稀土顺丁橡胶的基本性能研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇稀土顺丁橡胶的基本性能研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

[摘 要]在上世纪六十年代，我国就有单位系统的研究了Nd-BR的加工工艺、聚合以及性能等，近年来，国内外对于其研究越来越多，本文分析了我国的稀土顺丁橡胶的基本性能，并将其和国外生产的稀土顺丁橡胶以及镍系顺丁橡胶进行了比较，结果证明，我国的稀土顺丁橡胶和炭黑在结合性方面要比镍系顺丁橡胶好，在硫化速率方面要比另两种好，在不同方面都具有其优势。

[关键词]稀土顺丁橡胶、基本性能、研究

中图分类号：TQ333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0011-01

稀土顺丁橡胶有其优势，如线型好、规整度高、自豁性好等，具有较好的力学性能及加工性能，和传统的锂、钴、钛系顺丁橡胶以及镍系的顺丁橡胶相比，其具有更好的抗疲谛浴⒛湍バ砸约澳屠匣性，在滚动阻力以及生热方面也具有优势，这与现代子午线轮胎用胶要求相适应，可以满足要求中对牵引、安全、滚动阻力以及耐用等方面的要求。这也让稀土顺丁橡胶在轮胎制造业中可以取代其他的顺丁橡胶品种。参考前人研究，经过了大量的稀土顺丁橡胶研究，在改造后的镍系顺丁橡胶装置上实现了稀土顺丁橡胶的工业化生产。

1、试验部分

在实验中的原材料有NdBR-D、NdBR-F、NiBR，其中NdBR-D及 NiBR是独山子实话公司乙烯厂出产的；NdBR-F来自于德国lanxess公司；其他的都是橡胶工业中经常使用的助剂。试样制配上，基本配方是100质量份顺丁橡胶，2份硬脂酸，3份氧化锌，60份工业参比炭黑，15份环烷油，1.5份硫磺，还有0.9份的促进剂TBBS。在试验中采用的是两段混炼。

2、微观结构、相对分子质量及其分布

经研究证明，稀土顺丁橡胶-D的顺式-1，4-结构含量高于NiBR以及NdBR-F；NiBR中乙烯基含量要比NdBR-D以及NdBR-F产品中的要多，这说明镍系顺丁橡胶的链结构步入稀土顺丁橡胶，稀土顺丁橡胶结构要更为规整。分析GPC结果可知，NdBR-D以及NdBR-F中的数均分子量、重均分子量都比镍系顺丁橡胶中相应的含量要多；NdBR-D和NdBR-F进行比较，在分子量分布方面，NdBR-D要更宽，这和镍系顺丁橡胶差不多。

3、混炼加工性能及硫化特性

将NdBR-D、NdBR-F、NiBR放入密炼机进行混炼，经过一段时间，三者在转矩曲线的变化情况上一样，当加入黑炭后，转矩就发生了明显的变化，曲线变化升高，之后开始下降，逐渐进行平缓区[1]。NiBR混炼时最高转矩最小，NdBR-F的最高转矩最大，NdBR-F和NdBR-D在放入黑炭后最高转矩要超过镍系顺丁橡胶，这可以看出稀土顺丁小脚的生胶比较硬，在剪切上较为困难，这是因为其相对分子质量较大。在混炼中，镍系顺丁橡胶及NdBR-D在最高温度上差不多，都比NdBR-F要低，三者在排胶结团性方面都比较优异。

NdBR-D混炼胶和生胶的门尼豁度之间差距较大，差值最大的就是NdBR-F，从此可以看出，NdBR-D以及NdBR-F和黑炭的结合性更好；镍系顺丁橡胶在应力弛豫面积比较小，要比NdBR的小。NdBR-D以及NdBR-F在ML上要比镍系顺丁橡胶大，这说明稀土顺丁橡胶在测试温度下的流动性不如镍系顺丁橡胶，这也和混炼胶门尼豁度所反映的情况相适应。

NdBR-D的t1和镍系顺丁橡胶基本上是一样的，时间都比NdBR-F长；在t90上，NiBR以及NdBR-F要比NdBR-D稍长，这说明NdBR-D的硫化速率要更快。

4、力学性能及老化性能

在拉伸强度方面，NdBR-D以及NdBR-F要比镍系顺丁橡胶的更好一些，在NdBR-D以及NdBR-F中，在定伸应力为百分之三百时，更好的是NdBR-D，这和镍系顺丁橡胶差不多；这三者在扯断伸长率方面都没有什么差别；NdBR-D以及NdBR-F在撕裂强度上差不多，都比镍系顺丁橡胶的撕裂强度要高；NdBR-D在硬度方面较为优异。这三者经过老化后，无论是在拉伸的强度还是扯断伸长率上都出现了下降的情况，经对比，镍系顺丁橡胶的下降率是最大的，而NdBR-D以及NdBR-F的耐老化性能较好。在耐磨性上，NdBR-D和NdBR-F想不多，都要比镍系顺丁橡胶要耐磨，这是因为稀土顺丁橡胶的结构是超高顺式的[2]。除此之外，在压缩生热性能方面，NdBR-F和NdBR-D产不多，要比镍系顺丁橡胶好；在回弹性方面，NdBR-F要比NdBR-D高，镍系顺丁橡胶要比NdBR-D的回弹性好；在耐屈挠性方面，NdBR-F和镍系顺丁橡胶不如NdBR-D。

5、动态力学性能

当处于高弹状态下，NdBR-D、NdBR-F、NiBR产品的E'基本上一样，当低于玻璃化转变温度情况下，NdBR-D的E'要更高一些，这说明其弹性以及弛豫强度上都较为优异。

如图1所示，根据Tan的峰高能够体现出橡胶的弛豫特性，当峰值变高，链段弛豫转变的难度也就随之增加，就会需要越来越多的能量[3]。从图中可以得知镍系顺丁橡胶的峰值是最高的，它的链段的弛豫转变相应的也是难度最大的。温度不同情况下的tan也可以体现出橡胶的滚动阻力情况和抗湿滑性情况，在温度为0时，其是最高的，这说明橡胶的抗湿滑性很好；温度在60摄氏度以下，tan也就越低，那么其滚动的阻力也随之较低。可以看出NdBR-D和NdBR-F产品的峰值在温度是0摄氏度以及60摄氏度情况下，都比镍系顺丁橡胶的峰值要低，这说明镍系顺丁橡胶的抗湿滑性要比稀土顺丁橡胶更好，但是在阻力方面，则稀土顺丁橡胶更小。当温度为0摄氏度时，NdBR-D的峰值相比于NdBR-F要稍微高出一些，在60摄氏度时，二者的峰值差不多，这说明在抗湿滑性能上，要比进口的稀土顺丁橡胶更加好一些，这也和二者的重均分子量和数均分子量之间的比值有关系。

6、结论

NdBR-D和稀土顺丁橡胶相比，在链结构上更加规整，相对的分子质量也更好；稀土顺丁橡胶混炼胶和镍系顺丁橡胶相比，要想提升硫化速率，可以通过和炭黑组合来实现，还可以提升排胶结团性；NdBR-D和镍系顺丁橡胶相比，在耐老化性能以及力学性能方面都要比镍系顺丁橡胶更好，其拉伸强度较为优异，具有百分之三百的定伸应力，硬度也要比NiBR更好[4]。和镍系顺丁橡胶相比，稀土顺丁橡胶在一些因素上要更具优势，如回弹性、压缩生热性能、耐屈挠性以及耐磨性方面。镍系顺丁橡胶在抗湿滑性上要略微优于NdBR-D，但是其抗湿滑性和NdBR-F相比，还是较好的；在滚动阻力方面，NdBR-D和NdBR-F差不多，要比镍系顺丁橡胶小。

参考文献

[1] 张新慧，李柏林，蔡洪光，等.癸酸钕顺丁橡胶扩试胶样的性能[J].应用化学.2012 （12）.

[2] 王雁冰，黄志雄，张联盟.DMA在高分子材料研究中的应用[J].国外建材科技.2014（2）.