论文部分内容阅读
本课题为国家自然科学基金资助项目，采用恒速型双筒毛细管流变仪等仪器研究了两种不同结构的溶聚丁苯橡胶(SSBR-T2003和SSBR-2305)及混炼胶的挤出流变性能，分析了溶聚丁苯橡胶及混炼胶挤出畸变产生的扰动源，考察了炭黑对溶聚丁苯橡胶挤出流变性能的影响。 结果表明，两种溶聚丁苯橡胶生胶挤出时均发生整体挤出畸变。对比而言，SSBR-2305的挤出畸变更严重，畸变产生的主要扰动源是高速挤出时口模入口区的拉伸流动失稳。SSBR-2305的剪切黏度更高，非牛顿性更强，入口压力降更大，熔体弹性更强，这与该胶料分子量大，分子链结构为端基锡偶联呈支化结构有关。采用Haake流变仪对胶料实施塑炼，但塑炼对胶料的黏弹性和挤出性能影响不大。 两种炭黑混炼胶的挤出稳定性明显优于生胶。炭黑份数较多时，生胶的整体畸变基本被抑制，挤出畸变主要表现为程度不同的表面畸变。填充30和50份炭黑的SSBR-2305混炼胶在高挤出速率下甚至出现类似第二光滑挤出现象，说明炭黑加入既能稳定口模入口区的拉伸流场，抑制整体畸变；又能减轻熔体在口模壁的拉伸形变，改善表面畸变。 混炼胶的剪切黏度随炭黑份数增加而增大，而挤出胀大比明显小于生胶，且随炭黑份数增加胀大比逐渐减小，说明挤出过程中混炼胶的弹性储能降低。SSBR-T2003混炼胶的流动曲线保持连续，但曲线斜率低于生胶；SSBR-2305混炼胶的流动曲线中部发生断裂，断裂前后曲线斜率突变，表明混炼胶的口模壁应力集中效应较强，熔体/口模壁的界面在高挤出速率下可能发生黏/滑界面的转变。混炼胶挤出性能对温度变化的敏感性差。 混炼胶挤出时口模入口区弹性储能减少，黏性损耗增大，拉伸流动趋于平稳。混炼胶挤出畸变的扰动源主要位于口模内部的模壁附近。扰动性质是熔体/口模壁的强应力集中效应使界面状态失稳。 炭黑份数超过30份时，混炼胶中形成网络结构，发生Payne效应，且炭黑份数越高，网络结构含量越大，Payne效应越明显。胶料的弹性储能减小，也是挤出稳定性改善的原因之一。 炭黑网络的形成，使填充20份炭黑混炼胶的G’、G”突增，而SSBR-2305混炼胶的G’、G”随炭黑份数的增加逐步增大，未发生突增。炭黑网络能较大幅度减小挤出胀大比，使弹性储能降低，挤出物外观得到改善。 填充炭黑N660的SSBR混炼胶的挤出胀大比较大，弹性储能较多，挤出畸变更严重些，而剪切黏度在整个剪切速率范围内与炭黑N330混炼胶的相差不大，Payne效应较小。填充N375的SSBR混炼胶的挤出胀大比较小，弹性储能较少，挤出畸变较轻，剪切黏度始终大于炭黑N330混炼胶的，但增幅有限，Payne效应明显。填充Z1115的SSBR-T2003混炼胶的挤出胀大比较小，挤出畸变显著减轻，剪切黏度始终大于炭黑N330混炼胶的，Payne效应显著。