下载文档原格式
影响多元协效阻燃聚氯乙烯/粉末丁腈橡胶热塑性弹性体性能的因素来源:中国化工信息网 2006年10月10日聚氯乙烯(PVC)和粉末丁腈橡胶(PNBR)具有很好的相容性。
PVC/PNBR共混型热塑性弹性体具有橡胶状外观和手感，在低温下比较柔软，撕裂强度较高，永久变形小，耐磨性好，在油或溶剂中的溶胀程度低，耐抽出性能优异，可以在很多场合用来代替橡胶。
但是PVC/PNBR共混型热塑性弹性体常因其中需要加入小分子酯类增塑剂而导致其阻燃性能大大降低，影响了它的使用。
目前不断有关于弹性体阻燃和软质PVC多元协效阻燃的文献报道。
本工作选用氢氧化镁(MH)作阻燃剂，三氧化二锑(Sb2O3)、硼酸锌(ZB)和七钼酸铵(AOM)为阻燃协效剂，研究了影响多元协效阻燃PVC/PNBR共混型热塑性弹性体性能的各种因素，以探寻一种适合于此共混体系的阻燃协效配方。
1 实验部分1.1 原材料PVC：牌号SG-3，常州江东化工有限公司生产。
邻苯二甲酸二辛酯(DOP)：工业品，南京金陵石化公司化工一厂生产。
三盐基硫酸铅(3PbO)、二盐基亚磷酸铅(2 PbO)、硬脂酸钡(BaSt)、硬脂酸铅(PbSt)均为工业品，南京金陵化工厂生产。
硬脂酸(SA)：工业品，南京油脂化工厂生产。
石蜡：规格56度，辽宁锦西化工总厂生产。
PNBR：牌号P 83，美国Goodyear公司生产。
MH：(1)进口产品，商品名Magnifin，牌号H5，H7，H10，H5A，H5C，H5 MV，雅保化工(上海)有限公司提供；(2)国产，1000目，苏州南方工程材料五金厂生产。
Sb2O3：工业品，湖南益阳锑制品厂生产。
ZB：工业品，上海自新化工橡塑有限公司生产。
AOM：工业品，上海浦东兴邦化工发展有限公司生产。
1.2 设备及仪器双辊筒塑炼机：型号SK-160 B，上海橡胶机械厂生产。
25 t平板硫化机：型号QLB-350×350×2，上海第一橡胶机械厂生产。
第49卷第5期辽 宁化工\/〇1.49，No.5 2020 年 5 月___________________________Liaoning Chemical I n d u s t r y_____________________________May,2020 XNBR/P V C共混胶的性能研究张奎(无锡市兰翔胶业有限公司，江苏无锡214171)摘要：丁腈橡胶（NBR)与聚氯乙烯（PVC)共混合金是橡塑共混体系中一类重要的共混体系，N B R和P V C都属于极性聚合物，相容性较好，因此这种体系被广为研究和应用。
但共混后制备混炼胶制品弹性较差，不能满足特殊条件下对弹性有要求工况的使用。
羧基丁腈橡胶（X N B R)由丁二烯、丙烯腈和有机酸（丙烯酸、甲基丙烯酸等）三元共聚而成，引人羧基增加了极性，增大了与P V C的相容性，赋予高强度，改进耐磨性、拉伸强度和撕裂强度等物理性能，进一步提高耐油性并可以明显改善弹性性能，满足印染胶辊、纺织胶辊胶圈等弹性要求高的领域的使用要求。
关键词：羧基丁腈；聚氯乙烯；共混；弹性性能中图分类号：TQ050.4+25 文献标识码：A在多种橡塑共混材料中，丁腈橡胶（NBR ) /聚氯乙烯（PVC)共混物工业化最早，生产技术最 成熟，应用面广，至今仍得到广泛的应用。
羧基丁 腈橡胶（XNBR)是在普通NBR的分子链上引入少 量的有机酸三元共聚而成，XNBR不但可以像普通 NBR —样使用硫磺促进剂或过氧化物进行交联反 应，而且由于引入了极性的可反应性的羧基基团，还可以与二价金属氧化物或其盐反应形成离子型交 联键，形成的物理交联点对整个大分子网络有明显 的补强及增硬作用，通常由两种交联形式结合起来 才能充分发挥XNBR的性能优势。
NBR与PVC共 混改性时，可以得到耐磨、耐油、耐臭氧老化等优 异的性能，XNBR不仅广泛用于生产各类高压密封 件和耐磨、耐油件，也可以与NBR、C R或其他通 用二烯类橡胶并用来改善这些橡胶的耐磨和耐油性 能，但在印染胶辊、纺织胶辊、纺织胶圈等动态使 用领域，产品的“不耐磨”主要表现在两个方面：一是产品实际使用时的磨损，即我们常说的磨耗较 大；另外一种表现是产品并未磨损损伤，但其实际 的使用接触面相对于非接触面的凹陷，即产品的弹 性恢复较差。
丁腈与PVC共混制作丁腈手套
丁腈手套和PVC手套分别是两种不行性能用途的劳保防护手套，二者的材料丁腈橡胶和PVC都是橡胶的一种，但是将两种材料混合以后，其合成的共混胶性能更加优越，有耐油性能好、强度高、耐磨、耐老化、易于成型加工等优点，制成的丁腈手套（共混手套）性能更加显著。
在两种材料的共混时，应首先考虑丁腈橡胶的选型。
丙烯腈含量较高的NBR，与PVC的柑容性较好，而耐寒性降低。
综合考虑相容性与耐寒性，可选用丁腈胶-26。
PVC可选用普通悬浮法树脂。
在制作中，丁睛胶与PVC的配比，通常以丁腈胶为主体，PVC的用量一般要少于丁腈胶。
此共混体系是用PVC改性丁腈胶，丁腈胶需按常规进行硫化。
通常用于橡胶的助剂，如补强剂(炭黑、白炭黑)、活性剂(氧化锌、氧化镁)、防老剂等，都可用于NBR/PVC共混胶。
为防止PVC降解，配方中应加入PVC的热稳定剂，如硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸锌等。
在配方中加入适量的增塑剂，对PVC起增塑作用，对NBR也有软化作用。
以丁腈为主要材料，混合PVC，制成的丁腈手套，将同事具备丁腈与PVC的共同优点，是一种新型手套，需要市场的验证。
混炼工艺对丁腈橡胶性能的影响解希铭，郑方远*（中国石化北京化工研究院燕山分院/橡塑新型材料合成国家工程研究中心，北京102500）摘要：研究混炼工艺对丁腈橡胶性能的影响。
结果表明：降低混炼初始温度，混炼能耗增大，混炼胶加工安全性提高；增大填充因数，混炼温度升高，混炼胶加工安全性降低，但生产单位质量混炼胶的能耗减小；缩短混炼时间，混炼胶门尼粘度显著增大，门尼松弛时间延长，填料分散性变差，混炼胶焦烧时间缩短，加工性能差；当填充因数为0.7时，填料分散均匀，混炼效果较好，混炼胶门尼粘度较小；低温混炼工艺有利于提高硫化胶拉断伸长率，混炼工艺对硫化胶硬度、拉伸强度、回弹值和压缩永久变形影响不明显。
关键词：丁腈橡胶；低温混炼；工艺参数；填充因数；混炼能耗；加工性能；物理性能中图分类号：TQ333.7 文章编号：1000-890X（2020）07-0534-04文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2020.07.0534丁腈橡胶（NBR）是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合反应制得的无规共聚物。
分子链中的丙烯腈结构单元使NBR具有良好的耐油性能、耐热性能、气密性能和粘合性能等[1-3]，因此NBR被广泛应用于耐油胶管、密封材料、发泡材料等领域。
混炼是将各种物料均匀分散在橡胶基体中，在混炼过程中不仅存在物料分散的物理作用，也存在橡胶基体与配合剂体系相互作用的化学反应。
混炼是橡胶加工过程中的重要工序，混炼效果直接影响橡胶制品的性能，因此混炼工艺对胶料性能的影响受到业界的广泛关注[4-7]。
NBR分子结构具有强极性，NBR混炼时生热大，与配合剂的润湿性不佳，填料分散困难，在填料大量填充时易发生焦烧现象，混炼工艺性能较差，因此研究NBR 的混炼工艺对指导其合理加工具有重要意义。
本工作从工艺参数和填充因数2个角度研究混炼工艺对NBR加工性能和物理性能的影响。
1 实验1.1 主要原材料NBR，牌号2665，中国石化-西布尔合成橡胶有限公司产品；炭黑N550，上海卡博特化工有限公司产品；无机填料A，江苏鑫源矿业有限公司产品；氧化锌、硬脂酸和增塑剂DOP（分析纯），防老剂RD 和MB、促进剂TMTD和硫黄（工业级），市售品。
NBR/P VC热塑性弹性体的性能研究及应用刘仿军1 彭林峰2 李兆龙1(1.武汉工程大学材料科学与工程学院,武汉 430074; 2.武汉工程大学邮电与信息工程学院,武汉 430074)摘要 选用不同硫化体系,用动态硫化法制备了丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PV C)热塑性弹性体,考察了硫化体系、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)用量、填料种类、NBR与PVC的质量比对热塑性弹性体性能的影响。
结果表明,采用过氧化二异丙苯/硫磺复合硫化体系硫化的热塑性弹性体的性能较好;炭黑的增强效果优于白炭黑和轻质碳酸钙;DO P用量增加,热塑性弹性体的综合力学性能下降;NBR与PVC的质量比增加,热塑性弹性体的柔性增加。
所研制的NBR/PV C经压延塑化造粒、注射成型可以制得某品牌汽车的油箱密封垫片,极大地提高了生产效率,提高了市场竞争力。
关键词 动态硫化 热塑性弹性体 丁腈橡胶 聚氯乙烯 力学性能热塑性弹性体是20世纪50年代研制开发成功的一类新型材料,它是指常温下显示高弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料[1]。
丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PVC)热塑性弹性体因具有NBR突出的弹性、耐油性和P VC的可塑性、耐候性、耐化学药品性等特性,在燃油胶管、电线电缆护套、印刷胶辊、密封制品、尤其是汽车零部件等方面得到了广泛的应用。
动态硫化就是使橡胶在一定温度和剪切力作用下进行的硫化,所制备的热塑性弹性体中树脂为连续相,而橡胶相则以颗粒状分散于基体中,且微观上呈现出海-岛结构,这赋予了热塑性弹性体常温下的高弹性及高温下的可塑性。
为了提高NBR/PVC的生产效率,笔者将常规的模压成型工艺改为注射成型工艺,研究了动态硫化体系、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的用量、填充剂的种类、NBR与PVC的质量比等因素对NBR/PVC性能的影响。
1 实验部分1.1 主要原材料P VC:SG-5,武汉葛化集团树脂厂;NBR:N-41,兰州化学工业公司合成橡胶厂;过氧化二异丙苯(DCP):宁波协进化工有限公司;DOP:分析纯,上海亨达精细化学品有限公司。
加工 应用 合成橡胶工业,2009-07-15,32(4):317~320CH I NA SYNT H ET I C RUBBER I NDUSTRY 丁腈橡胶/聚氯乙烯共混物的阻尼性能符 刚1,张德志2,单国荣1*(1.浙江大学化工系化学工程国家重点实验室,浙江杭州310027;2.杭州应用声学研究所,浙江杭州310012)摘要:考察了丁腈橡胶/聚氯乙烯共混物中硫化体系、炭黑种类、增塑剂用量及组分比对材料阻尼性能的影响。
结果表明,丁腈橡胶/聚氯乙烯共混物的交联密度增大,其损耗因子峰向高温方向移动,峰值升高,损耗因子不小于0 5的温度区域变窄;相比高耐磨炭黑而言,用半增强炭黑作填料可使丁腈橡胶/聚氯乙烯共混物呈现更好的阻尼性能;随着增塑剂邻苯二甲酸二辛酯用量的增加,共混物的损耗因子峰值升高,但该峰向低温方向移动;丁腈橡胶/聚氯乙烯共混物(质量比为70/30)的损耗因子不小于0 5的阻尼温域相对较宽,适用于常温,且力学性能较好。
关键词:丁腈橡胶;聚氯乙烯;共混物;阻尼性能;损耗因子中图分类号:TQ333 7 文献标识码:B 文章编号:1000-1255(2009)04-0317-04作为一种性能良好的阻尼材料,它应在较宽的温度和频率范围内具有较高的损耗因子(tan )。
而一般均聚物和共聚物的玻璃态转变区较窄,产生有效阻尼的温度范围大致为玻璃化转变温度附近的(10~15)!,因此材料的使用温度范围有限。
橡胶类材料的玻璃态转变区大多发生在室温以下,而树脂类则在室温以上,均不能很好地满足使用需要。
因此由单一材料制备实用性强的高阻尼材料往往比较困难。
为增宽玻璃态转变区和改变玻璃化转变温度,共混是常被采用的方法,通常是将玻璃化转变温度较低和较高的2种聚合物进行共混[1]。
丁腈橡胶(NBR)与聚氯乙烯(PVC)具有相近的溶度参数,二者相容性好,因此可用PVC增强和改性NB R,或用NBR增韧PVC。
目前,这二者共混材料的阻尼性能研究已有报道[2-4],但都未涉及材料的力学性能,而阻尼材料不仅要有较宽的阻尼温域,且应具有良好的力学性能,以满足实际使用的需要。
共混条件对PVC/再生丁腈橡胶共混型热塑性弹性体性能的影响张 军 钱润男 秦志英 刘巍然(南京化工大学高分子系 210009)摘要 探讨了共混条件对PVC/再生丁腈橡胶(RNBR)共混型热塑性弹性体性能的影响,重点讨论了硫化方式、共混温度、共混时间、共混设备和返炼次数对其物理性能的影响。
实验结果表明,选择共混温度为141 ,共混时间为4min,采用动态硫化工艺可制得物理性能和返炼性较好的PVC/RNBR共混型热塑性弹性体。
关键词 PVC,再生丁腈橡胶,共混型热塑性弹性体,共混条件,动态硫化,返炼性PVC与再生丁腈橡胶(RNBR)具有较好的相容性,选择适当的助剂,采用高温机械共混法可制备物理性能较好的共混型热塑性弹性体。
本试验在采用PVC与RNBR共混制备共混型热塑性弹性体工作的基础上,进一步探讨共混工艺对PVC/RNBR共混型热塑性弹性体性能的影响。
1 实验1 1 主要原材料PVC,S 1000型,齐鲁石化公司氯碱总厂产品;RNBR,上海鼎新橡胶制品厂产品;邻苯二甲酸二辛酯(DOP),金陵石化公司化工二厂产品;沉淀法白炭黑,马鞍山炭黑厂产品;NBR3604,兰州化学工业公司橡胶厂产品,丙烯腈质量分数为36%,门尼粘度[ML (1+4)100 ]为40;其余助剂均为市售工业品。
1 2 仪器与设备XK 160型开炼机;SK 160B型双辊筒炼塑机;XQ 250型橡胶强力试验机;25t平板硫化机;SM 1/20 80型密炼机;DDV 型动作者简介 张军,男,33岁。
副教授。
南京化工大学高分子材料专业硕士毕业。
主要从事高分子材料的教学和科研工作。
已发表论文30余篇。
态粘弹谱仪。
1 3 基本配方PVC 60,RNBR 40,DOP 51,三盐基硫酸铅 1 5,NBR 20,氧化锌 5,硫黄 0 5,促进剂TM TD 0 5,促进剂CZ 0 4,防老剂D 1 2,硬脂酸 1 5,沉淀法白炭黑 15。
1 4 试样制备1 4 1 动态硫化法制备PVC/RNBR共混型热塑性弹性体动态硫化法制备PVC/RNBR共混型热塑性弹性体的步骤如下(实验中若无特殊说明,均是指以动态硫化方法制备):(1)将PVC、DOP、稳定剂(三盐基硫酸铅)准确称量后于120 !15min条件下进行预塑化后待用。
(2)RNBR和NBR分别称量后塑炼待用。
(3)辊温控制在150 左右,投入预塑化好的PVC粉,待其呈透明状包辊后,加入RNBR和NBR,以0 5mm辊距薄通3~5次。
(4)依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、填充剂、硫化剂和促进剂,待其全部混入后再以小辊距薄通3~5次下片。
(5)在150 !10min、压力10M Pa的条件下进行模压,模压好试样后迅速将其移至另一台冷压机冷却至室温再脱模。
1 42 静态硫化法制备PVC/RNBR共混型热塑性弹体静态硫化法制备PVC/RNBR共混型热塑性弹性体的步骤如下:(1)取NBR和RNBR分别薄通塑炼后称量待用。
(2)控制双辊炼胶机的辊温在50 左右,分别加入NBR,RNBR,合炼均匀后,再薄通3~5次,然后依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、填充剂、硫化剂和促进剂,待助剂全部混匀后,再以0 5mm的辊距薄通3~5次后下片。
(3)在150 !10m in、压力为10MPa 的条件下硫化,制得静态硫化的橡胶。
(4)将硫化后的橡胶停放24h后,在开炼机上,以低温、小辊距压成胶粉待用。
(5)将PVC、DOP和稳定剂按配方称量后,在120 下预塑化15m in,制得增塑PVC粉。
(6)控制双辊炼塑机辊温为150 ,加入增塑PVC粉,待其塑化包辊后,再加入硫化胶粉,共混均匀后,再以0 5m m的辊距薄通3~5次即制得静态硫化法PVC/RNBR共混型热塑性弹性体。
1 5 性能测试试样物理性能测试按相应国家标准进行。
2 结果与讨论2 1 动态硫化法与静态硫化法的比较采用动态硫化法与静态硫化法两种不同工艺制备的PVC/RNBR共混型热塑性弹性体的性能见表1。
由表1可知,两种硫化方法制得的热塑性弹性体的性能有较大差异。
其中动态硫化法制备的热塑性弹性体硬度、拉伸强度、撕裂表1 硫化方法对PVC/RNBR共混型热塑性弹性体物理性能的影响性 能硫化方法静态动态拉伸强度/M Pa9 011 8扯断伸长率/%310370扯断永久变形/%1513邵尔A型硬度/度6062撕裂强度/(k N∀m-1)25 030 6热塑性好好强度和扯断伸长率均高于静态硫化法,且前者的扯断永久变形小于后者。
这可能是由于在动态硫化条件下,橡胶大分子所受的热和剪切力均较大,易于形成更多的交联结构的缘故。
这一结论与前人所做的工作是一致的[1]。
2 2 共混温度的影响共混温度对PVC/RNBR共混型热塑性弹性体物理性能的影响见表2。
表2 共混温度对PVC/RNBR共混型热塑性弹性体物理性能的影响性 能共混温度/134141148151邵尔A型硬度/度63646060拉伸强度/M Pa12 711 88 99 2扯断伸长率/%440370450390扯断永久变形/%19132216撕裂强度/(kN∀m-1)28 030 627 728 2热塑性好好较好中由表2可知,当共混温度为141 时,共混物的撕裂强度、拉伸强度、热塑性等均好。
这是由于适当的共混温度可使共混物形成较好的交联结构。
若温度过低,交联反应不完全,且PVC塑化不好,致使共混物强度下降;若共混温度太高,会造成PVC和RNBR等物料的降解。
2 3 共混时间的影响选择共混温度为141 (实测温度为143 ),考察共混温度对PVC/RNBR共混型热塑性弹性体性能的影响,结果见表3。
由表3可知,在适当的温度下,共混时间表3 共混时间对PVC/RNBR共混型热塑性弹性体物理性能的影响性 能共混时间/min 2468邵尔A型硬度/度60626360拉伸强度/M Pa10 711 311 311 5扯断伸长率/%380360340300扯断永久变形/%25191915撕裂强度/(kN∀m-1)36 133 334 433 9热塑性好较好中差对共混物的硬度、撕裂强度和拉伸强度几乎无影响,但扯断伸长率和扯断永久变形却随共混时间的延长而降低,且热塑性变差,这可能是由于共混时间过长造成共混物过度交联的缘故。
2 4 共混设备的影响制备共混型热塑性弹性体的共混设备有开炼机、密炼机和螺杆挤出机。
将采用开炼机与采用密炼机制备的PVC/RNBR共混型热塑性弹性体性能进行对比,结果见表4。
由表4可知,采用开炼机制备的PVC/表4 共混设备对PVC/RNBR共混型热塑性弹性体物理性能的影响性 能共 混 设 备密炼机开炼机邵尔A型硬度/度6063拉伸强度/M Pa7 911 8扯断伸长率/%380370扯断永久变形/%1413撕裂强度/(k N∀m-1)28 430 6热塑性好好RNBR共混型热塑性弹性体的拉伸强度、撕裂强度均优于由密炼机制备的共混物,这与前人所做的工作有差异[2]。
2 5 PVC/RNBR共混型热塑性弹性体的返炼性热塑性弹性体必须可以反复加工,才有实用价值。
其物理性能在多次返炼后的保持率,即返炼性,可用来反映其可反复加工的能力。
PVC/RNBR共混型热塑性弹性体的返炼性见表5。
由表5可知,该共混物经5次返炼后,仍表5 返炼次数对PVC/RNBR共混型热塑性弹性体物理性能的影响性 能返炼次数012345邵尔A型硬度/度606260606058拉伸强度/M Pa7 887 987 766 385 565 43扯断伸长率/%380360320300290250扯断永久变形/%1412148912撕裂强度/(kN∀m-1)28 3627 5822 6520 0218 0518 03热塑性好好好好好好具有热塑性,表明它具有较好的返炼性;随着返炼次数增加,共混物物理性能下降,这与反复加工导致物料降解等因素有关;返炼1~2次后,拉伸强度有所提高,是返炼提高了物料的分散均匀程度和交联程度提高所致。
3 结论(1)动态硫化法制备的PVC/RNBR共混型热塑性弹性体的综合性能优于由静态硫化法制备的共混物。
(2)采用动态硫化方式,共混温度为141 ,共混时间为4m in,用开炼机混炼,可制得物理性能、热塑性和返炼性较好的PVC/RNBR共混型热塑性弹性体。
参考文献1 罗 宁,张隐西.动态硫化聚氯乙烯/橡胶共混型热塑性弹性体的研究 高分子材料科学与工程,1990,6(2):95 2 邓本诚.共混型热塑性弹性体的新进展.合成橡胶工业,1988,11(2):130~141收稿日期 1997 07 03Influence of Blending Conditions on Properties of PVC/RNBRBlended Thermoplastic ElastomerZhang Jun,Qian Runnan,Qin Zhiying and L iu Weiran(Nanjing U niversity of Chemical T echnology 210009)Abstract The influence of the blending conditions,especially the curing method,blending temperature and period,blending machine and remilling number on the physical properties of PVC/RNBR(reclaimed NBR)blended thermoplastic elastomer w as investig ated.The test results showed that a PVC/RNBR blended thermoplastic elastomer w ith better physical properties and remillability was obtained by using141 blending temperature,4min blending period and dy namic curing technolog y.Keywords PVC,RNBR,TPE,blend,dynamic curing年产30万套子午线轮胎工业性试验项目通过鉴定验收由化工部北京橡胶工业研究设计院和山东省荣成市橡胶厂共同承担的年产30万套子午线轮胎工业性试验项目于1997年9月25日在山东省荣成市顺利通过化工部组织的鉴定验收。
各级领导和轮胎行业专家们出席了会议。
年产30万套子午线轮胎工业性试验项目包括轿车子午线轮胎、轻型载重子午线轮胎和载重子午线轮胎(全钢)系列产品的成套子午线轮胎生产技术,是化工部重点科技攻关项目,是厂、院工程技术人员经过5年联袂攻关取得的又一成果。
