基于門尼粘度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性探究其橡膠的穩(wěn)定性能

劉俊保，趙又穆，湯妍雯，曹帥英

(國(guó)家合成橡膠質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 中國(guó)石油蘭州化工研究中心，甘肅蘭州 730060)

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基于門尼粘度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性探究其橡膠的穩(wěn)定性能

劉俊保，趙又穆，湯妍雯，曹帥英

(國(guó)家合成橡膠質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 中國(guó)石油蘭州化工研究中心，甘肅蘭州 730060)

摘要：合成橡膠產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定保質(zhì)期為2年，對(duì)超過(guò)保質(zhì)期的產(chǎn)品，質(zhì)量是否下降或出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。該文對(duì)蘭州石化公司生產(chǎn)的苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)1502，歷時(shí)三年對(duì)對(duì)分微觀結(jié)構(gòu)、生膠性能、硫化特性和硫化膠拉伸性能跟蹤測(cè)試對(duì)比，SBR1502產(chǎn)品在三年內(nèi)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，性能穩(wěn)定，超過(guò)保質(zhì)期后產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有明顯變化，對(duì)SBR 1502產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：苯乙烯-丁二烯橡膠，性能，穩(wěn)定性，探究

苯乙烯-丁二烯橡膠是以苯乙烯和丁二烯為主要單體共聚的高分子彈性體，按照生產(chǎn)工藝分為溶液聚合和乳液聚合兩種。由于綜合性能好，是合成橡膠中產(chǎn)量和消耗量最大的通用橡膠，被廣泛的用于生產(chǎn)輪胎、鞋類、汽車配件、膠管、膠帶等橡膠制品。2013年末我國(guó)苯乙烯-丁二烯橡膠總生產(chǎn)能力已達(dá)到1335kt/a[1]，隨著國(guó)內(nèi)橡膠企業(yè)的技術(shù)改造，產(chǎn)能擴(kuò)大，新裝置的不斷增多，尤其是在加入世貿(mào)組織后境外橡膠產(chǎn)品不斷涌入，合成橡膠產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈來(lái)愈激烈，其產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性能將越來(lái)越得到世人的關(guān)注。

合成橡膠產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定保質(zhì)期為2年，對(duì)超過(guò)保質(zhì)期的產(chǎn)品，質(zhì)量是否下降或出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。本文對(duì)蘭州石化公司生產(chǎn)的苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)1502，歷時(shí)三年對(duì)對(duì)分微觀結(jié)構(gòu)、生膠性能、硫化特性和硫化膠拉伸性能跟蹤測(cè)試對(duì)比，SBR 1502產(chǎn)品在三年內(nèi)性能沒(méi)有差異，超過(guò)保質(zhì)期后產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有明顯變化，對(duì)SBR 1502產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域提供技術(shù)支撐。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1樣品

蘭州石化公司橡膠廠生產(chǎn)的苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)1502。

1.2儀器設(shè)備與助劑和試劑

英國(guó)FARREL 公司VH-109型開(kāi)煉機(jī)、上海橡機(jī)廠SK-160B型塑煉機(jī)、美國(guó)RCM公司RCM″24×24″-100T型平板硫化機(jī)、美國(guó)英斯特朗公司INSTRON 5564型萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、日本島津公司SMV-300RT型門尼黏度計(jì)、美國(guó)阿爾法科技MDR2000型硫化儀、美國(guó)Waters公司W(wǎng)aters515型常溫凝膠滲透色譜儀、美國(guó)Agilent儀器公司Agilent 6890-Nexus670型氣相色譜-傅立葉變換紅外光譜聯(lián)用儀、上海躍進(jìn)醫(yī)療機(jī)械廠SX2-4-10型箱式電阻爐等；美國(guó)產(chǎn)ASTM IRB №7炭黑、美國(guó)孟山都化學(xué)品公司產(chǎn)硫化促進(jìn)劑TBBS、蘭州黃河鋅品有限責(zé)任公司產(chǎn)優(yōu)級(jí)品氧化鋅、西安西峰化工有限公司產(chǎn)優(yōu)級(jí)品硫磺。

1.3檢驗(yàn)方法

按照GB/T 528-2009[2]測(cè)定力學(xué)性能、GB/T 4498-1997[3]測(cè)定灰分、GB/T 24131-2009[4]測(cè)定揮發(fā)分、GB/T 8657-2000[5]測(cè)定有機(jī)酸皂、GB/T

1232.1-2000[6]測(cè)定門尼粘度、GB/T 16584-1996[7]測(cè)定硫化特性、SH/T 1727-2004[8]測(cè)定微觀結(jié)構(gòu)、SH/T 1759-2007[9]測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量及其分布、GB/T 8656-1998[10]進(jìn)行橡膠混煉與硫化。

2結(jié)果與討論

2.1分子量及其分布

2012年—2014年，每年對(duì)樣品分子量及其分布進(jìn)行測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　分子量及其分布測(cè)試結(jié)果匯總

2.2微觀結(jié)構(gòu)

2012年—2014年，每年對(duì)樣品的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　微觀結(jié)構(gòu)匯總表

表2表明，樣品順式-1，4、反式-1，4和1，2乙烯基結(jié)構(gòu)含量、結(jié)合苯乙烯含量在三年內(nèi)基本相同，樣品較穩(wěn)定。

2.3生膠性能

做好新舊證書(shū)銜接。各地要將新版證書(shū)啟用事宜及時(shí)通知本轄區(qū)內(nèi)的交通、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、海關(guān)、鐵路、民航和郵政等部門，協(xié)同做好證書(shū)查驗(yàn)。要通過(guò)本地媒體及時(shí)向社會(huì)告知新版證書(shū)啟用事宜，確保新證啟用工作的順利開(kāi)展。各省級(jí)林業(yè)植物檢疫機(jī)構(gòu)要將2019年新版證書(shū)需求量于2018年11月9日前報(bào)我局森林和草原病蟲(chóng)害防治總站，申領(lǐng)新版證書(shū)，并在新版證書(shū)正式啟用后，及時(shí)回收并全部銷毀本轄區(qū)內(nèi)發(fā)放的舊版《植物檢疫證書(shū)》。

樣品三年內(nèi)揮發(fā)分、灰分、有機(jī)酸和皂含量的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3看出，揮發(fā)分、灰分、有機(jī)酸和皂含量三年內(nèi)基本沒(méi)有變化。

表3　膠性能結(jié)果匯總表

2.4門尼粘度

樣品門尼粘度，每月測(cè)試2次，按照t檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。以三年平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖1。

表4　門尼粘度檢驗(yàn)結(jié)果及統(tǒng)計(jì)量

圖1　樣品門尼粘度統(tǒng)計(jì)圖

根據(jù)t檢驗(yàn)結(jié)果，在三年內(nèi)t檢驗(yàn)結(jié)果遠(yuǎn)小于臨界值4.30，樣品在三年內(nèi)穩(wěn)定。

根據(jù)圖1，樣品總平均值49.3，極差0.6，結(jié)果在49.3±0.4范圍內(nèi)，三年內(nèi)穩(wěn)定。

2.5硫化特性與拉伸性能

對(duì)樣品進(jìn)行混煉、硫化，按照GB/T 16584-1996對(duì)混煉膠進(jìn)行硫化特性測(cè)試。樣品混煉的基本配方中SBR 1502質(zhì)量份數(shù)為100、IRB7#炭黑質(zhì)量份數(shù)為50，氧化鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0，硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0，TBBS 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0，硫磺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.75。硫化特性測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

從表5可以看出，樣品三年中各自混煉后硫化特性數(shù)據(jù)基本沒(méi)有變化，硫化速度指數(shù)也基本一致。

表5　樣品160℃硫化特性數(shù)據(jù)匯總

2.5.2拉伸性能

根據(jù)GB/T 8656-1998，樣品按照標(biāo)準(zhǔn)配方4倍進(jìn)行橡膠混煉，拉伸性能按照GB/T 528-2009測(cè)試，其拉伸性能結(jié)果見(jiàn)表6。

表6　樣品拉伸性能數(shù)據(jù)匯總

從表6看出，樣品三內(nèi)年300%定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率處于同一水平，橡膠性能穩(wěn)定。

3結(jié)論

(1)樣品分子量及分布、微觀結(jié)構(gòu)三年數(shù)據(jù)基本一致。

(2)樣品生膠性能、硫化特性及硫化膠拉伸性能三年的測(cè)試數(shù)據(jù)處于同一水平。

(3)36個(gè)月樣品生膠門尼粘度測(cè)試值在49.3±0.4范圍區(qū)間波動(dòng)，在三年內(nèi)t檢驗(yàn)結(jié)果遠(yuǎn)小于臨界值4.30，樣品在三年內(nèi)穩(wěn)定。

(4)苯乙烯-丁二烯橡膠產(chǎn)品在三年內(nèi)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，性能穩(wěn)定，超過(guò)保質(zhì)期后產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有明顯變化。

參考文獻(xiàn)

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Stable Performance Stability Mooney Viscosity Standard Material Research Based on Rubber

LIU Jun-bao，ZHAO You-mu，TANG Yan-wen，CAO Shuai-ying

(National Quality Supervision and Inspection Center of Synthetic Rubber，Lanzhou Petrochemical Research Center，Petro China，Lanzhou 730060，Gansu，China)

Abstract：The standard shelf life of synthetic rubber products is 2 years，and the quality of products with more than shelf life is decreased or there is quality defect. The test contrast of Lanzhou petrochemical company product styrene butadiene rubber (SBR) 1502 was conducted，which lasted three years for bisection micro structure，properties of raw rubber，curing behavior and tensile properties of vulcanized rubber，within three years the SBR 1502 products technical indicators meet the requirements of product standards，had stable performance，over the shelf life product quality had no obvious changes. It gives a technical support for the application of SBR 1502 products.

Key words：styrene butadiene rubber，performance，stability，explore

中圖分類號(hào)：TQ 333.1