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泰州科德橡胶机械-开炼机:MPU-混炼型聚氨酯橡胶

发布时间:2018-06-13 23:24:00 点击:    关键词:密炼机,捏炼机,开炼机,橡胶机械

泰州科德橡胶机械-开炼机2018年6月13日讯   研究硫化体系和补强填料对混炼型聚氨酯橡胶(MPU)性能的影响。结果表明:硫黄硫化体系MPU的物理性能较好,过氧化物硫化体系MPU的工艺性能及耐热性能、耐压变性能较好,MPU主要采用过氧化物硫化体系;沉淀法白炭黑对MPU的补强效果较好,气相法白炭黑MPU的拉断伸长率较大; 可用少量树脂SP600和锦纶短纤维增大MPU硬度。
    关键词:混炼型聚氨酯橡胶;硫化体系;补强填料;硫化特性;物理性能
    混炼型聚氨酯橡胶(MPU)最早出现于20世纪50年代,由美国橡胶公司(后为尤尼罗伊尔公司)等大型合成橡胶生产商研发制得,逐渐应用于橡胶工业,特别是轮胎工业。
    我国于20世纪60年代中期开始对MPU进行研究,山西省化工研究院最早开发出过氧化物硫化型MPU(牌号HA-1),其后不断推出各种牌号及性能的MPU。
    MPU除具有一般聚氨酯橡胶(PU)优异的耐磨性能、耐溶剂性能、耐寒性能及高强度特点外,还可采用传统的橡胶加工工艺来制造制品,这是MPU最大的特点。但是,到目前为止,我国PU仍以浇注型和热塑型为主,MPU的应用仍然较少。本工作通过对比不同硫化体系和补强填料对MPU性能的影响,为MPU更广泛应用提供借鉴经验。
    1· 实验
    1.1 原材料
    MPU,牌号SW70,密度1.06 kg·cm-3,门尼粘度[ML(1+4)100 ℃]46;过氧化物DCP;不溶性硫黄,山西长治化工厂产品;沉淀法白炭黑,牌号VN3;炭黑N220和气相法白炭黑(牌号M-5)。
    1.2 试验配方
    MPU,100;增塑剂NB-7,2~5;硬脂酸,1;偶联剂Si69,2;促进剂DM,6;硫黄或过氧化物DCP,2;补强填料,变品种、变量。
    1.3 主要设备与仪器
    XK-160型开炼机400×400平板硫化机;RC2000型无转子硫化仪和T2000E型拉力试验机。
    1.4 试样制备
    胶料混炼在XK-160型开炼机上进行,加料顺序为:生胶包辊→增塑剂、硬脂酸、促进剂→补强填料→硫化剂。硫化在400×400平板硫化机上进行,硫化条件为:温度160 ℃,压力15 MPa,放气2次。
    1.5 性能测试
    硫化特性和物理性能均按相应国家标准测试。
    2 ·结果与讨论
    2.1 硫化体系对胶料性能的影响
    硫黄硫化体系和过氧化物硫化体系对MPU性能的影响如表1所示。从表1可以看出,与硫黄硫化体系MPU相比,过氧化物硫化体系MPU工艺性能较好,表现为转矩小、焦烧时间长。
    从表1可以看出,与过氧化物硫化体系MPU相比,硫黄硫化体系MPU的物理性能较好,尤其是拉伸强度较高,这主要是由于硫黄硫化体系MPU的交联键以多硫键为主。但是,由于多硫键的键能远低于过氧化物硫化形成的碳-碳键的键能,故硫黄硫化体系MPU的耐热性能和耐压变性能较差,硫化时间过长会出现硫化返原现象。
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    2.2 补强填料对胶料性能的影响
    2.2.1 陶土
    陶土是含有铁质的塑性良好的粘土,主要成分为蒙脱石和高岭土,近年来广泛用作橡胶补强填料,以降低橡胶制品的成本。陶土对MPU硫化特性的影响如表2和图1所示。从表2和图1可以看出,添加30份陶土后,MPU不起硫。这是由于陶土对促进剂具有较强的吸附作用,致使胶料中促进剂失效,胶料不起硫。
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    2.2.2 白炭黑和炭黑
    从理论上而言,气相法白炭黑对橡胶的补强效果优于沉淀法白炭黑,但气相法白炭黑粒径较小、质轻、易飞扬,在混炼过程中不易混炼均匀,同时偶联剂对其补强有较大影响,因此气相法白炭黑的实际补强效果不理想。
    沉淀法白炭黑和气相法白炭黑对MPU物理性能的影响如表3所示。从表3可以看出,与气相法白炭黑MPU相比,沉淀法白炭黑MPU的硬度、300%定伸应力和拉伸强度较大,拉断伸长率较小。
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    炭黑N220和沉淀法白炭黑对MPU物理性能的影响如表4所示。从表4可以看出,炭黑N220 MPU的300%定伸应力较大,沉淀法白炭黑MPU的拉伸强度和拉断伸长率较大。这是由于与炭黑N220相比,沉淀法白炭黑比表面积较大,与橡胶分子相互作用产生的结合胶越多,胶料的强度较高。   密炼机,密炼机厂家,捏炼机,开炼机,橡胶机械
    2.2.3 其他补强填料
    以提高MPU硬度、保持MPU拉伸强度和拉断伸长率为目的,采用树脂SP600和锦纶短纤维对MPU进行补强,结果如表5所示。从表5可以看出,加入树脂SP600和锦纶短纤维,MPU的硬度大幅增大,300%定伸应力和拉伸强度大幅减小。因此,在MPU中不宜添加过量的树脂SP600;锦纶短纤维与MPU未发生结合,可对其活化处理以达到在提高MPU硬度的同时,降低拉伸强度和拉断伸长率的下降幅度。
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    3· 结论
    (1)硫黄硫化体系MPU的物理性能较好;过氧化物硫化体系MP的加工性能较好,同时耐热性能和压变性能较好。MPU主要采用过氧化物硫化体系。
    (2)白炭黑补强MPU的效果优于炭黑;沉淀法白炭黑MPU的300%定伸应力和拉伸强度高于气相法白炭黑,气相法白炭黑MPU的拉断伸长率较大。
    (3)MPU不宜采用陶土作补强填料,可用少量树脂SP600和锦纶短纤维增大MPU硬度。
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