影響硫化橡膠脆性溫度的因素

有幾個概念，如彈性、打擊彈性(回彈性)、彈性與模量、壓縮*變形、扯斷*變形等，它們之間的關(guān)系，不易表述清楚現(xiàn)把我個人的理解提出與大家討論。
彈性——橡膠的彈性應(yīng)是琿論上的一個概念，它表示橡膠分子鏈段和側(cè)基內(nèi)旋轉(zhuǎn)的難易程度，或是橡膠分子鏈柔順及分子間作用力的大小。對于硫化橡膠，其彈性還與交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度及規(guī)整性有關(guān)。
    彈性與扯斷*變形——我們常說天然橡膠的彈性很好，但它的扯斷*變形往往是很大的，這主要是天然橡膠伸長率很大，伸長過程中造成網(wǎng)絡(luò)的破壞及分子鏈的位移很大，斷裂后的恢復(fù)歷程長和不可恢復(fù)的部分增加。如果以定伸長的*變形作比較，天然橡膠的*變形就不一定很大了。
    打擊彈性或回彈性是在定負(fù)荷(或定能量)條件下測定的，其彈性的大小與硫化膠的交聯(lián)程度或模量有直接的關(guān)系，表述的是橡膠彈性和粘性(或吸收)的綜合。
    壓縮*變形是在定變形條件下測定的，其值的大小與橡膠的彈性及恢復(fù)能力有關(guān)。
    一、橡膠的彈性
    1．橡膠的種類
    彈性取決于橡膠分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)難易，分子間作用力的大小。如天然膠、順丁膠、丁基膠、硅橡膠等被認(rèn)為彈性好的橡膠。
    2．分子量的大小
    影響分子鏈的卷曲程度、無用未端的數(shù)量。分子量大，彈性較好。
    3．共聚橡膠的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)
    丁苯膠、中隨苯乙烯和丙烯腈含量的增加彈性變差。乙丙橡膠中，丙烯的含量為4O～5O％時彈性，這時形成的共聚物是無規(guī)共聚物，如果乙烯含量超過7O％，形成較長的乙烯嵌段，長乙烯嵌段易形成結(jié)晶而使乙丙膠失去彈性。
    二、補強填充劑對硫化膠脆性溫度的影響
    非炭黑補強填充劑會損害橡膠的彈性，增大壓縮*變形。這與在應(yīng)力作用下，橡膠分子在非活性填充劑表面滑動，除去應(yīng)力以后，又阻礙分子鍵的恢復(fù)有關(guān)。偶聯(lián)荊的應(yīng)用可以大大地改善非補強填充劑對硫化膠彈性的影響(改善填充劑的分散性和表面活性)大多文獻資料中都說，隨著炭黑粒徑的增大，硫化膠的彈性增強，但往往忽略了填充量對硫化橡膠彈性的影響。實際上各種橡膠產(chǎn)品都有一定的硬度和強度要求，如單一地使用低補強性炭黑時，用量需要增大，這樣同樣會損害橡膠的彈性和恢復(fù)。在一定變形量的硫化橡膠中，填充的橡膠分子鏈的變形量要比實際變形量大，擴大的數(shù)值與填充量成比例。變形量的增大同樣會影響橡膠分子鏈的位移位置和恢復(fù)，增大*變形。采用適當(dāng)?shù)匮a強劑并用和適當(dāng)?shù)鼗鞜捁に?，使混煉膠獲得理想的結(jié)構(gòu)形態(tài)，可以得到高彈性的硫化橡膠。
    三、軟化劑和增塑劑
    軟化劑通常指與橡膠相容性是很好的酯類或樹脂，增塑劑指與橡膠相容性好的油或樹脂。它們既可增加橡膠的彈性(降低分子問的作用力、增加分子鏈柔順性)，又可能提高分子鏈的移動性。但是這兩種影響可以通過軟化劑、增塑劑的合理用量和并用，以及適當(dāng)?shù)募庸すに噥碚{(diào)節(jié)，使得到彈性良好的硫化橡膠。在某些場合，可以起到特殊的效果。