硫化体系对聚氨酯橡胶机械性能的影响实验研究(12)
邵氏A硬度 +6 +2 +2 +3 +6
3.2.5 不同TAIC用量对压缩永久变形的影响
不同TAIC用量对PUR压缩永久变形的影响见图3.11。由图3.11可见，随着TAIC用量的增加压缩永久变形呈M字型，本试验PUR压缩永久变形最小值为8.41%。压缩永久变形是橡胶制品的重要指标之一，硫化橡胶压缩永久变形的大小，涉及到硫化橡胶的弹性与恢复，永久变形的大小主要是受橡胶恢复能力所支配，影响恢复能力的因素有分子之间的作用力（粘性）、网络结构的变化或破坏、分子间的位移等。当橡胶的变形是由于分子链的伸张引起的，它的恢复（或者永久变形的大小）主要由橡胶的弹性所决定，如果橡胶的变形还伴有网络的破坏和分子链的相对流动，这部分可以说是不可恢复的，它是与弹性无关的，所以，凡是影响橡胶弹性与恢复的因素，都是影响硫化橡胶压缩永久变形的因素。
图3.11 不同TAIC用量对PUR压缩永久变形的影响
3.3 过氧化物/硫磺复合硫化体系下对PUR机械性能的影响
本次试验是在过氧化物/硫磺复合硫化体系下选取过氧化二异丙苯，即DCP（以下皆称为DCP）为交联剂，通过加入不同DCP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；TAIC，2；S，0.5；DCP，变量。
3.3.1 DCP/S并用对硫化特性的影响
DCP与硫化并用时的硫化特性曲线见图3.12，DCP与硫化并用时的硫化特性参数见表3.9。可以看出，DCP与硫化并用时，随着DCP用量的增加，硫化速度加快，这是由于这是因为用DCP硫化时，易发生聚合物主链断裂反应，助交联剂可以迅速地参与聚合物自由基反应，使其稳定。从表3.9可以看出，DCP用量为4份时，硫化程度最大，硫化的效率最高。与单用DCP的硫化参数相比较可以看出，DCP和硫磺并用的硫化速度比单用DCP慢。过氧化物硫化是过氧化物在热或辐射作用下均裂产生自由基。硫化饱和橡胶时，反应机理主要是夺取氢形成自由基，自由基偶合形成交联。当加入硫黄时，它可以缩短硫化时间[11]。
图3.12 DCP/S并用时的硫化特性曲线
表3.9 不同DCP用量下的PUR硫化特性参数
DCP用量/份 1 2 3 4 5
最小转矩FL /N•m 5.346 4.078 3.733 5.217 7.575
最高转矩Fmax /N•m 10.84 8.967 10.81 10.90 9.166
初始硫化时间 ts1 / min 0.317 0.367 0.500 0.350 0.250
最佳硫化时间t90 / min 33.133 28.917 45.317 27.017 31.77
硫化速度指数Vc / min-1 3.047 3.503 2.231 3.750 3.173
3.3.2 DCP/S并用对力学性能的影响
DCP用量对拉伸强度的影响见图3.13，DCP用量对撕裂强度的影响见图3.14。可以看出，当DCP与硫黄并用时，DCP用量在5份时，拉伸强度和撕裂强度均呈现最大值。从图3.13和图3.14中可以看出，单用DCP 的配方的拉伸强度比DCP与硫磺并用的拉伸强度高。这可能是由于一开始硫磺与DCP产生反应，硫磺用于消耗DCP，到5份DCP时硫磺开始作为硫化剂，促进硫化。
图3.13 DCP用量对拉伸强度的影响