表 4 不同硫化体系对胶料性能的影响
注：生胶为NBR 85，BR 15，硫化体系为变量，其余配合剂用量见基本配方。 2.3 补强体系对胶料性能的影响
丁腈橡胶属于一种非结晶性、无定型的聚合物，本身的拉伸强度比较低，耐寒性能好的低丙烯腈含量的 NBR 拉伸强度则更低，因此胶料必须经过填充一定量的补强材料进行补强，才具有实际应用的价值，炭黑是丁腈橡胶的主要补强剂。工业应用的炭黑品种很多，不同品种的炭黑具有不同的结构度和粒径，从而具有不同的补强效果，对胶料的物理机械性能有着重要的影响。本工作对5 种不同品种的通用型炭黑进行了试验比较，结果见表5。表 5 不同补强体系对胶料性能的影响
注：生胶为NBR 85，BR 15，硫化体系为复合硫化体系，补强体系为变量，其余配合剂用量见基本配方。 从表中可以看出，各种类的炭黑均有各自的优缺点，其中快压出、混气、喷雾三种炭黑的耐寒性能均比较好，但混气炭黑的补强性能较差。对此三种炭黑进一步进行并用考察，发现快压出炭黑和混气炭黑按照 40/20 并用所得胶料性能最佳，其性能为：拉伸强度13.0Mpa，伸长率485%，压缩永久变形28%，低温脆性＜－61℃，压缩耐寒系数－40℃下为0.55，－50℃下为0.42。
2.4 软化体系对胶料性能的影响
软化剂的加入能够增大橡胶分子之间的距离，减少分子之间的作用力，并产生润滑作用，使分子链之间容易滑动，同时也增加了橡胶大分子的柔顺性。软化剂是影响硫化胶耐寒性能最重要的配合剂之一，它的配合能够大大的提高硫化胶的耐寒性，同时也能改善胶料的流动性和加工性。据资料介绍 [3] ，耐寒性丁腈橡胶配方中常用的软化剂有邻苯二甲酸二丁酯（DBP），邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，癸二酸二辛酯(DOS)，己二酸二辛酯(DOA)以及液体丁腈等，或者将它们并用。本工作对此进行了考察，比较结果见表6。表 6 不同软化体系对胶料性能的影响
注：软化体系为变量，其余配合剂用量见基本配方。 由结果可知，软化剂的种类和用量对胶料的低温耐寒性能有很大影响，两种不同的软化剂并用能产生协同作用，通过对这几种软化剂的试验考察，可以看出，加入液体丁腈后所得胶料硬度偏高，而且伸长率较低；DBP、DOA 和 DOS 三种软化剂均具有较低的脆性温度和较高的压缩耐寒系数，经综合考虑，选用DOA/DOS 并用所得胶料的耐寒性能最佳。
2.5 耐寒 NBR 配方的确定
通过对主体材料、硫化体系、补强体系和软化体系的系统考察，确定了在低温下具有优良耐寒性的配方为：NBR 85，BR 15，氧化锌 7，硬脂酸 1.5，4010NA 1.5，MB1.5；快压出炭黑 40，混气炭黑 20，DOA/DOS 40, 复合硫化剂 4, 促进剂 2.5，其它助剂 4；合计 220。
用该配方进行试验，所得胶料各项性能见表 7，达到了机车车辆制动机用油封制品的性能要求。表 7 耐寒 NBR 优化配方胶料性能
 3 结论
通过对各个配合体系的研究和试验考察，确定了耐寒丁腈橡胶的优化配方。所得到的胶料具有优良的耐油和低温耐寒性能，脆性温度＜－61℃ ，压缩耐寒系数在 －40℃和－50℃下分别达到了0.69 和0.61，达到了相应的技术指标。
该配方还适宜用于其它硬度较低，同时要求具有较高的拉伸强度和伸长率、优良耐寒性能和耐油性橡胶制品的生产。
参考文献
[1] 郑华. 耐寒丁腈橡胶隔膜的研制[J]. 特种橡胶制品，2000，21（4）：2830.
[2] 赵志正. 基于丁腈和二烯弹性体并用硫化胶的耐寒性[J]. 橡胶参考资料，1996，26（10）：5860.
[3] 橡胶工业手册（第一分册）[M]. 北京，化学工业出版社，1998：387476.
作者单位：株洲时代新材料科技股份有限公司/技术中心 ( |
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