不同生產工藝天然橡膠的性能差異

卓容燕，唐海龍，袁 意，朱德創

（海南天然橡膠產業集團股份有限公司 海南先進天然橡膠復合材料工程研究中心，海南 澄邁 571924）

天然橡膠（NR）是由橡膠樹分泌的天然膠乳經加工而制成的高分子彈性材料，具有良好的綜合性能，如拉伸強度高，彈性大、氣體阻隔性能和電絕緣性能好，無毒[1-3]。NR的主要成分是橡膠烴，還有少量蛋白質、脂肪酸、水分、灰分等。三葉橡膠樹的橡膠烴由順式-1，4-聚異戊二烯組成，其相對分子質量約為70萬，橡膠烴的相對分子質量對NR的性能影響極大[4-5]。

NR性能直接影響其制品的性能，而不同加工工藝制備的NR性能不同[6]。因此，分析NR的理化性能對NR的應用具有指導意義[4]。目前，我國NR按生產工藝可以分為煙膠片、縐膠片、膠清膠（SCR-G）等，按理化性能可以分為全乳膠（SCRWF）、恒粘膠（SCR-CV）、5#標準膠（SCR5）、10#標準膠（SCR10）、20#標準膠（SCR20）、5#子午線輪胎膠（SCR-RT5）、10#子午線輪胎膠（SCR-RT10）、20#子午線輪胎膠（SCR-RT20）等。

本工作通過對比3種NR（SCR-G，SCR-WF和SCR-RT10）性能的差異，為不同下游產品用戶選擇合適的NR提供指導。

1 實驗

1.1 主要原材料

NR（SCR-G，SCR-WF和SCR-RT10），海南天然橡膠產業集團股份有限公司各加工廠產品；氧化鋅，揚州振中鋅業有限公司產品；硬脂酸，印度尼西亞斯文公司產品；硫黃，南寧五星飼料添加劑有限公司產品；促進劑M，浙江黃巖浙東橡膠助劑有限公司產品。

1.2 試驗配方

NR 100，氧化鋅 6，硬脂酸 0.5，硫黃 3.5，促進劑M 0.5。

1.3 主要設備與儀器

XK-150型開煉機，廣東省湛江機械廠產品；XLB-D型平板硫化機，湖州宏僑橡膠機械有限公司產品；UT-2080型拉力試驗機，中國臺灣優肯科技股份有限公司產品；DHG-9023A型烘箱，上海精宏試驗設備有限公司產品；DR2-5D型高溫馬弗爐，上海唐河實業發展有限公司產品；XS105DU型電子天平（精度為0.000 01 g）和MS204S型電子天平（精度為0.000 1 g），梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司產品；TM8100型半自動定氮儀，丹麥福斯公司產品；P14型塑性計，英國華萊士公司產品；GT-7080-S2型門尼粘度測試儀和M2000-FAN型無轉子硫化儀，高鐵檢測儀器有限公司產品。

1.4 試樣制備

膠料混煉在開煉機上進行。輥距調為2 mm，將已均勻化的NR生膠包輥，依次加入氧化鋅、硬脂酸、硫黃和促進劑，混煉均勻后左右割刀各3—4次；將輥距調為0.8 mm，薄通，打三角包4—5次；將輥距調為3 mm，下片。混煉膠停放12 h，在平板硫化機上硫化，硫化條件為140 ℃×25 min/ 15 MPa。

1.5 性能測試

膠料性能按照相應國家標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 生膠理化性能

3種NR生膠的理化性能見表1。

從表1可以看出：SCR-G的灰分、揮發分和氮含量較大，雜質含量和PRI較小，這是由于鮮膠乳在離心時，絕大多數雜質都沉積在離心鼓中，且膠清粘度小，殘留的雜質容易沉淀出來[5]；SCRWF的灰分、雜質和氮含量都較小；SCR-RT10的雜質含量較大，氮含量較小。

2.2 混煉膠硫化特性

3種NR混煉膠的硫化特性見表2。

從表2可以看出：SCR-G的Fmax較大；SCR-WF的t10較長，加工安全性能較好；SCR-RT10的t10較短，加工安全性能較差。

2.3 硫化膠物理性能

3種NR硫化膠的物理性能見表3。

從表3可以看出，與SCR-WF和SCR-RT10相比，SCR-G的硬度、定伸應力、拉伸強度和撕裂強度都較高，物理性能較好，這與其氮含量和Fmax較大相關。

3 結論

（1）SCR-G的灰分、揮發分和氮含量較大，雜質含量和PRI較小，物理性能較好，且價格較低（比SCR-WF和SCR-RT10便宜4 000元·t-1），但在貯存過程容易吸潮長霉，建議在發泡橡膠制品和鞋底中使用。

表1 3種NR生膠的理化性能

表2 3種NR混煉膠的硫化特性（140 °C）

表3 3種NR硫化膠的物理性能

（2）SCR-WF的灰分、雜質和氮含量都較小，加工安全性能較好，物理性能較差，適用于輸送帶、密封圈和膠鞋等。

（3）SCR-RT10的雜質含量較大，氮含量較小，加工安全性能較差，不宜用于密封制品和高彈、減震制品，適用于輪胎和輸送帶等。