硫化体系对聚氨酯橡胶机械性能的影响实验研究(10)
图3.5 不同DCP用量对PUR压缩永久变形的影响
综上所述，当DCP用量为4份时能得到最佳的综合性能。
3.2 不同TAIC用量下对PUR机械性能的影响
本次试验选取三烯丙基异氰脲酸酯，即TAIC（以下皆称为TAIC）为交联剂，通过加入不同TAIC用量测试该用量下聚氨酯橡胶的机械性能。
实验配方为：PUR，100（质量份，下同）；StA，1；N330，30；DCP，3；TAIC，变量。
3.2.1 不同TAIC用量对硫化特性的影响
图3.6是不同TAIC用量下的聚氨酯橡胶硫化特性曲线，表3.5是不同TAIC用下的聚氨酯橡胶硫化特性参数。从图3.6和表3.5可以看出，随着TAIC用量的增加，最高转矩先降低后增大，但变化并不明显，说明胶料焦烧安全性好。使用TAIC和不使用TAIC相比，焦烧时间相对减少，但是并没有明显变化，说明在此配方中TAIC促进硫化效果不明显，且TAIC用量的增加对焦烧时间影响不大。
随TAIC用量的增加，硫化胶具有最佳硫化时间逐渐递增的趋势，说明TAIC用量的增加对硫化速度的增加没有帮助。
图3.6 不同TAIC用量的PUR硫化特性曲线
表3.5 不同TAIC用量的PUR硫化特性参数
TAIC用量/份 0 1 2 3 4
最小转矩FL /N•m 7.94 6.97 6.17 5.41 6.68
最高转矩Fmax /N•m 12.63 11.31 11.61 9.09 12.23
初始硫化时间 t10 / min 0.53 0.42 0.47 0.37 0.43
最佳硫化时间t90 / min 19.72 30.70 30.62 48.70 42.50
硫化速度指数Vc / min-1 5.21 3.30 3.32 2.07 2.38
3.2.2 不同TAIC用量对力学性能的影响
TAIC用量与拉伸强度和断裂伸长率的关系见图3.7。可以看出随TAIC用量的增加，聚氨酯橡胶的拉伸强度逐渐增加；TAIC用量从1份增加到4份，拉伸强度从8.17MPa增加到16.04MPa，这可能是由于TAIC为0份时，胶料未完全硫化，所以随着TAIC用量增多时，硫化过程中由于产生了交联强键而使得性能提高，从而拉伸强度增大。在拉伸的初始阶段，拉伸强度的提高与能在变形时承受负荷的有效链的数量增加有关。适当的交联可使有效链数量增加，而断裂前每一有效链能均匀承载，因而拉伸强度提高。一般而言，硫化胶的交联密度过大或过小，均不利于拉伸强度的提高。
从图3.7中可见，断裂伸长率随TAIC用量的增加呈递增趋势，断裂伸长率与拉伸强度密切相关。只有具有较高的拉伸强度，保证在形变过程中不破坏，才能有较高的伸长率，所以具有较高的拉伸强度是实现高扯断伸长率的必要条件。一般随定伸应力和硬度增大，则扯断伸长率下降；回弹性大、永久变形小的，扯断伸长率则大。扯断伸长率随交联密度增加而降低，因此制造高扯断伸长率的制品，硫化程度不宜过高，稍欠硫的硫化胶扯断伸长率比较高些。降低硫化剂用量也可使扯断伸长率提高。
图3.7 TAIC用量与拉伸强度和断裂伸长率的关系
TAIC用量与撕裂强度的关系见图3.8。撕裂强度随TAIC用量的增加而减小，在4份TAIC时达到最小值，说明撕裂强度随交联密度增大而增大，但达到最大值后，交联密度再增加，则撕裂强度急剧降低。其变化规律与拉伸强度相似，但达到最佳撕裂强度的交联密度比拉伸强度达到最佳值的交联密度要低。