再生膠粉對(duì)POE鞋底的力學(xué)性能的影響

瞿 波，陳燕瓊,2，佘少婷,2，黃 海

（1.泉州師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，福建泉州362000；2.晉江誠長鞋材有限公司，福建晉江362204）

再生膠粉對(duì)POE鞋底的力學(xué)性能的影響

瞿 波1，陳燕瓊1,2，佘少婷1,2，黃 海1

（1.泉州師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，福建泉州362000；2.晉江誠長鞋材有限公司，福建晉江362204）

通過研究再生膠粉對(duì)鞋底共混膠各種力學(xué)性能的影響，得出再生膠粉用量對(duì)再生膠粉/POE共混體力學(xué)性能影響較大的結(jié)論。在用作鞋底料的共混膠料中，再生膠粉含量應(yīng)保持在40～50份之間，45份為最佳。

拉伸強(qiáng)度；再生膠粉；POE；力學(xué)性能

聚烯烴彈性體［1］（Polyolefin Elastomer，縮寫為POE）是一種利用茂金屬催化劑技術(shù)生產(chǎn)的多功能性乙烯-α-烯烴共聚物，POE分子結(jié)構(gòu)與三元乙丙橡膠（EPDM）相似，乙烯鏈結(jié)晶區(qū)（樹脂相）在POE中起物理交聯(lián)點(diǎn)作用，定量丁烯或辛烯的引入，削弱了聚乙烯鏈的結(jié)晶區(qū)，形成了無定型區(qū)（橡膠相），因而POE具有塑料和橡膠的雙重特性，是塑料與橡膠的橋梁產(chǎn)品。POE的分子量分布較窄且所具有的支鏈較短，故具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能（高彈性、高強(qiáng)度、高伸長率）和良好的低溫性能；又由于其分子鏈飽和，含的叔碳原子相對(duì)較少，因此具有優(yōu)良的抗紫外線性能和耐熱氧老化性能。另外，限制幾何構(gòu)型催化劑技術(shù)（CGCT）也改善了其加工流變特性，使其具有較強(qiáng)的剪切敏感性和熔體強(qiáng)度，有利于實(shí)現(xiàn)高速擠出，提高產(chǎn)量。POE可通過過氧化物或照射方式有效地架橋，得到優(yōu)良的耐天候、耐熱老化、耐化學(xué)腐蝕材料，這種材料具有較高的抗拉強(qiáng)度與撕裂強(qiáng)度以及較低的壓縮永久變形性能。POE也應(yīng)用于與其他聚烯烴的共混改性，其性能優(yōu)于PVC、EVA、SBR，甚至超出EMA和EPDM，大有取代常規(guī)EPDM的趨勢。POE在汽車工業(yè)中也有較好的應(yīng)用前景［2-3］。

再生膠粉［4］是指廢舊橡膠制品經(jīng)清洗、切割、粉碎、除鐵去雜，再活化加工，得到的粉末狀橡膠材料（簡稱再生膠）。再生膠具有一定的彈性以及耐磨、抗滑和耐老化等性能，可廣泛用于體育塑膠運(yùn)動(dòng)場、鞋材、游樂場、橡膠地磚、防水卷材、防水涂料、公路改性瀝青、橡膠制品、變性淀粉等。再生膠具有一定的物理機(jī)械性能和重復(fù)加工性，在常溫下具有一定的橡膠彈性，在高溫下能按塑料的加工成型方式而加工成型。在成品性能允許的前提下，采用再生膠粉和其他彈性體共混改性，由于再生膠價(jià)格低廉，可大大降低熱塑性彈性體的成本［5-6］。

在POE中添加一定量的再生膠粉既可以充當(dāng)填料降低成本，又可以發(fā)揮膠粉的彈性、耐磨性，同時(shí)還能解決廢棄橡膠的污染問題。但是，再生膠的加入必然使彈性體的力學(xué)性能受到相應(yīng)的影響［7-10］。基于此，本文就再生膠和POE彈性體的共混進(jìn)行了研究，探討再生膠對(duì)共混膠制品——鞋底的力學(xué)性能的影響，以便為再生膠在鞋材中的循環(huán)利用提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑及設(shè)備

所用試劑均為工業(yè)純。POE（6102）乙烯-辛烯共聚物（美國?？松梨诠荆?，偶氮二甲酰胺（科美材料科技有限公司），過氧化二異丙苯（上海迪森化工有限公司），三烯丙基異氰脲酸酯（浙江黃巖浙東橡膠助劑有限公司），硬脂酸（江蘇如皋市雙馬化工有限公司），氧化鋅（上海元吉化工有限公司），再生膠粉（≥40目，市售品）。

主要設(shè)備：S（X）K-160A型雙輥開煉機(jī)（上海第一橡膠機(jī)械廠），XLB-D型平板硫化機(jī)（上海第一橡膠機(jī)械廠），GT-7010-AEP型微電腦拉力試驗(yàn)機(jī)（高鐵檢測儀器有限公司），GT-7035-UA型耐黃變?cè)囼?yàn)機(jī)（高鐵檢測儀器有限公司），GT-7049型永久壓縮歪度測試器（高鐵檢測儀器有限公司），邵氏C型橡膠硬度計(jì)（江蘇省無錫市前洲測量儀器廠），HT-1016型JAMES鞋子止滑試驗(yàn)機(jī)（東莞市恒通檢測儀器有限公司），HT-1009國際整鞋耐磨試驗(yàn)機(jī)（東莞市恒通檢測儀器有限公司）。

1.2 試樣制備和性能測試

將一定量的再生膠與POE混合，雙輥開煉機(jī)開煉后，放入波紋單面鞋型模具中，平板硫化機(jī)硫化，冷卻，制得鞋底成品。按照GB/T 3903方法測試試樣的力學(xué)性能。

2 結(jié)果與討論

2.1 再生膠粉用量對(duì)共混膠料拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長率的影響

共混膠料拉伸強(qiáng)度與再生膠粉含量的變化關(guān)系見圖1。由圖1可知，隨著再生膠粉用量的增加，共混膠料拉伸強(qiáng)度逐漸增大。當(dāng)50份質(zhì)量的POE中加入45份質(zhì)量的再生膠粉（簡稱45份膠粉，以下同）時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大，即2.55 MPa。當(dāng)再生膠粉含量進(jìn)一步加大時(shí)，拉伸強(qiáng)度基本保持不變。共混膠料拉伸強(qiáng)度的增加主要是再生膠的貢獻(xiàn)。再生膠是由經(jīng)過硫化后的廢舊制品制得的，其強(qiáng)度較POE大，且拉伸性能穩(wěn)定。單從拉伸強(qiáng)度來看，為降低共混膠料的成本，再生膠粉含量可以≥45份。

圖1 再生膠粉含量對(duì)共混膠料拉伸強(qiáng)度的影響

再生膠粉含量對(duì)共混膠料斷裂伸長率的影響見圖2。再生膠粉與POE在共混膠料中是以相分離狀態(tài)存在的，再生膠粉含量較少時(shí)，POE對(duì)共混膠料的斷裂伸長起主要作用；再生膠粉含量較多時(shí)，主要貢獻(xiàn)者變成再生膠粉。由圖2可見，隨著再生膠粉含量的增大，斷裂伸長率不斷下降，當(dāng)再生膠粉含量為45～50份時(shí)，斷裂伸長率基本恒定在350%。

圖2 再生膠粉含量對(duì)共混膠料斷裂伸長率的影響

由于再生膠粉的硬度遠(yuǎn)大于POE，隨著再生膠粉含量的增加，其對(duì)共混膠料硬度的貢獻(xiàn)也逐漸增大，如圖3所示。

圖3 再生膠粉含量對(duì)共混膠料硬度的影響

作為鞋底料，其斷裂伸長率及硬度都不應(yīng)太高，故選擇再生膠粉含量在40～50份為宜。

2.2 再生膠粉用量對(duì)共混膠料恒定壓縮比的影響

高分子鏈在長時(shí)間的應(yīng)力作用下，會(huì)發(fā)生壓縮變形，而較高的交聯(lián)度可使壓縮變形減小，在應(yīng)力松弛時(shí)，彈性體恢復(fù)能力較強(qiáng)。作為鞋底料，要求具有盡量小的恒定壓縮比。由圖4可知，選擇45份再生膠粉為宜。

圖4 再生膠粉含量對(duì)共混膠料恒定壓縮比的影響

2.3 再生膠粉用量對(duì)共混膠料耐磨和止滑性能的影響

再生膠粉是由廢舊橡膠制品加工處理而得到的粉末材料，具有一定的彈性、耐磨性和止滑性，這正是鞋底材料所必須具備的特性。再生膠粉含量對(duì)共混膠料耐磨和止滑性能的影響如圖5和圖6所示。由圖5可知，隨著再生膠粉含量的增加，其鞋底磨損長度逐漸減小，在再生膠粉含量為40～50份時(shí)，磨損長度較小且趨于恒定。由圖6可知，隨著再生膠粉含量的增加，共混膠的止滑系數(shù)先增大后減小，且趨于恒定，在再生膠粉含量為40份時(shí)，止滑系數(shù)最大。

圖5 再生膠粉含量對(duì)共混膠料耐磨性能的影響

圖6 再生膠粉含量對(duì)共混膠料止滑系數(shù)的影響

3 結(jié)論

再生膠粉用量對(duì)再生膠粉/POE共混體力學(xué)性能影響較大，在用作鞋底料的共混膠中，再生膠粉含量應(yīng)保持在40～50份之間，45份為最佳。

［1］ 白玉光，關(guān)穎，李樹豐.新型彈性體POE及其應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展［J］.彈性體，2011（2）：85-90.

［2］ 閆楓，邱桂學(xué)，潘炯璽.POE與EPDM性能的比較［J］.彈性體，2004（1）：10-13.

［3］ 張艷芬，勞俊杰，肖建斌.EPDM/PP/POE熱塑性彈性體性能的研究［J］.橡膠科技，2015（3）：19-22.

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【責(zé)任編輯 黃艷芹】

Influence of Recycled Rubber Powder on the M echanical Properties of Rubber Blends for Shoe Soles

QU Bo1，CHEN Yanqiong1，2，SHE Shaoting1，2，HUANG Hai1
（1.School of Chemistry and Life Science，Quanzhou Normal University，Quanzhou 362000，China；2.Jinjiang Chengzhang Shoe Materials Co.，Ltd，Jinjiang 362204，China）

In this article，the influence of the content of recycled rubber powder（RRPs）on themechanical properties of the Rubber Blends（RBs）for shoe soles was studied.The results showed that RRP dosage had great influence on themechanical properties of RBs.The rational ratio of RRP to RB is 40～50，with the optimum 45.

tensile strength；recycled rubber powder；POE；mechanical properties

TQ334.2

A

2095-7726（2015）06-0022-03

2015-03-06

瞿波（1970-），男（土家族），湖北利川人，副教授，博士，研究方向：納米復(fù)合物的合成與表征。