邱守興

(勝利油田長(zhǎng)龍橡塑有限責(zé)任公司，山東 東營(yíng) 257091)

一般橡膠是電絕緣材料[1]，但當(dāng)其表面受到摩擦?xí)r，處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷積聚形成靜電荷。當(dāng)電荷積聚達(dá)到一定的數(shù)量時(shí)，便會(huì)以火花的形式釋放。當(dāng)放電量輕微時(shí)，對(duì)人體不會(huì)構(gòu)成危害，但當(dāng)放電達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)造成電擊。為了保障人身安全，在各種場(chǎng)合使用的橡膠，必須是能夠消除靜電的抗靜電橡膠。本次試驗(yàn)是研究在相同的配方中分別添加不同種類抗靜電劑[2]、同種類不同量的抗靜電劑對(duì)丁腈橡膠的硫化特性、力學(xué)性能的影響，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了討論，得到各項(xiàng)指標(biāo)和抗靜電性能較為優(yōu)異的產(chǎn)品配方。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原材料

丁腈橡膠N41；氧化鋅、硬脂酸、PEG4000、防老劑RD、硫磺、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑TT、DOP、防焦劑CTP均為市售產(chǎn)品；330N、3600、8200、EP240，上海高橋石化；沉淀法白炭黑，上海滬東化工廠；抗靜電劑DE-8A、DE-8B、DE-8C（自制）。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備見表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

1.3 試樣制備

用開煉機(jī)將NBR進(jìn)行混煉，先投入生膠通過(guò)輥距后包于前輥，然后按生膠、ZnO、硬脂酸、PEG4000、防老劑RD、抗靜電劑、白炭黑、DOP、硫磺、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑TT的加料順序加入，進(jìn)行切割翻煉，左右倒膠4次，打三角包5～6次，最后薄通3～5遍，將輥距調(diào)至2 mm左右下片，冷卻至40℃以下再疊放8 h以上供下一道工序使用。

用無(wú)轉(zhuǎn)子流變儀測(cè)150℃時(shí)丁腈橡膠的硫化特性曲線，得出丁腈橡膠的工藝正硫化時(shí)間。

在平板硫化機(jī)上硫化試樣，硫化條件為溫度150℃，壓力為15 MPa，時(shí)間為工藝正硫化時(shí)間。硫化好的試樣停放24 h后進(jìn)行性能測(cè)試。

1.4 性能測(cè)試

拉伸性能： 按GB/T528—1998用AI-7000M型電子拉力機(jī)進(jìn)行拉伸，拉伸速度為500 mm/min，測(cè)試試樣的拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、扯斷伸長(zhǎng)率等。

撕裂性能：按GB/T529—1999用AI-7000M型電子拉力機(jī)進(jìn)行測(cè)試，拉伸速度為500 mm/min，測(cè)試樣的撕裂強(qiáng)度。

硬度測(cè)試：試驗(yàn)用LX-A型邵氏硬度計(jì)測(cè)量試樣的硬度。

磨耗：按GB9867—88標(biāo)準(zhǔn)在GT-7012-D型邵坡爾磨耗實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。

電阻率的測(cè)定：按GB/T—1410—2006用PC68型數(shù)字高阻計(jì)測(cè)出試樣的表面電阻率及體積電阻率，表征試樣的導(dǎo)電能力。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同抗靜電劑對(duì)丁腈橡膠性能的影響

試驗(yàn)基礎(chǔ)膠料配方見表2所示。

表2 基礎(chǔ)配方（質(zhì)量份）

2.1.1 不同種類抗靜電劑對(duì)丁腈橡膠硫化性能的影響

表3所示為實(shí)驗(yàn)?zāi)z料硫化特性。

表3 加入不同種類抗靜電劑丁腈橡膠的硫化特性

由表3可知，加入抗靜電劑后t10有不同程度的減小，說(shuō)明加入抗靜電劑會(huì)縮短焦燒時(shí)間。由表知加入抗靜電劑后ML、MH、MH-ML均有所降低，說(shuō)明抗靜電劑使丁腈橡膠門尼黏度、強(qiáng)度等均有所降低。

2.1.2 不同種類抗靜電劑對(duì)丁腈橡膠力學(xué)性能的影響

改變抗靜電劑種類，測(cè)試不同抗靜電劑對(duì)試樣拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度、拉斷伸長(zhǎng)率、耐磨性等性能的影響。具體如圖1所示。

通過(guò)圖1可知，加入抗靜電劑后膠料拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度有不同程度的降低，耐磨性變差，說(shuō)明抗靜電劑對(duì)丁腈橡膠的力學(xué)性能有影響，抗靜電劑是小分子物質(zhì)，起到增塑劑的作用。所以加入抗靜電劑后使丁腈橡膠的力學(xué)性能降低。

圖1 不同抗靜電劑對(duì)丁腈橡膠力學(xué)性能的影響

2.1.3 不同種類抗靜電劑對(duì)丁腈橡膠電性能的影響

分別測(cè)試加入不同抗靜電劑試樣的表面電阻率和體積電阻率，如圖2。

圖2 不同抗靜電劑對(duì)丁腈橡膠電性能的影響

通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，未添加抗靜電劑的丁腈橡膠的表面電阻率和體積電阻率分別為7.98×109Ω·cm和1.72×108Ω·cm。通過(guò)表3可知，加入抗靜電劑后，丁腈橡膠的表面電阻率和體積電阻率都有所降低，說(shuō)明加入不同種類抗靜電劑不同程度的改善丁腈橡膠的抗靜電性能。

2.2 抗靜電劑加入量對(duì)丁腈橡膠性能的影響

2.2.1 抗靜電劑DE-8A加入量對(duì)丁腈橡膠性能的影響

表4所示為不同抗靜電劑DE-8A份量的膠料。

表4 基礎(chǔ)配方（質(zhì)量份）

2.2.1.1 抗靜電劑DE-8A加入量對(duì)丁腈橡膠力學(xué)性能的影響

由圖3可知，隨抗靜電劑DE-8A加入量增加，拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)，而硬度無(wú)明顯變化，隨DE-8A添加量增加，扯斷伸長(zhǎng)率逐漸增大，相對(duì)體積磨耗量呈增大趨勢(shì)，耐磨性變差，在抗靜電劑用量為4份時(shí)最差。說(shuō)明隨抗靜電劑加入量增加，丁腈橡膠力學(xué)性能降低。

圖3 抗靜電劑DE-8A加入量對(duì)丁腈橡膠力學(xué)性能的影響

2.2.1.2 抗靜電劑DE-8A加入量對(duì)丁腈橡膠電性能的影響

分別測(cè)試丁腈橡膠的表面電阻率和體積電阻率，如圖4。

圖4 抗靜電劑DE-8A加入量對(duì)丁腈橡膠電性能的影響

由圖4可知，隨抗靜電劑DE-8A加入量增加，丁腈橡膠的表面電阻率和體積電阻率逐漸減小。添加量為5份時(shí)，較未添加時(shí)降低了2個(gè)數(shù)量級(jí)，說(shuō)明抗靜電劑用量增加，改善丁腈橡膠的抗靜電性能。

2.2.2 抗靜電劑DE-8B加入量對(duì)丁腈橡膠性能的影響

按照基礎(chǔ)配方，改變抗靜電劑DE-8B加入量，測(cè)試丁腈橡膠的各項(xiàng)性能。

2.2.2.1 抗靜電劑DE-8B加入量對(duì)丁腈橡膠力學(xué)性能的影響

由圖5可知，隨抗靜電劑DE-8B加入量增加，丁腈橡膠的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)，即抗靜電劑用量增加膠料強(qiáng)度降低。而硬度隨抗靜電劑用量改變無(wú)明顯變化，扯斷伸長(zhǎng)率逐漸增加。相對(duì)體積磨耗量隨DE-8B的用量增加而逐漸增大，即說(shuō)明抗靜電劑增多使耐磨性變差。

圖5 抗靜電劑DE-8B加入量對(duì)丁腈橡膠力學(xué)性能的影響

2.2.2.2 抗靜電劑DE-8B加入量對(duì)丁腈橡膠電性能的影響

改變抗靜電劑DE-8B加入量，分別測(cè)試丁腈橡膠的表面電阻率和體積電阻率，其影響如圖6。

由圖6知，隨抗靜電劑DE-8B加入量增加，丁腈橡膠的表面電阻率和體積電阻率逐漸減小，即抗靜電劑用量越多，丁腈橡膠抗靜電性能越好。

2.2.3 抗靜電劑DE-8C加入量對(duì)丁腈橡膠性能的影響

2.2.3.1 抗靜電劑DE-8C加入量對(duì)丁腈橡膠力學(xué)性能的影響

圖6 抗靜電劑DE-8B加入量對(duì)丁腈橡膠電性能的影響

由圖7可知，隨抗靜電劑DE-8C加入量增加，丁腈橡膠的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度逐漸降低，硬度無(wú)明顯變化，扯斷伸長(zhǎng)率逐漸增加，相對(duì)體積磨耗量增加，說(shuō)明耐磨性變差。

2.2.3.2 抗靜電劑DE-8C加入量對(duì)丁腈橡膠電性能的影響

改變DE-8C加入量，分別測(cè)試丁腈橡膠的表面電阻率和體積電阻率，結(jié)果如圖8。

由圖8知，隨抗靜電劑DE-8C加入量增加，丁腈橡膠的表面電阻率和體積電阻率逐漸減小，即抗靜電劑用量越多，丁腈橡膠抗靜電性能越好。

圖7 抗靜電劑DE-8C加入量對(duì)丁腈橡膠力學(xué)性能的影響

圖8 抗靜電劑DE-8C加入量對(duì)丁腈橡膠電性能的影響

3 結(jié)論

（1）加入抗靜電劑后t10減小，說(shuō)明加入抗靜電劑會(huì)縮短焦燒時(shí)間。加入抗靜電劑后MH-ML有所降低。

（2）加入抗靜電劑后，膠料的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度都呈下降趨勢(shì)，耐磨性變差。隨抗靜電劑用量的增加，膠料的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度也逐漸降低，耐磨性加入到4份后趨于好轉(zhuǎn)。說(shuō)明抗靜電劑使膠料的力學(xué)性能變差。

（3）加入抗靜電劑，明顯降低了膠料的表面電阻率和體積電阻率，隨抗靜電劑用量增加，表面電阻率和體積電阻率也越小，顯著改善了丁腈橡膠的抗靜電性能。

（4）對(duì)比3種抗靜電劑DE-8A的綜合性能最好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄧本誠(chéng)，紀(jì)奎江.橡膠工藝原理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1984,1～3.

[2] 王夢(mèng)蛟，等. 橡膠工業(yè)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1989,278～280.