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差示扫描量热仪分析不溶性硫黄的热稳定性

2016-07-31周宏斌钱志强丁元强王宝金张元洪

橡胶科技 2016年3期

周宏斌,钱志强,丁元强,王宝金,张元洪

(怡维怡橡胶研究院有限公司,山东 青岛 266045)

不溶性硫黄(IS)是由普通硫黄开环聚合而成的线性大分子聚合物,因不溶于二硫化碳而得名。与普通硫黄相比,IS能减少喷霜,提高橡胶与钢丝的粘合性能。这些特性使IS广泛用于各种橡胶制品,特别是在子午线轮胎中的应用发展迅猛[1-3]。

热稳定性是IS的关键指标之一。在110 ℃时,IS数分钟内就会全部转化为普通硫黄[4]。目前,评价IS热稳定性的方法主要有石蜡油-烘箱一浴法[5]、石蜡油-硅油二浴法[6]和差示扫描量热仪(DSC)法[7]。其中,前两种方法受人工操作影响较大,而DSC法通过测定IS的熔点、相变、热焓,能准确表征IS的热稳定性[7-8]。

本工作用DSC对IS进行测试,考察测试时升温速率、恒温温度、恒温时间对IS吸热性能的影响,从而评价IS的热稳定性。

1 实验

1.1 原材料和仪器

1#IS,国外产品;2#和3#IS,国内同一厂家的2种牌号产品。NETZSCH 200 F3型DSC,德国耐驰公司产品。

1.2 测试方法

用DSC对IS分别进行非等温和等温测试,IS样品质量10 mg。在非等温测试中,分别以5,10和20℃·min-1的升温速率升温至140 ℃;在等温测试中,以100 ℃·min-1的升温速率分别升温至105,110和120 ℃,并恒温一段时间。

2 结果与讨论

2.1 非等温测试

在DSC测试中,当升温速率为5 ℃·min-1时,IS非等温测试的DSC曲线见图1。从图1可以看出:温度低于90 ℃时,3种IS均未熔融;温度达到95 ℃后,IS熔融并逐渐转化为普通硫黄;3种IS中,1#IS出现吸热峰的温度最高,3#IS出现吸热峰的温度最低。

图1 IS非等温测试的DSC曲线

升温速率对IS吸热峰温度的影响见表1。从表1可以看出:3种IS吸热峰温度都随着升温速率加快而升高;……

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