Page 126 - 《橡塑技术与装备》2025年9期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

二氧化硅填充 NR 胶料后硬化效应

的研究

章羽 编译
( 全国橡塑机械信息中心， 北京 100143）

摘要 ： 本研究探讨了二氧化硅填充天然橡胶（NR）硫化胶在储存过程中的后硬化效应。采用传统硫化体系（CV）的胶料在
室温及 60 ℃条件下储存 12 周，其邵 A 硬度显著增加（60 ℃下增幅达 11 度）。通过温度扫描应力弛豫（TSSR）和硫醇胺法分析
交联结构，发现硬度增加主要源于多硫键数量的增长，而非预期的多硫键断裂转化为短键。进一步实验证实，硫化副产物 2-巯
基苯并噻唑（MBT）促进的后硫化作用是后硬化的主要原因，通过丙酮提取去除 MBT 可有效减弱该效应。
关键词 ： 后硬化效应 ；天然橡胶 ；交联密度 ；多硫键
中图分类号 ： TQ330.41 文章编号 ： 1009-797X(2025)09-0074-07
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.09.016

1 导言 S 和 S—S 键的键解离能。因此，可以得出结论，多硫
未硫化天然橡胶（NR）在储存过程中通常会变得 键的平均稳定性低于单硫键。
更硬。这种储存硬化效应是由天然聚合物中的非橡胶 胶料中使用的硫化体系会影响硫键交联的长度。
化学基团的自发交联引起的。然而，硫化后 NR 在储 具有传统硫化体系（CV 体系）的胶料含有高硫浓度
存过程中硬度的增加，即后硬化效应，尚未得到详细 和低促进剂浓度。因此，CV 系统产生大量的多硫化
研究。天然橡胶通常用于减震应用，如车辆发动机悬 物键和高度柔性的材料。CV 系统的一个缺点是材料
挂装置。这些产品需要优异的静态和动态刚度，以及 的抗老化性较差。另一种可能的硫化体系是高效硫化
良好的阻尼性能和能量吸收。硫化材料性能的变化， 体系（EV 体系），其中促进剂的量比添加的硫高，主
如后硬化，会影响性能。为了维持良好的性能，在使 要形成单硫键。电动汽车系统的一大优势是其出色的
用过程中应确保材料的硬度和刚度等特性不受影响， 耐热老化性能。然而，带有电动汽车系统的材料柔性
同时需对产品进行长期储存。此外，必须对后硬化效 较差。半高效硫化系统（SEV 系统）含有相似量的硫
应进行深入调查，以明确其成因，并有效减少 NR 中 和促进剂，这导致材料具有几乎相同量的聚、二和单
的该效应。 硫键。
胶料硬度增加的原因可在文献中找到。例如，橡 导致后硬化效应的原因可能是在储存过程中多硫
胶成分的析出、聚合物链的结晶以及紫外线辐射等环 化键断裂，而这些断裂的键会形成新的较短键。这将
境影响。然而，这些效应不太可能导致在封闭环境中 导致交联网络密度增加，且交联数量更多、长度更短。
储存的胶料出现严重的后硬化效应。另一个可能影响 由于交联密度与硬度直接相关（图 1），交联密度增加
后硬化效应的因素是交联密度和结构的变化。 可能是后硬化效应的原因。
橡胶的硫化可通过过氧化物硫化或硫硫化实现。 在这项研究中，研究了具有 CV 硫化体系的二氧
使用过氧化物会形成 C—C 键，而向胶料中添加硫化
剂包则会在聚合物的烃链之间形成硫交联。硫键有不 作者简介 ：章羽（1991-），男，本科，主要从事橡塑技术
装备方面的研究，已发表论文多篇。
同 类 型 ：单 硫 键（C—S—C）、 双 硫 键（C—S 2 —C）
原 文： KGK No.1/2025, by Frances van Elburg, Fabian Grunert
和多硫键（C—Sn—C）。C—C 键的键解离能高于 C— Auke Talma, Anke Blume，Enschede, The Netherlands Anne Risthaus,
Damme, Germany

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