影响硫化橡胶脆性温度的因素

 

    有几个概念，如弹性、打击弹性(回弹性)、弹性与模量、压缩永久变形、扯断永久变形等，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。

 

    弹性与扯断永久变形——我们常说天然橡胶的弹性很好，但它的扯断永久变形往往是很大的，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。如果以定伸长的永久变形作比较，天然橡胶的永久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。

 

    压缩永久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4O～5O％时弹性最好，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，增大压缩永久变形。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，增大永久变形。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。