Page 125 - 《橡塑技术与装备》2025年7期
P. 125

外文精译
                                                                                  FOREIGN LANGUAGE PRECISION TRANSLATION



                的丁腈橡胶 (NBR) 组成,其丙烯腈含量为 28%,95                     标准。使用的试品几何形状为 ASTMD412C 型哑铃,
                份 / 百份 N550 炭黑(填充量为 31%),5 份 / 百份                 其规格长度为 33 mm,宽度为 6 mm,厚度为 2.05 mm (测
                氧化锌以及硫基硫化体系。其他配方细节为专有信                            试材料的平均厚度)。本文稍后将讨论填充有 N550 炭
                息。使用三种不同的密炼机,以相同的原料批次对填                           黑(填充量为 20%)的丁苯橡胶(SBR)的拉伸测
                充炭黑的丁腈橡胶配方进行混炼。使用切向型转子式                           试,该测试使用了 50 个 DIN53504-S2 型哑铃重复试
                Proteo1.6L 实验室密炼机,填充系数为 0.75,所得胶                  品,其规格长度为 25 mm,宽度为 4 mm,厚度为 2.1
                料命名为 LT(实验室切向型)。使用配备交错转子的                         mm,因此测试的材料总体积为 10.5  cm³(每个试品
                Shaw4.7  L 实验室密炼机,填充率为 0.70,所得胶料                  0.21 cm³)。
                命名为 LI(实验室交错)。使用配备切向型转子的 57
                L 生产密炼机,填充率为 0.57,所得胶料命名为 PT(生                    2 结果和讨论
                产切向型)。首先进行第一道(非生产性)混炼,直到                              Robertson、Tunnicliffe 及其同事在 2020 年的一
                温度下降到 130~135 ℃之间。其他混炼细节属于专有                      项研究的结果可以说明如何根据测试数据构建抗拉强
                信息,但可以说明的是,混炼遵循了标准的两遍混炼                           度分布,还可以说明添加更多的试品如何提高分布保
                方法,三台密炼机的混炼条件和原料添加顺序基本相                           真度。之前的出版物报告了 50 个重复试品的强度分布,
                似。                                                但访问这些原始数据后,本作者可以考虑前 5 个重复
                    根 据 ASTMD7723 标 准, 使用 AlphaTechnolog          试品、前 10 个和前 20 个,以及总共 50 个重复试品

                ies 公司的 AlphaView 分散仪确定硫化橡胶刀片切割                   的相关结论。表 1 报告了之前研究中用 N550 炭黑增
                表面的炭黑分散情况。使用微米级分辨率 X 射线计算                         强的两种 SBR 胶料的前 5 个复制试品的拉伸强度值(断
                机断层扫描(μCT)评估橡胶中氧化锌的分散情况。                          裂时的工程应力,σb),这里称为 MixA 和 MixB。第
                使用的 μCT 仪器是 RXSolutions 公司的 Easytom 型             一步是简单地将重复强度从低到高排序,如表所示,
                号,配有 160  kVx 射线管,测量参数如下 : 60  kV 张               这些是分布的 x 轴值。分布的 y 轴是失败分数 F(σ b ),
                力、200  μA 输入强度、焦点到目标的距离为 20  mm、                  从 0(没有试品失败)到 1(所有试品都失败)。在失
                焦点到探测器的距离为 318  mm、帧速率为每秒八幅                       效分布中,当一个试品断裂时,失效的总体分数为 1/n,
                图像、像素尺寸为 8  μm。对每种材料的总体积为 0.9                     其中 n 是试品重复的数量。因此,F(σ b )以 1/n 的增
                  3
                            3
                cm (900 mm ),使用五块堆叠的橡胶进行了 μCT 分                   量从 0 变为 1,对于 5 个重复的情况,等于 0.2(20%)。
                析,每块橡胶的尺寸约为 10 mm×10 mm×2 mm。                     这一代 F(σ b )用作分布的 y 轴,如表 1 最右侧列所示。
                    拉伸应力 - 应变测量使用 LabsCubed 公司的                       根据表 1 中的基本数据处理得出的 MixA 和
                CubeOne 自动拉伸试验机进行,测试遵循 ASTMD412

                                         表 1 两种填充炭黑的丁腈橡胶的 5 个重复拉伸强度数据
                        未排序的 MixA. 的断裂应力      未排序的 MixB. 的断裂应力     排序的 MixA. 的断裂应力     排序的 MixB. 的断裂应力
                试品编号                                                                                      失败率
                                /MPa                  /MPa                /MPa                /MPa
                   1            20.81                 19.43               19.48               13.86        0.2
                   2            21.33                 13.86               19.53               19.43        0.4
                   3            19.53                 20.36               20.81               20.36        0.6
                   4            19.48                 21.83               21.22               21.23        0.8
                   5            21.22                 21.23               21.33               21.83         1


                MixB 的强度分布如图 1(a) 所示。对 10 次重复、20                  误的测试结果。在最初发表的论文中,MixA 被称为
                次重复和 50 次重复采用了同样的方法,得出的分布分                        对照组。该论文将 MixB 称为珠低值,它与对照组完
                别如图 1(b)、1(c) 和 1(d) 所示。                          全相同,只是在双辊研磨机中加入了直径(d)为 0.5mm
                    除了 MixB 的一个低强度数据点外,MixA 和                     的固体玻璃珠,其含量为 0.09 份,作为模型缺陷。通
                MixB 在 5 个 重 复 样 本 中 的 强 度 分 布相 似 图 l(a)。 再       过图 1 所示的拉伸强度分布可以检测到这种低含量的
                增加 5 个重复样本,共 10 个重复样本图 1(b) 显 示,                  大型玻璃夹杂物的存在。即使只有五次重复,也有一
                MixB 在前 5 个重复样本中的低 σb 值并非离群值或错                    个 MixB 试品因玻璃珠裂纹前兆而在低强度值下失效。


                      年
                2025     第   51 卷                                                                      ·77·
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