混胶制作，因此本文研究ＨＶＢＲ与ＮＲ以１：１质量之比共混，研究共混胶的性　能，并与钼系ＶＢＲ（ＭＶＢＲ）以及溶聚丁苯橡胶（ＳＳＢＲ）分别与ＮＲ的共混胶进行对比．　１实验部分　１．１　原材料　实验所用ＨＶＢＲ均为锦州石化公司中试样品，ＭＶＢＲ由青岛科技大学提供，ＳＳＢＲ系兰化产品，各　种配合剂均为市售品，补强剂为抚顺碳黑厂生产的高耐磨炉黑Ｎ３３０．　１．２　实验配方及混炼条件　胶样均采用如下配方（质量比）：生胶１００，硬脂酸２，氧化锌４，促进剂（ｃｚ）ｏ．８，防老剂（ＲＤ）１，硫磺１．５，　高耐磨碳黑（Ｎ３３０）５０．　混炼均在　１６０　ｉｌｌｍ×３２０　ｍｍ实验室用双辊开炼机上进行，辊温约５０～７０℃．　试样采用２５　ｔ电热平板硫化机，在１５０℃和１０　ＭＰａ压力下硫化１５　ｍｉｎ或１６　ｍｉｎ．　１．３　性能测试　门尼粘度用无锡产ＭＶ２—９０Ｅ型门尼黏度仪在１００℃下，按国标规定测试；硫化特性采用无锡产　ＭＤＲ～２０００Ｅ型硫化仪在１５０℃下测定；粘弹性能用法国ＭＥＴＲＡＶＩＢ公司产ＭＡＫ一０４粘弹谱仪测定；　硫化胶抗侧滑性能按ＧＢ／Ｔｌｌ２０８—８９规定分别在干态及湿态下测定摩擦系数　，并以镍顺丁橡胶（ＮｉＢＲ）　值为１００计算所测胶样的干、湿滑指数；热空气老化采用大连产８０２型老化箱，在１００℃下令样品老化　２４　ｈ后，按ＧＢ／Ｔ３５１２—２００１规定测定有关性能；其他各项性能均按国标规定测试．　２结果与讨论　２．１生胶及硫化胶性能　２．１．１　生胶性能　胶样的生胶性能见表１（见９９页）．由表１结果可知，聚合得到的ＨＶＢＲ乙烯基含量都高于８０％，而且尽管　Ｆ１、Ｆ４、Ｆ５和Ｆ６四个样品的特性粘数叩并不高，但它们的门尼黏度ＭＬ却与叩较高的Ｆ２和Ｆ３胶样相当或更　高，且它们的ＭＬ　比值都很高，从而表明这些胶样的分子链中可能存在相当数量的长链支化结构．　收稿日期：２００８一Ｏ７—２０　作者简介：陆彪（１９７０一），男，辽宁锦州市人，工程师，主要从事橡胶合成方面研究　陆　彪　铁系高乙烯基聚丁二烯橡胶的性能研究　９９　２．１．２硫化胶物理机械性能　未充油和充油后的硫化胶性能分别见表２、表３　表１生胶性能　表２未充油硫化胶性能　表２结果表明，除ＳＳＢＲ外，其他　表３充油后（１０份三线油Ｊ硫化胶性能　硫化胶的拉伸性能都很不理想，这可能　与ＨＶＢＲ生胶弹性较大、碳黑难以均匀　分散、强度和伸长率都很低、硬度较高　有关．填充芳烃类加工油后，提高了胶　的塑性，改善碳黑在橡胶中的分散性，　增加二者之间的相互作用，即增加了碳　黑对橡胶的补强能力．　表３结果表明，填加１０份三线油不　仅提高了硫化胶的拉伸强度（Ｆ６略有下　注：ＳＳＢＲ未充油．　降），也增加了扯断伸长率和撕裂强度，　硬度有所　表４抗湿滑性能　降低．　２．１．３抗湿滑性能　表４结果表明，ＨＶＢＲ在干态条件下的摩擦　系数以及干滑指数与ＳＳＢＲ差别并不大；但在湿　态条件下，则明显都优于ＳＳＢＲ．　２．２共混胶的性能　２．２．１硫化胶物理机械性能　注：干湿滑指数均以镍顺丁橡胶相应结果为１００计，下同　由表５结果发现，尽管共混硫化　表５未充油硫化胶的物理机械性能（１５０℃Ｘ　１０　ａｒｉｎ）　胶的撕裂强度较高，但是除ＳＳＢＲ／　ＮＲ外，其他共混胶样的拉伸强度和　伸长率都很低，硬度和３００％定伸应　力较高；从回弹性结果可以看出，　ＨＶＢＲ／ＮＲ和ＭＶＢＲ／ＮＲ值都高于　ＳＳＢＲ　Ｒ．为此，本研究给共混胶填　加了６份芳烃油，充油后的共混硫化　表６充６份三线油后硫化胶的物理机械性能（１５０℃ｘ　１０　ｒａｉｎ）　胶的性能见表６．　由表６结果可以明显看出，充油后　共混硫化胶的拉伸强度和伸长率都得到　明显提高，无论ＨＶＢＲ／ＮＲ或是　ＭＶＢＲ／ＮＲ，它们的拉伸强度都可以接　近或超过１９　ＭＰａ，与ＳＳＢＲ／ＮＲ值相　当．ＨⅥ　／ＮＲ的撕裂强度优于ＭｖＢ列　注：ＳＳＢＲ／ＮＲ未充油　ＮＲ，但二者都较ＳＳＢＲ／ＮＲ低．　２．２．２　动态力学性能　表７（见１００页）结果表明，ＨＶＢＲ／ＮＲ和ＭＶＢＲ／ＮＲ的生热值都低于ＳＳＢＲ／ＮＲ；磨耗减量一般略高　于后者；无论在干态或湿态下，两种催化体系的ＨＶＢＲ／ＮＲ摩擦系数和侧滑指数基本都高于ＳＳＢＲ／ＮＲ，　１００　辽宁师专学报　２００８年第３期　表明乙烯基聚丁二烯橡胶具有更为优良的抗湿滑性能．　３　结论　（１）铁催化剂获得的高乙烯基含量　表７硫化胶的动态力学性能　（＞８０％）聚丁二烯橡胶（ＨＶＢＲ）混炼　行为良好，但必需填加适量的加工油，　才能得到理想的硫化胶性能．　（２）ＨＶＢＲ硫化胶拉伸强度、撕裂强　度以及热老化性能等与ＭＶＢＲ或ＳＳＢＲ　相当，但其抗湿滑性能优于后者．　（３）ＨＶＢＲ／ＮＲ硫化胶不仅具有良　好的强伸和撕裂性能，而且具有高抗湿滑性、低生热、低滚动阻力以及良好的耐磨性　参考文献：　［１］李宗群，译．各种乙烯基含量的聚丁二烯［Ｊ］．合成橡胶译丛，１９８ｏ，１（２）：１３１～１４４．　［２］章哲彦，陈启儒，张洪杰，等．中乙烯基聚丁二烯橡胶一铁胶的合成［Ｊ］．合成橡胶工业，１９８２，５（５）：３７８．　［３］刘亚东，张新惠，宋宏，等．钼催化１，２一聚丁二烯的结构与性能［Ｊ］．合成橡胶工业，１９８３，６（５）：３６９．　［４］陈启儒，刘亚东．铁催化体系中乙烯基聚丁二烯橡胶的性能［Ｊ］．合成橡胶工业，１９８３，６（６）：４７３．　［５］王松波，张新惠，赵东明．羧酸钼体系１，２一聚丁二烯橡胶的结构与性能［Ｊ］．合成橡胶工业，１９８４，７（３）：２１５．　（责任编辑王心满，于海）　（上接６页）　∑（ｚ　一　）（　一．歹）　Ｐ＝—＿＝＝＝兰　＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝０．０６３８６３６　√∑（ｚ　一　）　∑（　一歹）。　（３）完成以上过程后，由教师通过黑板或课件为载体讲授定积分定义内容，即实施“立体化”教学模式的　“ｚ轴”模块．　总体来看，“立体化”教学模式的基本特点体现了“问题性、过程性、能动性、独立性、超前性、参与性、边　研究、边实践”［５］，强调将实践与研究融入到教学过程中，而传统教学方法根本无法在较短的时间内完成，“立　体化”教学方法不仅能解决传统教学方法无法解决的问题，而且快捷、准确、有效，优化教学体系，积极推动　研究性教学，提高学生的创新能力．　５“立体化”教学模式的意义　推动建立“立体化”教学模式主要从现代教学实践的制度化特征人手，着眼于教学程序、手段的变革与重　建，赋予大学生更多自我选择、自我提高的广阔空间，调动大学生自主学习、奋发成才的积极性，充分体现个性　化、人性化的教育理念．同时，构建教师教学激励机制，尊重教师的个性风格与独创精神，建立以研究为基础的　教学模式，包括研究性课堂教学、研究性实践教学、研究性课外教学和研究与创新活动、研究性教学评价．　“立体化”教学模式既是教学体系自身发展与完善的内驱力的保障，也影响和渗透甚至激活着“立体化”　教学方法的不断发展、完善，为进一步提高数学教学质量，就必须全面、准确地认知它的核心价值．通过构建　“立体化”教学模式可有效地使学生的学习兴趣、教学效率、教学质量得到较大提高．　参考文献：　［１］吴薇．大学学习在中国：回顾与展望［Ｊ］．高教探索杂志，２００７，（３）：３２—３４．　［２］赵静．数学建模与数学实验［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００１．　［３］苟飞．Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ实例教程［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２０００．　［４］李尚志．数学实验［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００４．　［５］高桂娟．研究性学习中的师生关系探论［Ｊ］．现代大学教育杂志，２００７，（１）：３３—３５．．　［６］上海证券交易所．大通证券集成版［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｓｔｏｃｋ．ｃｏｒｎ．１２１１，２００８—０８—１０．　（责任编辑任冬，于海）