硫化返原对NR硫化胶结构与性能的影响黄琛，范汝良,张隐西(上海交通大学高分了材料研究所，上海200240)摘耍:研究了硫化返原对NR硫化胶的结构和性能的影响。采用化学探测剂脱硫的方法，测定了硫化返原过程中NR的交联密度和交联键分布的变化情况,结果证实了硫化返原的机理:测定了不同温度卜•随着硫化时间的延长NR力学性能的变化规律以及在硫化期和返原期的动态性能。结果农明•动态牛热引起返原，反过來返原导致损耗模量增大，这是轮胎破坏的重耍原因。关键词:NR;硫化返原;交联密度:化学探测剂中图分类号:TQ33O.1+3文献标识码:A文章编号:l()0()-890X(20()r)02-()()69-06NR具有良好的力学性能、加工性能和耐疲劳性能,但在硫化过程中会出现不同程度的返原现象，即随着硫化时间的延长，硫化胶的力学性能达到最人值后逐渐下降,这种变化随着温度的提高而加剧。特别是采用普通硫黄硫化体系时，硫化返原最为明显，硫化返原现象始终闲扰着工业界。Morrison等⑴研究了硫化返原的机理，认为返原是由于多硫键在高温下不稳定，一方面失去部分硫原子，形成键能较高的双硫键和单硫键;另一方面断裂形成改性上链，导致总交联密度下降。可以认为结构的变化是导致硫化胶性能卜-降的主要因素。仅考虑总交联密度不足以说明整个硫化胶的网络特征,60年代人们用化学探测剂來研究NR硫化胶的网络特征，取得了满意的结果,Saville和Watson⑵对此作了总结。化学探测剂是以冇效的方式同特殊网络结构反应，均匀地导入网络中，而且在完成化学反应后可以较容易地提収掉而不发生副反应的分析试剂。例如:异内硫醉能彼坏多硫键，而双硫键和单硫键则原封不动；正己硫醇能同时破坏多硫键和双硫键,保留单硫键;氢化钾一铝可破坏双硫键和多硫键,保留单硫键；甲基碘专门破坏单硫键。化为探测剂与平衡溶胀法相结合可以得到各类交作者简介潢琛(1974-)，男，湖北钟祥人，上海交通大学硕士研究生,主耍从事载重子午线轮胎配方研究工作。联键的密度。木研处以此为棊础，研究硫化返原过程中NR硫化胶的结构和性能的变化，以及两者之间的关系。1实验1.1原材料NR，牌号SCR-5，海南农星橡胶厂产品；防老剂4020,□木钟渊化学株式会社产品；哌噪，分析纯，上海五联化工厂产品;癸烷，分析纯,□本进口产品；止己硫醇，分析纯，瑞士FlukaAG公司产品;异丙硫醇,化学纯，上海白鹤化工厂产品;止庚烷，分析纯，上海化学试剂研究所产品;其它为橡胶工业常用助剂。12试验配方和仪器设备试验配方如表1所示。试验采用的仪器设备:QLB-D型平板硫化机，湖州橡胶机械厂产品;ODR-2000型硫化表1试验配方份纽分普通硫黄硫化体系(CV)半有效硫黄硫化体系(SEV)NR100100炭黑N33O5050氧化锌5.()5.()硬脂酸2.()2.0防老剂40202.02.0硫黄2.51.2促进剂CBS0.81.2仪，孟山都公司产品；SK160A型开放式炼胶机，上海橡胶机械厂产品;Instn)ir4467型拉力机,Instron公司产品;DMA-7E型动态性能分析仪,PE公司产甜。13混炼工艺将各组分按基本配方4倍的用量在450mmX450mm双辗开炼机上进行混炼。加料顺序为:NR--------1/2炭黑N33O--------氧化锌、硬脂酸、防老剂4020和促进剂CBS—1/2炭黑左右3/4割刀各3次—左右3/4割刀各3次MO--------------------------硫黄一赢玉——下片。排胶温度控制在85°C以下,并停放24ho1.4性能测试硫化111!线测定：采用ODR・2000型硫化仪测定2种胶料的硫化Illi线，试验条件为：140°CX60min,150°CX60min,160°CX45min,170°CX30min和180°CX20min。力学性能测试:采用平板硫化机将混炼胶在()〜120min范围内取点进行硫化，硫化温度分别为130,150,170和200°C,按GB/T528—92标准进行力学性能测定。动态力学性能测试:釆用DMA-7E型动态性能分析仪,在不同温度下测试2种胶料的硫化期和返原期的动态性能。试样硫化温度分别为150和170°C,硫化时间分别为“0和SoX10,试样直径为6mm,高度为1()mm。测试条件为：采用压缩模式，频率11Hz,静态应力1.45XI05Pa,动态应力1.21X105Pa,温度范围-8()〜100°C,升温速率3°Cmin-1。15交联密度及各类交联键分布的测定以150°CH寸2种胶料的硫化曲线作参考，选取饥、/90、最高点和返原期的2个时间点共5个时间点，以此在硫化仪上硫化到预...