填料对聚氨酯橡胶机械性能的影响+文献综述(14)
最高转矩Fmax /N•m 10.64 6.47 12.14 13.64
初始硫化时间 ts1 / min 0.3 0.75 0.25 0.2
最佳硫化时间t90 / min 10.13 4.9 32.02 15.12
硫化速度指数Vc / min-1 10.19 23.72 3.16 6.70
图3.1不同填料的聚氨酯橡胶硫化特性曲线
由表3.2和图3.1可见，加入炭黑的聚氨酯橡胶最高转矩较大，所以加有炭黑填料的聚氨酯橡胶具有较好的硫化性能。白炭黑作橡胶补强填料用，会对橡胶的破化起迟延阻滞作用。这是由于其表面羟基极易与含不成对电子的硫化促进剂发生强烈的化学吸附，从而促进了促进剂的分解所致。所以沉淀法白炭黑的硫化速度相对较慢。
3.1.3 不同填料对聚氨酯橡胶机械性能的影响
在试验过程中，加入气相法白炭黑的聚氨酯橡胶易脱辊，但加入的原料不易落盘，最后得到的胶料比较干、硬；加入沉淀法白炭黑的聚氨酯橡胶易脱辊，并且加入的原料容易落盘，不易吃粉，最后得到的胶料很干、硬；加入硅藻土的聚氨酯橡胶很好地包辊，并且吃粉容易，最后制得的胶料表面很光滑，加工性能良好；加入炭黑的聚氨酯橡胶易脱辊，不易吃粉，加入的原料易落盘。
不同填料对聚氨酯橡胶机械性能的影响见表3.3
表3.3不同填料对聚氨酯橡胶机械性能的影响
填料
测试项目 未加填料 气相法白炭黑 沉淀法白炭黑 硅藻土 炭黑
拉伸强度/ MPa 7.19 13.72 14.50 9.74 13.17
断裂伸长率/ % 298 335 318 310 221
100%定伸强度/ MPa 2.33 4.79 4.69 5.03 6.55
300%定伸强度/ MPa --- 12.14 12.65 --- ---
拉伸永久变形/ % 3 14 10 6 8
邵氏A硬度 64 80 79 74 80
撕裂强度/ (kN/m) 25.04 48.44 46.69 27.45 37.01
密度/ (g/cm3) 26.85 1.239 1.208 1.254 1.208
压缩永久变形 / % 1047 24.86 22.54 20.12 25.83
磨耗/ (cm3/1.61km) 7.19 0.2421 0.4139 0.5574 0.3725
韧度/ MJ/m3 298 2500 2420 1752 1582
由上表可见，加入沉淀法白炭黑的聚氨酯橡胶的拉伸性能是相对较好的，而加入硅藻土的聚氨酯橡胶的拉伸性能相对较差，加入气相法白炭黑和炭黑的聚氨酯橡胶的拉伸性能也相对不错。而撕裂性能最好的是加入气相法白炭黑的聚氨酯橡胶，加入硅藻土的依然相对较差。加入气相法白炭黑和炭黑的聚氨酯橡胶的耐磨耗性能是相对较好的，但同时加入炭黑的聚氨酯橡胶的压缩永久变形和韧度是较差的[15]。
补强剂是影响拉伸强度的重要因素之一。填料的粒径越小，比表面积越大，表面活性越大，则补强效果越好。白炭黑的粒径较小，白炭黑的补强效果也是相对较好的。而硅藻土的粒径较大，比表面积较小，表面活性较小，所以补强效果不佳，作为填充剂。
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