填料对聚氨酯橡胶机械性能的影响+文献综述(16)
最小转矩FL /N•m 3.669 7.668 7.857 7.482 5.388
最高转矩Fmax /N•m 6.618 10.27 13.41 8.928 8.324
初始硫化时间 ts1 / min 0.22 0.25 0.25 0.22 0.25
最佳硫化时间t90 / min 3.77 42.72 22.1 22.37 18.97
硫化速度指数Vc / min-1 28.82 2.36 4.62 4.52 5.37
图3.3不同填料用量的聚氨酯橡胶硫化特性曲线
3.2.3 不同填料用量对聚氨酯橡胶机械性能的影响
将炼完后的聚氨酯橡胶在进行硫化后对其拉伸性能、撕裂性能、硬度、永久压缩变形、磨耗等进行测量。（不同填料用量对聚氨酯橡胶机械性能的影响见表3.8）
未加入填料的聚氨酯橡胶、加入15份填料的聚氨酯橡胶和加入30份填料的聚氨酯橡胶吃粉情况较好，加工性能亦较佳；但是加入45份填料的聚氨酯橡胶吃粉困难，易脱辊，加入的原料易落盘，并且制得的胶料比较干、硬；加入60份填料的聚氨酯橡胶吃粉相当困难，表面的填料无法吸收，胶料表面非常干，制得的胶料很硬，并且硫化后的胶料有分层的情况。
表3.8不同填料用量对聚氨酯橡胶机械性能的影响
炭黑用量 / 份
测试项目 0 15 30 45 60
拉伸强度 TS / MPa 7.19 14.25 16.36 12.09 5.91
断裂伸长率Eb / % 298 363 324 196 76
100%定伸强度Se1 / MPa 2.33 3.59 5.24 6.84 ---
300%定伸强度Se3 / MPa --- 11.75 15.60 --- ---
拉伸永久变形 / % 3 5 10 5 3
邵氏A硬度 64 70 77 82 86
撕裂强度Ts / (kN/m) 25.04 32.76 35.33 30.28 24.32
压缩永久变形 / % 26.85 10.83 20.48 9.67 27.54
韧度 / （MJ/m3） 1047 2604 2799 1238 259
由上表可见，加入30份炭黑作为填料的聚氨酯橡胶无论是拉伸性能还是撕裂性能包括韧度都是相对较好的。而硬度随着填料的增加而增加，未加炭黑的聚氨酯橡胶是相对较软，加了60份炭黑的聚氨酯橡胶硬度相对较大。所以随填料用量增加，定伸强度（除了60份填料的聚氨酯橡胶外）和硬度也随之增大。
在做拉伸试验的时候，未加入填料的聚氨酯橡胶非常柔软，易弹出，容易脱夹，所以测得的拉伸数据可能值偏小；加入15份填料的聚氨酯橡胶也出现脱夹情况，所以拉伸数据的值可能要更大。而其他几组实验未发生类似情况[16]。
炭黑的性质对橡胶的定伸应力的影响，以结构性最为明显。因为炭黑的结构性高，说明该炭黑聚集体中存在的空隙较多，其硫化胶中橡胶大分子的有效体积分数也相应减少较多。与未填充炭黑硫化胶相比，欲达到相同的形变时，填充高结构炭黑的硫化胶中橡胶大分子部分的变形就得大一些，变形大所需的外力就相应增大，所以硫化胶的定伸应力随炭黑结构性增加而明显增大。
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