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摘要：研究了丁腈胶中加入碳化硼后的硫化特性、力学性能。结果表明用量达到15%时它的补强性能最佳。
关键词：NBR SiC 硫化特性 力学性能
中图分类号：TQ 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-353-01
简介
碳黑是橡胶的最有的补强剂，其次是白碳黑，其中碳黑的主元素是碳（c），白碳黑的主要成份是二氧化硅，都集中在第四主族元素、锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）五种 ，只有碳（C）、硅（Si）是非金属。
碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。 碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。可以称为金钢砂或耐火砂。 目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2，分子式：SiC，分子量：40.0962。英文名称：silicon carbide，俗称金刚砂。纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同，而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色，透明度随其纯度不同而异。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC（称立方碳化硅）。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体，已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基该品种，都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约95%，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC约97%以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅，它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体，用以制作的磨具适于轴承的超精加工，可使表面粗糙度从Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。
碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途，例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能效果好。低品级碳化硅（含SiC约85%）是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。碳化硅的硬度很大，莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石（10级）[1]，具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。
此次研究使用的碳化硅是纳米级的粉料，因为碳化硅的粒径直接影响胶料的理化性能。
1 变量试验
1.1主要原材料
NBR1502：100；硫化剂S：0.5；DCP：2；促进剂DM：1；TMTD：0.5；TAIC：1.5；防老剂4010Na：1；RD：2；硬脂酸：1；氧化锌：5；邻苯二甲酸二辛酯：15；碳黑N330：40；碳化硅变量：5、10、15、25、空白。
1.2主要设备和仪器
开炼机XK--160，平板硫化機400×400×100，无转子硫化仪，电子拉力机，硬度计。
1.3试样制备
使用开炼机分别制备NBR母炼胶，加料为生胶、小料、补强剂、增塑剂和硫化剂，混合均匀后，下片，薄通3遍，混合均匀后放大辊距下片，停放24h，备用。使用无转子硫化仪测试共混胶正硫化时间（t90）。使用电加热平板硫化机硫化试样，硫化条件为170℃ X t90。
1.4性能测试
各项性能均按相应最新国家标准测试。
2 结果与讨论
2.1 NBR与HNBR共混比对力学性能分析
从表中可以看出随着碳化硅的用量增加时，胶料的拉伸强度和伸长率也在增加，当达到15份时强度和伸长率出现峰值，然后开始下降。
从上图可以看出随着碳化硅用量的增大随着碳化硅用量的增大最高扭矩升高，NBR混炼胶的硫化速度加快。
3 结论
（1）随着碳化硅用量的增大，NBR混炼胶的硬度增大，最高扭矩升高。
（2）随着碳化硅用量的增大，NBR混炼胶力学性能先升高后降低。
（3）随着碳化硅用量的增大，NBR混炼胶的硫化速度加快。
关键词：NBR SiC 硫化特性 力学性能
中图分类号：TQ 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-353-01
简介
碳黑是橡胶的最有的补强剂，其次是白碳黑，其中碳黑的主元素是碳（c），白碳黑的主要成份是二氧化硅，都集中在第四主族元素、锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）五种 ，只有碳（C）、硅（Si）是非金属。
碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。 碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。可以称为金钢砂或耐火砂。 目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2，分子式：SiC，分子量：40.0962。英文名称：silicon carbide，俗称金刚砂。纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同，而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色，透明度随其纯度不同而异。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC（称立方碳化硅）。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体，已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基该品种，都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约95%，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC约97%以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅，它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体，用以制作的磨具适于轴承的超精加工，可使表面粗糙度从Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。
碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途，例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能效果好。低品级碳化硅（含SiC约85%）是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。碳化硅的硬度很大，莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石（10级）[1]，具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。
此次研究使用的碳化硅是纳米级的粉料，因为碳化硅的粒径直接影响胶料的理化性能。
1 变量试验
1.1主要原材料
NBR1502：100；硫化剂S：0.5；DCP：2；促进剂DM：1；TMTD：0.5；TAIC：1.5；防老剂4010Na：1；RD：2；硬脂酸：1；氧化锌：5；邻苯二甲酸二辛酯：15；碳黑N330：40；碳化硅变量：5、10、15、25、空白。
1.2主要设备和仪器
开炼机XK--160，平板硫化機400×400×100，无转子硫化仪，电子拉力机，硬度计。
1.3试样制备
使用开炼机分别制备NBR母炼胶，加料为生胶、小料、补强剂、增塑剂和硫化剂，混合均匀后，下片，薄通3遍，混合均匀后放大辊距下片，停放24h，备用。使用无转子硫化仪测试共混胶正硫化时间（t90）。使用电加热平板硫化机硫化试样，硫化条件为170℃ X t90。
1.4性能测试
各项性能均按相应最新国家标准测试。
2 结果与讨论
2.1 NBR与HNBR共混比对力学性能分析
从表中可以看出随着碳化硅的用量增加时，胶料的拉伸强度和伸长率也在增加，当达到15份时强度和伸长率出现峰值，然后开始下降。
从上图可以看出随着碳化硅用量的增大随着碳化硅用量的增大最高扭矩升高，NBR混炼胶的硫化速度加快。
3 结论
（1）随着碳化硅用量的增大，NBR混炼胶的硬度增大，最高扭矩升高。
（2）随着碳化硅用量的增大，NBR混炼胶力学性能先升高后降低。
（3）随着碳化硅用量的增大，NBR混炼胶的硫化速度加快。