Page 220 - 《精细化工》2023年第3期

·676· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

和—OCH 2CH 2CH 2Si—氢的化学位移，在 δ = 0~0.3 处 一部分相分离区域，致使 NBR 分子链间交联程度下
出现了聚硅氧烷链段上—Si(CH 3) 2 —氢的化学位移。 降。而 NBR(PFPE-b-PSi-2-2.0)样品的(MH–ML)最
其中，—CF 2 CH 2 —（δ=3.6~3.8）与—Si—H 的积分面积 大，说明改性 NBR 中的交联结构最多，高于未改性
比为 1∶0.21，即为 4.8∶1，则—Si(CH 3 ) 2 —与—Si—H NBR（简称为 BBR）。另外，由于 A10-P 减磨剂无
的积分面积比为 862.6∶1。由于 PSi-2 的平均摩尔质 反应基团，因而对 NBR 的交联结构影响不大。
量可根据其 Si—H 键推算大约为 1740 g/mol。由此可知
PFPE-b-PSi-2 中 PFPE 和 PSi 嵌段比为 4.8∶6.0，平均 表 2 改性 NBR 硫化特性
Table 2 The vulcanization characteristic of modified NBR
摩尔质量约为 18024 g/mol。
ML/
MH/ (MH–ML)/
2.2 改性 NBR 硫化特性 样品 t 10/s t 90/s (dN·m) (dN·m) (dN·m)
加入 A10-P 和 PFPE-b-PSi-H 减磨剂后，改性 NBR 113 731 1.53 33.39 31.86
NBR 硫化特性见表 2。由表 2 可见，焦烧时间（t 10 ） NBR(A10-P-2.0) 50 303 1.58 31.40 29.82
和工艺正硫化时间（t 90 ）都降低。由于全氟聚醚基 NBR(A10-P-2.5) 52 250 1.33 31.39 30.06
具有较低的表面能，减磨剂分子链在 NBR 硫化过程 NBR(PFPE-b-PSi-1-1.0) 58 244 1.30 29.57 28.27
中逐渐迁移到胶体表面 [16-18] ，在迁移过程中使 NBR NBR(PFPE-b-PSi-1-2.0) 57 239 1.27 29.42 28.15
分子链与促进剂、硫化剂和交联剂碰撞几率提高， NBR(PFPE-b-PSi-1-2.5) 58 244 1.26 28.99 27.73
从而缩短硫化诱导期和交联时间。从最小转矩（ML） NBR(PFPE-b-PSi-2-1.0) 56 284 1.74 33.70 31.96
和最大转 矩（ MH ）可知， PFPE-b-PSi-1 和 NBR(PFPE-b-PSi-2-2.0) 57 251 1.85 34.75 32.90
PFPE-b-PSi-3 减磨剂对 NBR 起到一定的润滑作用， NBR(PFPE-b-PSi-2-2.5) 57 251 1.81 32.10 30.29
而且二者的差(MH–ML)在测试样品中偏小，说明改 NBR(PFPE-b-PSi-3-1.0) 58 249 1.30 29.43 28.13
性 NBR 中的交联结构偏少。因为在相同减磨剂用量 NBR(PFPE-b-PSi-3-2.0) 57 248 1.25 29.16 27.91
时，PFPE-b-PSi-1 含 Si—H 键最多，硫化过程中消 NBR(PFPE-b-PSi-3-2.5) 58 251 1.29 29.73 28.44
耗较多的 DCP 及 NBR 分子链中的 C==C，导致 NBR
自交联程度降低。而 PFPE-b-PSi-3 中聚二甲基硅氧 图 3 为 PFPE-b-PSi-H 减磨剂与 NBR 反应作用
烷（PDMS）的分子链最长，与 NBR 反应后，产生 机理示意图。

图 3 PFPE-b-PSi-H 与 NBR 反应作用机理示意图
Fig. 3 Schematic diagram of reaction mechanism of PFPE-b-PSi-H with NBR

由图 3 可知，首先 DCP 在硫化过程中受热分解， 点，最后形成交联网络。
生成 2-苯基丙氧自由基，然后与 PFPE-b-PSi-H 的 2.3 改性 NBR 的磨损与摩擦系数
Si—H 键作用，产生硅自由基 [19] 。由于空间位阻效 图 4 和 5 分别为改性 NBR 的阿克隆磨耗体积和
应，优先与 NBR 分子链的侧乙烯基反应，生成交联 摩擦系数。