不同硫化體系對(duì)打印機(jī)膠輥耐熱性能的影響

王巧娥

(威海職業(yè)學(xué)院， 山東 威海 264210)

不同硫化體系對(duì)打印機(jī)膠輥耐熱性能的影響

王巧娥

(威海職業(yè)學(xué)院， 山東 威海 264210)

試驗(yàn)研究了DCP交聯(lián)劑對(duì)用于打印機(jī)取紙膠輥的EPDM膠料耐熱性能的影響，并與使用硫黃硫化體系的EPDM膠料進(jìn)行比較。使用DCP硫化的EPDM膠料耐熱性提高、壓縮永久變形減小，定伸應(yīng)力提高，尺寸穩(wěn)定性提高，能夠滿足使用要求。

交聯(lián)劑；EPDM；耐熱性能；DCP

交聯(lián)劑是一種能在線型分子間起架橋作用，從而使多個(gè)線型分子相互鍵合交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，是促進(jìn)或調(diào)節(jié)聚合物分子鏈間共價(jià)鍵或離子鍵形成的物質(zhì)。交聯(lián)劑主要用在高分子材料(橡膠與熱固性樹脂)中。因?yàn)楦叻肿硬牧系姆肿咏Y(jié)構(gòu)就象一條條長(zhǎng)的線，沒交聯(lián)時(shí)強(qiáng)度低，易拉斷，且沒有彈性，交聯(lián)劑的作用就是在線型的分子之間產(chǎn)生化學(xué)鍵，使線型分子相互連在一起，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣可提高橡膠的強(qiáng)度和彈性。

硫黃硫化體系是二烯類橡膠最為常用的硫化體系，可制得軟質(zhì)高彈性硫化膠。由于硫化膠網(wǎng)絡(luò)中70%以上是多硫交聯(lián)鍵，具有較高的主鏈改性。硫化膠具有良好的初始疲勞性能，室溫條件下具有優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能，但其最大的缺點(diǎn)是不耐熱氧老化，硫化膠不能在較高溫度下長(zhǎng)期使用[1]。

硫黃硫化體系形成的多硫鍵可賦予膠料良好的撕裂強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、耐疲勞性能和高的拉斷伸長(zhǎng)率，但這類交聯(lián)鍵的穩(wěn)定性較差，膠料易發(fā)生硫化返原，且耐熱性和壓縮永久變形性能相應(yīng)也較差[2]。

硫黃硫化體系硫化EPDM用于規(guī)格型號(hào)較大的普通打印機(jī)中可滿足使用要求，但對(duì)于某些新型打印機(jī)，如規(guī)格的小型化以及功能的高性能化等，硫黃硫化的膠料已不能滿足性能要求，特別是在耐熱性能方面。本實(shí)驗(yàn)討論使用DCP硫化EPDM膠料對(duì)耐熱性能的改善，以便實(shí)現(xiàn)小型打印機(jī)能夠連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間打印的要求。

取紙膠輥性能要求:

邵氏A硬度 60±5，拉伸強(qiáng)度 8.50MPa，200%定伸應(yīng)力 3.80MPa，撕裂強(qiáng)度35kN·m-1

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

EPDM，牌號(hào)4640，美國(guó)杜邦陶氏彈性體公司；白炭黑，羅地亞白炭黑(青島)有限公司；輕質(zhì)碳酸鈣，淄博建陟工貿(mào)有限公司；石蠟油2280，美國(guó)太陽(yáng)公司；硫黃，青島順德橡膠助劑廠；DCP，上海高橋石油化工公司。

1.2 試驗(yàn)配方

I#配方：EPDM 100，白炭黑 39，碳酸鈣 20， 氧化鋅 5，硬脂酸 2.0，防老劑445 2.0， 硫黃 1.3，促進(jìn)劑 4.5，DTDM 0.6，鈦白粉 1.0，著色劑 0.1，石蠟油2280 25。合計(jì)：200.5

2#配方：EPDM 100，白炭黑 41，碳酸鈣 25， 氧化鋅 5，硬脂酸 1.8，防老劑445 2.0， DCP 3.0，硫黃 0.3，PEG4000 1.5，鈦白粉 1.0，著色劑 0.1，石蠟油2280 21。合計(jì)：201.7

1.3 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

XK-160型兩輥開煉機(jī)，無(wú)錫華源橡塑機(jī)械廠；XLB-D型 電熱平板硫化機(jī)，湖州宏橋橡膠機(jī)械有限公司產(chǎn)品；GT-M2000-A型硫化儀，高鐵檢測(cè)儀器有限公司；GT-7080-S2型門尼粘度儀，高鐵檢測(cè)儀器有限公司；AGS-X型萬(wàn)能電子拉力機(jī)，島津分析檢測(cè)儀器有限公司；400A型熱空氣老化箱，江都市開源試驗(yàn)機(jī)械廠；GT-GS-MB型橡膠硬度計(jì), 高鐵檢測(cè)儀器有限公司；游標(biāo)卡尺，蘇州精益精密儀器有限公司。

1.4 試樣制備

將EPDM在開煉機(jī)上塑煉均勻，包輥后依次加入促進(jìn)劑、防老劑、氧化鋅、硬脂酸、著色劑、白炭黑、碳酸鈣、石蠟油、硫化劑等，混煉均勻后薄通6次下片，停放24h。將混煉膠在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化，硫化條件為170℃×t90。

1.5 性能測(cè)試

膠料按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫化特性

表1 不同硫化體系對(duì)膠料硫化特性的影響

從表1可以看出，DCP體系的膠料門尼粘度較高，焦燒時(shí)間、正硫化時(shí)間有所延長(zhǎng)。

2.2 物理機(jī)械性能

表2 不同硫化體系對(duì)硫化膠物理機(jī)械性能的影響

從表2可以看出，硫黃體系硫化膠與DCP體系硫化膠相比，具有較低的硬度和定伸應(yīng)力以及較高的撕裂強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率，主要是因?yàn)榱螯S體系形成的多硫鍵可賦予硫化膠良好的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度及拉斷伸長(zhǎng)率。

2.3 耐熱空氣老化性能

表3 不同硫化體系對(duì)硫化膠耐熱空氣老化性能的影響

注：老化條件120℃×72h

從表3可以看出，DCP體系的硫化膠表現(xiàn)出較小的物理機(jī)械性能變化率，耐熱老化性能優(yōu)于硫黃體系的硫化膠，這是由于過氧化物體系形成的碳-碳交聯(lián)鍵較短，剛性較大，穩(wěn)定性較高，從而使硫化膠的物理機(jī)械性能變化幅度減小，特別是耐熱性能、尺寸穩(wěn)定性有較大提高。

3 結(jié)論

(1)使用過氧化物體系的膠料耐熱性能明顯優(yōu)于硫黃硫化體系的膠料，尺寸穩(wěn)定性提高。

(2)使用過氧化物體系的硫化膠的物理機(jī)械性能能夠滿足膠輥使用要求。

[1] 楊清芝．實(shí)用橡膠工藝學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005： 62．

[2] 唐 斌.乙丙橡膠應(yīng)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005： 97．

(本文文獻(xiàn)格式：王巧娥 .不同硫化體系對(duì)打印機(jī)膠輥耐熱性能的影響[J].山東化工，2016，45(14)：18-19.)

Effects of Different Curing Systems on the Heat Resistance of Rubber Covered Roller Used in Printers

WangQiaoe

(Weihai Vocational College,Weihai 264210,China)

The effects of DCP crosslinking agent on the heat resistance of EPDM used in printer rubber covered roller were studied in this paper. And the DCP was compared with sulfur curing system. The heat resistance, tensile stress and dimensional stability of vulcanized EPDM rubber with DCP were improved and the compression set was reduced. The results indicated that the rubber vulcanized with DCP could satisfy the operating requirements.

crosslinking agent, EPDM, heat resistance; DCP

2016-05-15

王巧娥(1965—)，女，山東萊西人，高級(jí)工程師，主要研究方向：高分子材料配方設(shè)計(jì)及加工。

TQ330.6

A

1008-021X(2016)14-0018-02