SIDISTAR? R300在改善橡膠減震襯套動靜剛度比中的

SIDISTAR® R300在改善橡膠減震襯套動靜剛度比中的應用

天然膠 SVR10CV（越南產品）、防老劑（圣奧化工公司）、N774、N330（上?？ú┨兀?、SIDISTAR® R300（上海怡創化工有限公司）、其它為常見市售原材料；

1.2 試驗配方    

A(生產配方)：SVR10CV 100；炭黑N660  23； 白炭黑  26；SI-69  4； 

防老劑 4；促進劑  0.8；硫黃 2.5；氧化鋅 5；石蠟 3；硬脂酸 1；氧化鎂  3；

其它3.5。    

B(試驗配方)：SVR10CV 100；炭黑N660  23； 白炭黑10； 

SIDISTAR® R300 20；防老劑4；促進劑0．8；硫黃 2.5；氧化鋅5；石蠟3；

硬脂酸1；氧化鎂 3；其它3.5。

1.3 試驗儀器與設備

X（K）—160開煉機，上海橡膠機械廠；X（M）-35密煉機，益陽橡膠塑料機械集團有限公司；QLB平板硫化機，上海第一橡膠機械廠；AI—8000S電子拉力機，臺灣高鐵科技股份有限公司；MM4130C無轉子硫化儀，北京瑞達宇辰儀器有限公司；邵氏硬度計、老化試驗箱，上海實驗儀器總廠；CMT7000系列微機控制電子萬能試驗機（MTS工業系統有限公司）

1.4 試樣制備  

1.4.1生膠塑煉條件

⑴ 用 X（K）—160開煉機進行塑煉，輥溫40~50℃

⑵ 工藝條件

天然膠：烘膠（3天）→破膠（2mm,三次）→薄通（0.2mm,17次）→放厚（5mm,3次）→下片

1.4.2混煉工藝條件

⑴用X（M）-35密煉機進行混煉，在X（K）—160開煉機進行加硫磺作業。

⑵加料順序：生膠及分散劑→小料及軟化劑→一半炭黑→另一半炭黑和其它填料→促進劑→清掃→排膠

排料控制方法：采用時間－功率曲線聯合控制法，即分段加料采用時間控制法，最后排料采用功率曲線控制法。

⑶功率曲線控制法。所謂功率曲線控制法，就是在加油后功率上升到最大值，然后下降并平穩一定時間后進行排料。

⑷加硫磺壓片條件：壓片降溫（3mm,三次）→加硫磺→打三角包（1mm,5個）→下片（5mm）停放8小時后，按MM4130C無轉子硫化儀所測的時間，采用QLB平板硫化機進行試樣硫化，硫化時間為T90+6分鐘。

1.5 性能測試

膠料的物理性能按相應ASTM標準測試。硫化膠的流變儀曲線按ASTM D5289測試；邵氏硬度按ASTD D2240測定；定伸應力、拉伸強度和拉斷伸長率按照ASTM D412測定，拉伸速率為500mm﹒min-1 ；撕裂強度按ASTM D624測定，拉伸速率為500mm﹒min-1； 老化性能按ASTD D573測試；壓縮永久變形按ASTM D1229測定。

成品靜剛度測試方法：應力±2000N，承載速度：10mm/min，3個循環，在±500處取值；動剛度測試方法：預載應力50N，振幅：±0.025mm，頻率：100HZ

表1 SIDISTAR^® R300的各項性能指標

由表1可看出, SIDISTAR® R300外觀呈淺灰色或純白色，可用于黑色或淺色的橡膠制品中。

表2   膠料試物理機械性能對比

  從表2可以看出，對于來硫化膠而言，使用SIDISTAR® R300的膠料的門尼粘度有很好的改善，加工流動性有很大的提高。焦燒時間較正常生產配方接近，硫化速度近乎相同，這主要是由于SIDISTAR® R300同普通補強材料炭黑一樣，粒徑小，比表面積大，無定形球狀結構，平均粒徑納米級。其特殊的結構，使SIDISTAR® R300展現了與普通白炭黑截然不同的用途，在體系中通過其特有的滾珠效應從而減少內摩擦，改善膠料的流動性和填料的分散性能，同時可以同步改善膠料的耐老化性能和耐疲勞性能。

     同時，因SIDISTAR® R300使用獨特的生產工藝，表面硅醇烷基密度非常低，因而不需要額外加入SI-69或PEG等進行表面處理。

    對于膠料的加工性能而言，使用SIDISTAR® R300的膠料的門尼粘度和ML明顯降低，這是由于SIDISTAR® R300是亞微米級光滑的圓球顆粒，在體系中通過其特有的滾珠效應有效的減少橡膠中大分子鏈內摩擦，改善了膠料的流動性和填料的分散性。說明SIDISTAR® R300可以有效的提高膠料的流動性，從而提高膠料的加工性能。

     與生產配方相比，硫化膠的耐老化性能也有比較明顯的提高，這主要是由SIDISTAR® R300具有納米材料所特有的小尺寸效應以及其特有的光滑球狀結構產生的“滾珠效應”，減少了膠料的內摩擦，從而減少了橡膠動態情況下的生熱。同時與大顆粒材料相比，SIDISTAR® R300由于尺寸小，可以深入到橡膠不飽和鍵附近，并與橡膠分子的不飽和鍵的電子云發生淤滲作用，從而提高了橡膠的穩定性。

2.3 成品試驗

通過膠料的性能對比可以看出，使用了SIDISTAR® R300可以有效提高膠料的綜合性能，為此在生產中使用，進行了減震襯套的成品試制，并與正常生產的同規格產品進行對比試驗。

2.3.1生產工藝流程

2.3.2金屬骨架表面處理

⑴金屬表面脫脂拋丸后，進行磷化處理，磷化采用鋅鈣系磷化工藝。磷化層要求無白灰、無黑斑、無露金屬面。

⑵磷化后表面噴涂膠粘劑，為增加橡膠和金屬粘接效果，采用雙涂工藝，膠漿Chemlok205/6253配制成丁酮或二甲苯稀釋的65%～75%的膠粘劑，用自動噴膠漿機噴涂，底涂厚度要求在5～10μm，面涂厚度要求10～20μm，達到表面無錯噴、漏噴，均勻無雜質。

2.3.3硫化

產品采用注射硫化成型，注射硫化的優點：⑴膠料在注入模具前已在料筒內得到充分預熱和預塑化，提高了膠料的流動性，有利于產品的質量提高和穩定；⑵注射法更適合硫化壓力大、硫化溫度高，硫化時間明顯縮短的硫化工藝條件；⑶進膠量更準確，產品不會缺膠，成品的致密性高；⑷產品內在質量好，外觀合格率高，產品尺寸精密度更理想。

采用立式真空注射平板硫化機（臺灣磐石油壓工業有限公司），硫化的工藝參數為：硫化溫度165±5℃，硫化時間1200～1500sec，注射壓力140～160Kgf，硫化壓力≥190Kgf，硫化產品表面無氣泡，無雜質，硫化模具應該定期噴脫模劑，以保證模具的使用壽命和產品的脫模效果和外觀要求，本次試驗使用Mc Lube® MA 6125E脫模劑。

2.3.4產品結構與測試性能方向如圖1所示

圖1減震襯套及性能測試方向示意圖

正常生產配方生產的產品與使用SIDISTAR® R300配方生產的產品的性能對比，其中每個配方各測5個產品，其性能結果對比如表3和表4所示。

 

表3 正常生產配方減震襯套性能

表4 使用SIDISTAR® R300生產的減震襯套性能

 

對于橡膠減震襯套而言，動剛度/靜剛度值（簡稱動靜比）越小，車輛在行駛顛簸過程中會變形越小，乘坐舒適性越好，駕駛操縱性越高，所以，很多減震襯套對動靜比都有很嚴格的要求，一般都要求在1.3～1.5之間。但是，由于橡膠材料本身的具有滯后效應和阻尼損失，所以，減小減震橡膠產品的動靜比是非常難的工作。從表3和表4可以看出，使用SIDISTAR® R300的產品，產品的性能符合使用標準，而且，動靜比有了很顯著的改善。

 

 

 3 結論

 

1、 添加SIDISTAR® R300的膠料與普通生產配方相比，可以有效的提高膠料的流動性，從而提高膠料的加工性能。

2、由于SIDISTAR® R300特有的滾珠效應，減少了橡膠中高分子鏈的內摩擦力，從而減少了膠料動態下的生熱，因此可以有效的提高膠料耐老化性能和疲勞性能。

3、使用了SIDISTAR® R300的膠料的橡膠減震產品，動靜比有明顯的改善。

 

 

 

END

 

 

 

 陳國棟1，于國利2，鄧波3，趙菲 4，

（1. 洛德機械（上海）有限公司，上海 200131；2.上海怡創化工有限公司，上海，200235；  3.哈金森工業橡膠制品(蘇州)有限公司，江蘇，蘇州 2151224.青島科技大學，山東，青島 266042；）