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丛艳,女,1985年10月出生于山东威海;2006考入青岛科技大学高分子科学与工程学院高分子材料专业,2010年又考取了本校研究生,高分子化学与物理专业,2013年毕业。

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影响硫化橡胶脆性温度的因素

2017-01-04 16:43:43 |  转载自晴天的董:

有几个概念,如弹性、打击弹性(回弹性)、弹性与模量、压缩变形、扯断变形等,它们之间的关系,不易表述清楚,现把我个人的理解提出与大家讨论。

弹性——橡胶的弹性应是珲论上的一个概念,它表示橡胶分子链段和侧基内旋转的难易程度,或是橡胶分子链柔顺及分子间作用力的大小。对于硫化橡胶,其弹性还与交联网络密度及规整性有关。

弹性与扯断变形——我们常说天然橡胶的弹性很好,但它的扯断变形往往是很大的,这主要是天然橡胶伸长率很大,伸长过程中造成网络的破坏及分子链的位移很大,断裂后的恢复历程长和不可恢复的部分增加。如果以定伸长的变形作比较,天然橡胶的变形就不一定很大了。

打击弹性或回弹性是在定负荷(或定能量)条件下测定的,其弹性的大小与硫化胶的交联程度或模量有直接的关系,表述的是橡胶弹性和粘性(或吸收)的综合。

压缩变形是在定变形条件下测定的,其值的大小与橡胶的弹性及恢复能力有关。

一、橡胶的弹性

1.橡胶的种类

弹性取决于橡胶分子链的内旋转难易,分子间作用力的大小。如天然胶、顺丁胶、丁基胶、硅橡胶等被认为弹性好的橡胶。

2.分子量的大小

影响分子链的卷曲程度、无用未端的数量。分子量大,弹性较好。

3.共聚橡胶的化学组成及结构

丁苯胶、中随苯乙烯和丙烯腈含量的增加弹性变差。乙丙橡胶中,丙烯的含量为4O5O%时弹性,这时形成的共聚物是无规共聚物,如果乙烯含量超过7O%,形成较长的乙烯嵌段,长乙烯嵌段易形成结晶而使乙丙胶失去弹性。

二、补强填充剂对硫化胶脆性温度的影响

非炭黑补强填充剂会损害橡胶的弹性,增大压缩变形。这与在应力作用下,橡胶分子在非活性填充剂表面滑动,除去应力以后,又阻碍分子键的恢复有关。偶联荆的应用可以大大地改善非补强填充剂对硫化胶弹性的影响(改善填充剂的分散性和表面活性)大多文献资料中都说,随着炭黑粒径的增大,硫化胶的弹性增强,但往往忽略了填充量对硫化橡胶弹性的影响。实际上各种橡胶产品都有一定的硬度和强度要求,如单一地使用低补强性炭黑时,用量需要增大,这样同样会损害橡胶的弹性和恢复。在一定变形量的硫化橡胶中,填充的橡胶分子链的变形量要比实际变形量大,扩大的数值与填充量成比例。变形量的增大同样会影响橡胶分子链的位移位置和恢复,增大变形。采用适当地补强剂并用和适当地混炼工艺,使混炼胶获得理想的结构形态,可以得到高弹性的硫化橡胶。

三、软化剂和增塑剂

软化剂通常指与橡胶相容性是很好的酯类或树脂,增塑剂指与橡胶相容性好的油或树脂。它们既可增加橡胶的弹性(降低分子问的作用力、增加分子链柔顺性),又可能提高分子链的移动性。但是这两种影响可以通过软化剂、增塑剂的合理用量和并用,以及适当的加工工艺来调节,使得到弹性良好的硫化橡胶。在某些场合,可以起到特殊的效果。

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