白炭黑的结构及含氢硅油对混炼硅橡胶的耐动态疲劳性都有显著的影响。
[例4]将100份平均聚合度约7 000的—二乙烯基聚二甲基硅氧烷与70份 (CH3)3Si01/2链节封端的甲基乙烯基硅橡胶生胶[(CH3)2SiO链节摩尔分数为99.8%,(CH2 == CH) (CHs) SiO链节摩尔分数为0.2%,平均聚合度约8 000]、30份 H0(CH3)2Si01/2链节封端的甲基乙烯基生胶[(CH3)2SiO链节摩尔分数为98.7%、 (CH2==CH)(CH3)SiO链节摩尔分数为1.3%,平均聚合度为8 000]混合均匀,配成生胶 混合物;100份生胶混合物中,加人10份平均聚合度为15、H0(CH3)2Si01/2链节封端的 聚甲基乙烯基硅氧烷,5份结构化控制剂(平均聚合度3的《,0>-二羟基聚二甲基硅氧 烷),35份表6-16所列的气相法白炭黑,在捏合机中混炼均勻,150°C处理2h,配成4 种胶料。然后,每种胶料中都加人4份运动黏度为10 mm2/s、(CH3)3Si01/2链节封端的甲 基含氢硅油及0.5份双二五,在双辊炼胶机上混炼均匀;在170 °C及3 MPa条件下硫化 lOmin,制成2 mm厚的试片。测其物性及耐疲劳性,结果见表6 — 16。
表6-16气相法白
测试项目 |
丨炭黑的结构对彳 |
硅橡胶耐疲劳性的彩响
气相法白炭黑比表面积/m2 • g-1 |
|
380 |
300 |
200 |
200® |
邵尔A硬度/度 |
57 |
57 |
56 |
55 |
拉伸强度/MPa |
8.3 |
7.8 |
7.5 |
8.8 |
伸长率/% |
400 |
420 |
370 |
600 |
撕裂强度/kN • m-1 |
49 |
46 |
46 |
57 |
100 %定伸模量/MPa |
3. 0 |
3,0 |
2.8 |
2.5 |
100%定伸疲劳寿命/万次 |
570 |
400 |
208 |
130 |
注:①经六甲基二硅氮烷表面处理。
由表6-16可见,气相法白炭黑的结构形态对混炼硅橡胶的耐疲劳性能的影响很大。 采用比表面积分别为200 m2/g和300 m2/g的气相法白炭黑配制的混炼硅橡胶在硬度、拉 伸强度、伸长率、撕裂强度、100%定伸模量基本相近的情况下,疲劳寿命有显著差别。 上述混炼硅橡胶中,若不加含氢硅油,100%定伸疲劳寿命将显著下降。
沉淀法白炭黑应选用含水白炭黑浆料质量浓度为150 g/L、经喷雾干燥后BET比表面 积为150〜250 m2/g、二次凝集粒子平均粒径(质量分布)在Upm以下、堆积密度在150 g/L以上的品种。
[例5] 100份甲基乙稀基硅橡胶生胶中,加入2份二甲基二乙氧基硅烷,40份表6- 17所列的沉淀法白炭黑,在152 mm双辊炼胶机上混炼10 min,在200 °C烘箱中处理5 h; 返炼后加人0.5份双二五,混炼均匀;在165 °C条件下热压硫化10 min,再在200 °C条件 下二次硫化。测其性能,结果见表6 — 17。
表6 —17沉
试样编号 |
淀法白炭專
1 |
黑的堆积孩
2 |
?度及平K
3 |
d粒径对
4 |
硅橡胶耐$
5 |
£劳性的J
6 |
杉晌
7 |
8 |
沉淀法白炭黑性能 |
|
|
|
|
|
|
|
|
堆积密度“•L-1 |
170 |
154 |
152 |
175 |
41 |
35 |
210 |
80 |
平均粒径/Mm |
12.9 |
11.7 |
10.3 |
8.9 |
6.1 |
3.7 |
14.2 |
11.0 |
混炼硅橡胶性能 |
|
|
|
|
|
|
|
|
邵尔A硬度/度 |
49 |
50 |
49 |
48 |
50 |
49 |
49 |
52 |
拉伸强度/MPa |
7. 1 |
8.0 |
7.5 |
7.5 |
7.0 |
7. 1 |
7.0 |
8.0 |
耐动态疲劳性(相对值)® |
150 |
214 |
218 |
259 |
131 |
223 |
76 |
100 |
加工性能 |
良好 |
良好 |
良好 |
良好 |
不好 |
不好 |
良好 |
-般 |
注:①设定采用沉淀法白炭黑Nipsil LP配制的混炼硅橡胶的100%定伸疲劳寿命为100。
由表6-17可见,采用堆积密度大的沉淀法白炭黑为补强填料的混炼硫橡胶,其加工 性能好,耐动态疲劳性也好;7号样采用的沉淀法白炭黑虽然堆积密度大,但料径也大, 所以耐动态疲劳性差。