Thermax N990炭黑在丁腈橡胶中的应用
丁腈橡胶中炭黑的作用_概述说明
丁腈橡胶中炭黑的作用概述说明1. 引言部分内容如下：1.1 概述丁腈橡胶是一种重要的弹性体材料，广泛应用于汽车、建筑、医疗等领域。
然而，纯丁腈橡胶的性能有限，无法满足某些特定需求。
为了改善丁腈橡胶的性能，炭黑被引入其中，并起到了至关重要的作用。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对炭黑在丁腈橡胶中的作用进行概述说明：2. 丁腈橡胶和炭黑简介：对丁腈橡胶和炭黑进行简单介绍。
3. 炭黑在丁腈橡胶中的作用机制：探讨炭黑对丁腈橡胶性能的影响机制。
4. 炭黑对丁腈橡胶物理性能的影响：具体分析炭黑对强度、硬度、耐蚀性和耐候性等物理性能的改善作用。
5. 结论：总结炭黑在丁腈橡胶中的作用，并展望未来发展方向。
1.3 目的本文章的目的是为了深入研究并全面了解炭黑在丁腈橡胶中的作用。
通过分析炭黑对丁腈橡胶性能的影响，可以为材料工程师和科研人员提供参考，以便更好地应用丁腈橡胶和炭黑材料，以满足不同领域的需求。
同时，展望未来发展方向，有助于促进相关研究和技术创新。
2. 丁腈橡胶和炭黑简介2.1 丁腈橡胶介绍丁腈橡胶（NBR）是一种合成弹性体，具有优异的耐油性、耐溶剂性和耐磨性。
它是由1,3-丁二烯和丙烯腈共聚合而成，其中丙烯腈单体的含量决定了丁腈橡胶的耐油性能。
在常温下，丁腈橡胶表现出较高的物理强度和机械性能，因此广泛应用于汽车零部件、工业密封件、手套等领域。
2.2 炭黑介绍炭黑是一种碳基纳米材料，通常以团状或球形颗粒形式存在。
它由天然气或石油中的碳原子经过加热裂解而得，具有高比表面积和吸附能力。
在橡胶工业中，炭黑被广泛用作填充剂和增强材料。
根据其结构和特性的不同，可以分为硫化型炭黑和非硫化型炭黑两种类型。
- 硫化型炭黑是通过与橡胶共同加工硫化制成的。
它具有较高的增强能力和机械性能改善效果，且对热老化和耐磨性的提升效果显著。
- 非硫化型炭黑则主要用作填充剂，用于改善橡胶的加工性能和降低成本。
由于其特殊的表面化学性质和结构特点，炭黑可以有效地与橡胶相互作用，提高橡胶材料的综合性能，并满足不同应用领域对材料力学性能、防老化性能等方面的要求。
THERMAX热裂解法炭黑在耐火材料中的应用
THERMAX®中粒子热裂解法炭黑在耐火材料中的应用中联橡胶有限责任公司于海元译编前言:从20世纪60年代开始，作为抵御在氧气顶吹炉中出现的腐蚀性高温炉渣需要的耐火材料，碳被认为是最基本的一个组份。
经验证明，添加使用某种形态的炭黑比单独使用树脂或沥青结合剂获得更高的残余碳含量。
这将提高耐热和耐化学能力，因此延长了高炉耐火衬砖的使用寿命从而间接降低了钢铁生产成本。
目前，碳已经是许多耐火材料应用中陶瓷-碳复合体的不可缺少的元素。
现代镁碳砖是公认的氧气顶吹炉和电炼钢炉以及钢包冶金炉渣线内衬的标准配置。
铝碳质耐火材料则是铁水预处理设备和连铸用滑动水口系统大量使用的材料。
如何开发具有优良抗热震性和抗渣性，同时又具有热导率低、利于超纯净钢及二次精炼技术发展的低碳镁碳砖已成为目前镁碳砖的发展趋势。
碳的熔点很高，线膨胀系数小，导热型好。
碳可以渗透到制品中的颗粒孔隙内或在颗粒之间形成脉状网络弹链结构，形成“碳结合”，从而降低制品的气孔率，提高制品的高温强度。
碳还可以形成部首金属和熔渣侵蚀的表面，提高制品的抗侵蚀能力和耐热冲击性。
此外，碳的存在为铁硅氧化物的还原创造了条件，所生成的金属与耐火材料不发生化学反应。
在氧化物被碳还原的过程中，生成的气体能够阻止熔融氧化物向耐火材料内部渗透。
碳还可以提高制品的导热性，以避免制品的个别部位因温度过热不均匀而导致砖的剥落、断裂。
一.Thermax®中粒子热裂解法炭黑的特性1．Thermax®中粒子热裂解法炭黑的基本性质Thermax®中粒子热裂解法炭黑是天然气（甲烷）在1300℃-1400℃高温下热裂解生成的。
热裂解工艺使Thermax®热裂解炭黑具有大粒径、低结构的独特性能。
热裂解炭黑在炭黑中具有最大的粒径（平均直径为240-320nm）,其比表面积最低，仅为7-12㎡/g,而炉法炭黑平均直径为15-80nm,比表面积为27-135㎡/g。
Thermax N990热裂解法炭黑在天然胶和EPDM减震件中的应用
Thermax中粒子热裂解法炭黑N990在减震件中的应用与其他材料相比，橡胶具有机械形变的独特性能，具有非常高的拉伸伸长率。
天然橡胶在拉伸到1000%后仍然可以回复到原先长度。
除了弹性，橡胶同时具有变为粘性液体吸收能量的性质。
这两种性能结合时橡胶成为一种独特的材料。
其粘弹性在吸收能量的同时，在连续形变后，回复初始形状。
以发动机支架为例，橡胶的弹性使支架储存和抵消了发动机工作时发出的高频率震动产生的能量，降低车舱内震动的感觉。
另一方面，其具有的粘性可以降低发动机空转时产生的低频率的震动。
这种震动的频率类似于系统的自然震动，容易产生共振，会增加震动幅度。
同样对于汽车其他部件的也起到减震器的作用。
填料对于橡胶的动态性能来说起到了十分重要的性能。
N990具有的大粒径、低结构的特点使胶料具有高回弹性和低滞后性，因此可以保持橡胶固有的弹性。
N990炭黑被广泛应用于天然胶和EPDM橡胶制的汽车减震件。
Thermax应用在EPDM和天然橡胶中对动态性能的影响以下研究，由CANCARB LIMITED公司委托印度THANE的印度橡胶加工厂商研究协会进行。
实验研究了绍尔硬度A分别为50, 60，70的EPDM和天然胶。
对于EPDM胶料控制组使用N550炭黑和N774炭黑共混，而天然胶控制组只使用N550炭黑。
实验组使用N990炭黑替代上述碳黑。
动态性能通过Metvavib RDS Viscoanalzer V A4000进行测试。
A到C栏为EPDM动弹性能的数据，Ｄ到Ｆ栏为天然胶的动态性能数据。
动态力学损耗因子是减震件的一个重要数据，动态力学损耗因子值大说明了胶料可以有效减轻发动机的震动，实验发现混有MT N990炭黑改善了胶料的此项数据。
EPDM 测试胶料Hardness 50 SH Hardness 60 SH Hardness 70 SHA1 A2 B1 B2 C1 C2EPDM Keltan 512 100 100 100 100 100 100N550 (FEF) 60 60 80 80 120 120N774 (SRF) 40 - 50 - 50 -- 80 - 100 - 100 Thermax® N990(MT)Paraffinic Oil 90 90 90 90 90 90ZnO 5 5 5 5 5 5Stearic Acid 1 1 1 1 1 1ZDBC 2 2 2 2 2 2TMTD 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5MBT 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 Sulphur 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 EPDM 混炼胶性能胶料A1 A2 B1 B2 C1 C214.5 15 19 18 29 30粘度ML (1+4)@100°c (MU)13.33 11 11.33 9.26 7.48 8.11门尼焦烧时间t5 @125°c (min.)流变性能@ 160°cML(lbf.inch) 2.51 2.6 2.43 2.62 3.76 3.71 MH(lbf.inch) 35.32 35 37.18 38.94 47.62 41.79TS2(minutes) 3.15 2.8 2.73 2.4 2.27 2.44T90(minutes) 22.91 18 20.56 23.18 20.73 19.91 EPDM动态性能50 to 100Hz, 每组间隔10 Hz , 0.1 %动态激励, 0.5% 静电@室温使用仪器：Metravib RDS Viscoanalyzer VA 4000测试样品厚度 2 ± 0.2 mm, 宽度5 ± 0.2 mm,长度30 ± 0.2 mm cured at 160°C @ t90 minutesTable A: 实模量, E’ (Pa)频率A1 A2 B1 B2 C1 C250 5.85X10ⁿ，n=6 6.68X10ⁿ，n=61.56X10ⁿ，n=71.34X10ⁿ，n=73.25X10ⁿ，n=72.91X10ⁿ，n=760 5.90X10ⁿ，n=6 6.83X10ⁿ，n=61.61X10ⁿ，n=71.47X10ⁿ，n=73.35X10ⁿ，n=73.02X10ⁿ，n=770 5.83X10ⁿ，n=6 6.94X10ⁿ，n=61.65X10ⁿ，n=71.44X10ⁿ，n=73.42X10ⁿ，n=73.10X10ⁿ，n=780 5.91X10ⁿ，n=6 7.01X10ⁿ，n=61.67X10ⁿ，n=71.43X10ⁿ，n=73.42X10ⁿ，n=73.11X10ⁿ，n=790 5.92X10ⁿ，n=6 7.10X10ⁿ，n=61.67X10ⁿ，n=71.45X10ⁿ，n=73.42X10ⁿ，n=73.10X10ⁿ，n=7100 5.88X10ⁿ，n=6 7.05X10ⁿ，n=61.67X10ⁿ，n=71.49X10ⁿ，n=73.50X10ⁿ，n=73.16X10ⁿ，n=7Table B: 虚模量, E” (Pa)频率A1 A2 B1 B2 C1 C250 1.12X10ⁿ，n=6 1.37X10ⁿ，n=62.54X10ⁿ，n=62.47X10ⁿ，n=65.57X10ⁿ，n=65.23X10ⁿ，n=660 1.15X10ⁿ，n=6 1.38X10ⁿ，n=62.56X10ⁿ，n=62.57X10ⁿ，n=65.57X10ⁿ，n=65.29X10ⁿ，n=670 1.20X10ⁿ，n=6 1.42X10ⁿ，n=62.57X10ⁿ，n=62.47X10ⁿ，n=65.62X10ⁿ，n=65.33X10ⁿ，n=680 1.20X10ⁿ，n=6 1.47X10ⁿ，n=62.60X10ⁿ，n=62.53X10ⁿ，n=65.70X10ⁿ，n=65.50X10ⁿ，n=690 1.21X10ⁿ，n=6 1.49X10ⁿ，n=62.65X10ⁿ，n=62.54X10ⁿ，n=65.85X10ⁿ，n=65.65X10ⁿ，n=6100 1.23X10ⁿ，n=6 1.50X10ⁿ，n=62.61X10ⁿ，n=62.51X10ⁿ，n=65.62X10ⁿ，n=65.55X10ⁿ，n=6Table C: 损耗因子 E”/E’频率A1 A2 B1 B2 C1 C250 1.91X10ⁿ，n=-1 2.05X10ⁿ，n=-11.63X10ⁿ，n=-11.84X10ⁿ，n=-11.71X10ⁿ，n=-11.79X10ⁿ，n=-160 1.96X10ⁿ，n=-1 2.02X10ⁿ，n=-11.59X10ⁿ，n=-11.75X10ⁿ，n=-11.66X10ⁿ，n=-11.75X10ⁿ，n=-170 2.05X10ⁿ，n=-1 2.05X10ⁿ，n=-11.56X10ⁿ，n=-11.72X10-ⁿ，n=11.64X10ⁿ，n=-11.72X10ⁿ，n=-180 2.04X10ⁿ，n=-1 2.10X10ⁿ，n=-11.56X10ⁿ，n=-11.77X10ⁿ，n=-11.67X10ⁿ，n=-11.77X10ⁿ，n=-190 2.04X10ⁿ，n=-1 2.10X10ⁿ，n=-11.59X10ⁿ，n=-11.76X10ⁿ，n=-11.71X10ⁿ，n=-11.82X10ⁿ，n=-1100 2.10X10ⁿ，n=-1 2.13X10ⁿ，n=-11.56X10ⁿ，n=-11.69X10ⁿ，n=-11.61X10ⁿ，n=-11.76X10ⁿ，n=-1天然胶测试胶料Hardness 50 SH Hardness 60 SH Hardness 70 SHA1 A2 B1 B2 C1 C2 NR ( RSS I X ) 100 100 100 100 100 100 N550 (FEF) 25 - 50 40 70 50 Thermax®N990 (MT)- 50 - 25 - 50 Napthenic Oil 3 3 5 5 5 5 ZnO 5 5 5 5 5 5 Stearic Acid 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 Sulphur 2 2 2 2 2 2 CBS 1 1 1 1 1 1 TMTD 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 A.O. 4020 1 1 1 1 1 1 Batch weight 138.6 163.6 165.6 180.6 185.6 215.6天然胶料动态性能5 to 25 Hz, 每组间隔5 Hz, 0.1% 动态激励, 0.5% 静电 @ 室温使用仪器Metravib RDS Viscoanalyzer VA 4000样品厚度2 ± 0.2 mm, 宽度 5 ± 0.2 mm, 长度30 ± 0.2 mm 160°C硫化 @ t90 minutesTable D: 实模量, E’ (Pa)频率A1 A2 B1 B2 C1 C25 1.95X10ⁿ，n=62.49X10ⁿ，n=67.89X10ⁿ，n=67.28X10ⁿ，n=61.27X10ⁿ，n=71.88X10ⁿ，n=710 1.97X10ⁿ，n=62.54X10ⁿ，n=68.73X10ⁿ，n=67.68X10ⁿ，n=61.32X10ⁿ，n=71.98X10ⁿ，n=715 1.98X10ⁿ，n=62.54X10ⁿ，n=68.24X10ⁿ，n=67.61X10ⁿ，n=61.34X10ⁿ，n=72.02X10ⁿ，n=720 2.01X10ⁿ，n=62.57X10ⁿ，n=68.36X10ⁿ，n=67.68X10ⁿ，n=61.36X10ⁿ，n=72.14X10ⁿ，n=725 2.06X10ⁿ，n=62.62X10ⁿ，n=69.21X10ⁿ，n=67.88X10ⁿ，n=61.37X10ⁿ，n=72.00X10ⁿ，n=7ⁿ，n=6Table E: 虚模量, E” (Pa)频率A1 A2 B1 B2 C1 C25 4.43X10ⁿ，n=4 6.97X10ⁿ，n=45.88X10ⁿ，n=55.40X10ⁿ，n=51.07X10ⁿ，n=61.86X10ⁿ，n=610 5.29 X10ⁿ，n=48.12 X10ⁿ，n=46.50X10ⁿ，n=56.29X10ⁿ，n=51.11X10ⁿ，n=61.86X10ⁿ，n=615 6.11 X10ⁿ，n=4 9.57 X10ⁿ，n=46.58X10ⁿ，n=56.21X10ⁿ，n=51.15X10ⁿ，n=61.90X10ⁿ，n=620 6.29 X10ⁿ，n=4 1.00 X10ⁿ，n=46.82X10ⁿ，n=56.47X10ⁿ，n=51.19X10ⁿ，n=62.12X10ⁿ，n=625 3.06 X10ⁿ，n=4 6.87 X10ⁿ，n=46.60X10ⁿ，n=56.13X10ⁿ，n=51.21X10ⁿ，n=62.24X10ⁿ，n=6Table F: 动态力学损耗因子 E”/E’频率A1 A2 B1 B2 C1 C25 2.27X10ⁿ，n=-2 2.79X10ⁿ，n=-27.45X10ⁿ，n=-27.41X10ⁿ，n=-28.40X10ⁿ，n=-29.90X10ⁿ，n=-210 2.69X10ⁿ，n=-2 3.20X10ⁿ，n=-27.45X10ⁿ，n=-28.18X10ⁿ，n=-28.41X10ⁿ，n=-29.39X10ⁿ，n=-215 3.08X10ⁿ，n=-2 3.76X10ⁿ，n=-27.99X10ⁿ，n=-28.16X10ⁿ，n=-28.58X10ⁿ，n=-29.41X10ⁿ，n=-220 3.13X10ⁿ，n=-2 3.90X10ⁿ，n=-28.15X10ⁿ，n=-28.43X10ⁿ，n=-28.75X10ⁿ，n=-29.95X10ⁿ，n=-225 1.49X10ⁿ，n=-2 2.62X10ⁿ，n=-27.16X10ⁿ，n=-27.79X10ⁿ，n=-28.84X10ⁿ，n=-211.20X10ⁿ，n=-2。
丁腈橡胶耐疲劳配方设计
丁腈橡胶耐疲劳配方设计丁腈橡胶是一种优质的合成橡胶，具有良好的耐磨损和耐疲劳性能。
在工程应用中，丁腈橡胶广泛用于制作密封件、橡胶垫片、振动减震器等耐疲劳要求较高的零件。
为了提高丁腈橡胶的耐疲劳性能，需要进行合理的配方设计。
合适的橡胶基料选择是提高丁腈橡胶耐疲劳性能的关键。
在丁腈橡胶配方设计中，常使用的橡胶基料有NBR、HNBR等，这些橡胶基料具有良好的耐疲劳性能。
根据具体应用要求，可以选择不同种类和牌号的橡胶基料。
填充剂的选择对丁腈橡胶的耐疲劳性能也有重要影响。
常用的填充剂有耐磨填料、增强填料等。
例如，二氧化硅、炭黑等填充剂可以增强丁腈橡胶的耐疲劳性能，并提高其耐磨损性能。
同时，填充剂的含量也需要合理控制，过高或过低的填充剂含量都会对丁腈橡胶的性能产生不利影响。
添加剂的选择和控制也是丁腈橡胶耐疲劳配方设计的重要因素。
常用的添加剂有硫化剂、促进剂、稳定剂等。
硫化剂可以使橡胶分子之间发生交联反应，增加橡胶的强度和耐疲劳性能；促进剂可以提高硫化反应速度，稳定剂可以延缓橡胶老化速度。
通过合理选择和控制添加剂的种类和含量，可以进一步提高丁腈橡胶的耐疲劳性能。
还可以通过改变硫化体系、调整硫化温度和时间等手段来优化丁腈橡胶的耐疲劳性能。
不同的硫化体系具有不同的硫化特性，对丁腈橡胶的耐疲劳性能有着不同的影响。
调整硫化温度和时间可以控制硫化反应的程度，进而对丁腈橡胶的性能进行调节。
丁腈橡胶耐疲劳配方设计是一个综合考虑橡胶基料、填充剂、添加剂等多个因素的过程。
通过合理选择和控制这些因素，可以提高丁腈橡胶的耐疲劳性能，满足不同工程应用对耐疲劳性能的要求。
在实际应用中，还应结合具体的工程环境和使用条件，进一步优化配方设计，以达到最佳的耐疲劳性能。
5种炭黑在橡胶中的应用性能研究探讨
54应用技术APPLIED TECHNOLOGY陈新中 刘明燕 李慎勇 赵 刚山东耐斯特炭黑有限公司摘 要：本文利用实验的方法，对比研究了5种新型炭黑在橡胶配方中替代相应炭黑，对胶料性能及加工工艺的影响，为轮胎配方设计提供依据。
关键词：压缩疲劳生热；门尼应力松驰；硫化特性；屈挠裂口增长陈新中（1970-），男，安徽马鞍山人。
山东耐斯特炭黑有限公司技术总监，高级工程师，中国橡胶工业协会炭黑分会专家组成员。
曾就职于中橡（马鞍山）化学工业有限公司、江西黑猫炭黑股份有限公司。
主要从事新产品研发、新技术应用及炭黑在橡胶中的应用研究工作。
作者简介近年来，随着人们环保意识的提高和绿色轮胎宣传力度的加大，市场对安全环保绿色轮胎的需求不断增加。
本文从炭黑原材料的角度研究其对轮胎耐磨性、抗湿滑性能、滚动阻力“魔鬼三角”的影响。
通过比较各品种炭黑对橡胶性能的影响，帮助企业在橡胶配方设计时选用合适的炭黑品种。
一、实验1.原材料与配方（1）主要原材料天然橡胶，SCR WF ，海胶集团金才橡胶加工分公司；促进剂NS 、ZnO 、硫黄、活化剂SA 均为宁波艾克姆新材料有限公司产品；传统炭黑N234和N375、新型炭黑NC8515、NC803、NC805均为山东耐斯特炭黑有限公司产品。
（2）配方基本配方：天然胶 100，硬脂酸 3，氧化锌 5，硫黄 2.5，促进剂 0.6，炭黑 50，变量为炭黑种类。
2.主要仪器与设备TriStar II 氮吸附仪，美国麦克公司生产；BRABENDER ，“C ”吸油计，德国布拉本达公司生产；XSM-500型橡塑实验密炼机，上海科创橡塑机械设备有限公司生产；DMAQ800型动态力学分析仪，美国TA 公司生产；RPA2000型橡胶加工分析仪，美国阿尔法公司生产。
3.试样制备（1）炭黑样品制备试样在测定前，均需通过850um 筛，先将样品进行混合，再进行样品的缩分。
除去样品中杂质，将样品放置于（125±1）℃的恒温干燥箱中干燥1h ，然后置于干燥器中冷却至室温备用。
炭黑类填充料对氢化丁腈橡胶的导电性能的影响
图 一２ 体 积 阻率 与快压 出炭 黑 用量 的 关 系 ２电 盯
通过 图 ２和表 ２可 以看 出 随着快压 出炭 黑用量 的增 加 ， 电氢 化 丁腈 橡胶 的一 般物 理 性 能有 明显提 导
升， 变化显著 ， 明快压出炭黑对橡胶的补强能力优于乙炔炭黑 ， 说 而导电性能却几乎于之成反 比， 快压出炭 黑用 量超 过 １ ｈ 后 ， 然物 理性 能依然 获得 提升 ， 导 电性 能下 降却 十 分 明显 ， 能是 因 为快 压 出炭黑 ５ｐ ｒ 虽 但 可 在橡 胶 内的分 布 已经对 乙炔炭 黑粒 子起到 了阻 隔绝 缘 的作用 ， 以在两 种炭 黑并 用时 ， 所 可根据 实 际使用 要
表 ２ 快压出炭黑 加入量对氢化 丁腈橡胶物理性能 的影响
快压出炭黑（ ） ％
拉伸强度（ ａ ＭＰ ）
扯断伸长率（ ） ％
扯断永久变形（ ） ％
邵 氏 Ａ硬 度 （ ） 度
鲁
？
口
ｍ ～跗 一４ 醯 ８ ； 詈 ） Ⅲ
加
快 压出炭黑 用量／ｐ ｈｒ
爵
翘
脚
蛙 甾
一
．
导 电氢化 丁腈 橡胶 在现代 工业 中得 到 了较 为广 范 的应 用 ， 在航 空 飞 行 器使 用 的输 油 软管 内 、 如 外
胶 ， 空薄 膜 ， 航 电子仪器 开关 触点 ， 医疗保 健器 材 ， 高压 电缆 的半 导层 等 ． 由于 国 内氢 化丁腈 橡胶 的生 产厂 家较 少 ， 用 还 在 不 断研 究 探 索 ， 应 本工 作 通 过 共混 法 制 备 了乙炔 炭 黑／ 化 丁腈导 电橡胶 ， 氢 探讨 了电阻率 与 乙炔 炭黑 及其 它配 合剂 填充 量 的变 化 规 律 ， 析 了氢化 丁腈橡 胶 分
丁腈橡胶的微观结构对炭黑补强密封胶料硫化和机械性能的影响
的门尼粘度以 减 少 粘 度 的 影 响,门 尼 粘 度 ML(
１
＋４),
１００℃ 约为 ４５,其 中 ML(
１＋４)表 示 样 品 预
热时间为 １mi
n,大转子转动 ４mi
n.
NBR 生胶微 观 结 构 采 用 傅 里 叶 转 换 红 外 光
谱技术分析,同 时 也 测 试 了 胶 料 的 硫 化 特 性.硫
范围内使用 并 受 到 压 缩 载 荷.因 此,根 据 使 用 工
况,要求橡胶 材 料 具 有 一 些 特 殊 的 机 械 性 能.在
本文中,还 研 究 了 胶 料 中 NBR 微 观 结 构 对 其 机
械性能的影响.测试了硬度、拉伸强度、拉断伸长
率、
１００％ 定伸应 力.此 外,对 胶 料 的 耐 油 性 和 压
(
CRI＝ (
１)
Tc９０ －Ts２)
式中,
Tc９０ 是 硫 化 程 度 为 ９０％ 的 时 间,
Ts２ 是 扭 矩
相比最低扭矩上升 ２％ 的时间.
左右割刀 ４ 次,打开辊距,混炼胶出片.所有的胶
程.所用样品约 ４０mg,包 裹 于 ３μL 铝 锅 中,采 用
二段混炼用 ８
i
n 开炼机(速比 １．
１∶１)在母炼
斯公司生产;促进剂 NＧ环已基Ｇ
２
Ｇ苯并噻唑次磺酰
胺(
CBS)、防老 剂 RD(
TMQ)、硬 脂 酸、氧 化 锌 和
硫黄为市售品;甲基乙基酮(MEK)用来测试表观
交联密度和结合胶;
ASTM 标准油IRM９０３(运动
粘度在３８℃ 下为３１．
９~３４．
１mm２/s,苯胺点为７０
±１℃ )用 于 测 试 NBR 胶 料 的 耐 油 性 能,韩 国 美
丁腈橡胶配合体系介绍
丁腈橡胶配合体系介绍丁腈橡胶（Nitrile Rubber，NBR）是一种合成橡胶，具有优异的耐油性、抗溶剂性、耐磨性和耐热性。
因此，广泛应用于汽车制造、工程机械、化工设备等领域。
丁腈橡胶的物理性能和化学性能可以通过配合不同的助剂来调整，构建相应的配合体系。
一般来说，丁腈橡胶的配合体系主要包括增塑剂、硫化剂、活性剂、抗老化剂、填料等。
这些助剂的作用是相辅相成的，通过相互作用来增强橡胶的性能。
1.增塑剂：增塑剂的作用是使丁腈橡胶变得柔软、易加工。
常用的增塑剂包括白炭黑、碳黑等。
其中，白炭黑能够增强橡胶的耐磨性和耐油性，碳黑则能提高橡胶的强度和耐磨性。
2.硫化剂：硫化剂是丁腈橡胶必不可少的配合剂，它能够促进橡胶的硫化反应，增加其耐热性和耐老化性能。
常用的硫化剂有硫磺、硫化三苯胺等。
3.活性剂：活性剂有助于提高丁腈橡胶的流动性和加工性能，常用的活性剂有锌酸、过氧化二苯甲酰等。
4. 抗老化剂：抗老化剂能够延缓丁腈橡胶的老化速度，增加其使用寿命。
常用的抗老化剂有2,5-二（tert-丁基）-4-甲基蒽醌、N-异丁基-1,4-苯二胺等。
5.填料：填料是丁腈橡胶中起填充、增强和改变物理性能的作用，常用的填料有沥青、聚合物颗粒等。
填料的加入可以增强橡胶的强度和硬度。
丁腈橡胶的配方案例如下：1.丁腈橡胶100份，岩棉填料50份，二硫化炭黑5份，活性硫1.5份，N-异丁基-1,4-苯二胺0.5份，白炭黑1份。
2. 丁腈橡胶100份，碳黑填料60份，二硫化硫2份，锌酸1份，硫磺5份，2,5-二（tert-丁基）-4-甲基蒽醌1份。
3.丁腈橡胶100份，沥青填料40份，活性硫2份，过氧化二苯甲酰1份，硫磺3份。
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Thermax N990炭黑在丁腈橡胶中的应用
Thermax中粒子热裂解法炭黑N990是一种通过天然气裂解法生产的，具有大粒径（低比表面积）、低结构的独特的炭黑。
Thermax产品在赋予产品良好的耐油、耐热和耐化学性能同时，也赋予了产品的优异的动态性能。
Thermax产品大粒径、低结构特点可以使混炼胶产品具有低压缩形变、高回弹性和低滞后阻力这些橡胶固有的特性。
Thermax可以被用于所有的高聚物中，通常应用于FKM、CR、NR、IIR、NBR、EPDM、HNBR、ACM和ECO混炼胶中。
热裂解法炭黑是一种非补强炭黑，经常与炉法炭黑和（或）矿质填料混合以达到降低成本和提升混炼胶指定性能的作用。
当它们用在丁腈橡胶和聚氯乙烯的混炼胶中时，人们发现热裂解法炭黑可以改善产品的压缩永久变形的性能，从而改善产品的密封性能。
以下研究，由印度橡胶制造研究协会受加拿大Cancarb公司委托进行的，实验展示了用N990代替全部或者部分快速挤出N550炭黑对于三种不同绍尔A硬度（60、70和80）丁腈橡胶混炼胶的影响。
配方 (phr) Hardness 60 SH Hardness 70 SH Hardness 80 SH Hardness 70
SH(High
ACN) Compound A1 A2 B1 B2 C1 C2 D
100 100 100 100 100 100 -- *NBR
(JSR230SL)
**NBR(JSR N
-- -- -- -- -- -- 100
220S)
MC sulpur 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
Stearic acid 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
Zinc Oxide 5 5 5 5 5 5 5
N 550 45 30 65 40 90 60 60
N990 -- 35 -- 55 -- 65 --
DOP 10 10 10 10 20 20 10
TDQ 1 1 1 1 1 1 1
CBS 2 2 2 2 2 2 2
TMTD 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
胶料A1 A2 B1 B2 C1 C2 D
粘度M L(1+4) @ 100° C 31 34 38 41 49 53 58
门尼焦烧时间t5 @ 125° C(min) 8.09 8.02 6.28 5.35 4.38 4.32 6.11
流变性能@ 160° C
M L(lbf.inch) 4.4 4.88 5.31 5.61 7.14 6.08 6.08
M H(lbf.inch) 62.96 73.7 70.39 86 78.5 81.04 79.93
t S2(min) 2.5 2.37 2.12 1.86 1.69 1.76 1.99
t90(min) 12.2 19.93 11.4 15.62 4.74 5.86 16.76
对于各种硬度的混炼胶，混炼胶粘度有轻微增长同时门尼烧焦时间减少，炭黑的填充量分
别增长20,30,35份。
胶料A1 A2 B1 B2 C1 C2 D
硫化性能- 使用硫化仪160° C 硫化 t90 minutes
Shore A 硬度62 61 70 71 80 79 71 100%定伸模量(Kg/cm2) 33 27 46 41 77 55 49 200%定伸模量 (Kg/cm2) 75 68 121 115 168 157 129 300%定伸模量(Kg/cm2) 140 132 186 174 212 _ 205 拉伸强度(Kg/cm2) 191 232 227 182 220 187 233 断裂伸长率% 480 540 400 380 310 260 390 撕裂强度 (Kg/cm) 43 43 49 45 45 45 57
33 24 38 27 29 32 33
压缩永久变形率 % ASTM
Method B, 22 hrs/ 100° C / 25%
挠度
% 胶料@ 100° C 70 hours. 空气老化后物理性能改变量
硬度改变量,( points) +13 +15 +13 +13 +6 +7 +11 100 % 定伸模量, 改变量 % +21 +22 +46 +49 +25 +76 +33 200 % 定伸模量改变量 % +38 +37 +45 +46 +25 _ +39 300 % 定伸模量改变量 % +34 +34 _ _ _ _ +25
拉伸强度改变量 % +8 +6 +8 +9 +4 +4 +5
断裂伸长率, 改变量 % -25 -24 -30 -31 -26 -27 -25
%胶料@ 100° C 70 hours. ASTM oil No.3老化后物理性能改变量
体积膨胀率(70 hrs / 100°C)% +4.37 +3.34 +0.91 +2.93 -1 -2.54 -1.68 硬度改变量, points -2 -2 0 0 0 0 0 100 % 定伸模量, 改变量 % -6 -7 -2 0 +14 +48 -2 200 % 定伸模量, 改变量 % +10 +11 +13 +14 +15 _ +7 300 % 定伸模量, 改变量 % +14 +15 +16 14 _ _ +10
拉伸强度, 改变量 % -7 -6 +9 +14 -5 -4 -6
断裂伸长率, 改变量 % -21 -22 -15 -16 -23 -19 -20
%胶料@ 40° C 70 hours. Fuel B老化后物理性能改变量
体积膨胀率(70 hrs /
+22.90 +23.37 +19.10 +19.55 +13.95 +11.10 +14.96 40°C)%
硬度改变量, points -8 -10 -14 -14 -12 -11 -15
-21 -20 -15 -14 -21 -16 -24 100 %定伸模量, 改变量
%
-5 -1 -5 -4 -4 -6 -18 200 %定伸模量, 改变量
%
-12 -13 _ _ _ _ -14 300 % 定伸模量, 改变
量 %
拉伸强度, 改变量 % -38 -38 -23 -18 -14 -13 -24
断裂伸长率, 改变量 % -31 -33 -30 -31 -19 -15 -25
总体上说，抗拉伸强度和抗撕裂强度受Thermax影响很小，Thermax加入仍能使混炼胶的这两项性能得到一个可以接受的结果。
并能使产品的压缩永久变形性能得到极大提高（除去硬度为80的混炼胶性质提升不高，这是因为填料相结合导致性能只有稍微增加）
高丙烯晴NBR和中等含量丙烯腈的NBR
以上研究发现，与相似硬度高丙烯腈含量NBR（混炼胶D）相比，含有Thermax N990的中等含量的丙烯腈NBR（混炼胶B2）压缩永久变形优异。
这两种混炼胶展现出相似的耐油性，含有Thermax的混炼胶展现略高的体积膨胀率。
另外，含有Thermax的混炼胶更低成本由于中等含量丙烯腈的NBR具有更低的价格。
Thermax的优势
通过使用ThermaxN990 部分替代炉法炭黑，使产品的压缩永久变形率的性能有了显著提高，使产品更加适用于O型圈、密封圈、油封和胶管，这些都是NBR的主要应用范围。
除此以外，混入Thermax N990可以作为一种降低混炼胶成本的方法。
最后Thermax N990由于其独特的大粒径低结构的特性，使产品在加工过程中具有生热更低（例如挤出），尤其是对于高硬度的混炼胶（绍尔硬度A高于80），因此提升加工的安全性事非常必要的。