如何改善橡膠的耐熱性和耐寒性

發(fā)布時(shí)間：2016-12-21 14:23:16 人瀏覽來源：橡膠技術(shù)網(wǎng)

如何改善橡膠的耐熱性和耐寒性，即擴(kuò)大其使用溫度的范圍：

在高于一定溫度時(shí)，橡膠由于老化而失去彈性；在低于一定溫度時(shí)，橡膠由于玻璃化而失去彈性。

1、改善高溫耐老化性能，提高耐熱性

（1）改變橡膠的主鏈結(jié)構(gòu)

(a)主鏈不含雙鍵;

(b)主鏈上含雙鍵較少的丁基橡膠（異丁烯與異戊二烯）;

(c)主鏈上含S原子的聚硫橡膠;

(d)主鏈上含有O原子的聚醚橡膠;

(e)主鏈上均為非碳原子的二甲基硅橡膠;

（2）改變?nèi)〈Y(jié)構(gòu)

*帶有供電子取代基的橡膠易氧化：天然橡膠、丁苯橡膠

*帶有吸電子取代基的橡膠不易氧化：氯丁橡膠、氟橡膠

（3）改變交聯(lián)鏈的結(jié)構(gòu)

原則：含硫少的交聯(lián)鏈鍵能較大，耐熱性好，如果交聯(lián)鍵是C-C或C-O，鍵能更大，耐熱性更好。（氯丁橡膠用ZnO硫化交聯(lián)鍵為-C-O-C-，天然橡膠用過氧化物或輻射交聯(lián)，交聯(lián)鍵為-C-C-）

2、降低玻璃化溫度，改善耐寒性

任何增加分子鏈的活動(dòng)性，削弱分子間相互作用的措施都會(huì)使玻璃化溫度下降，

任何降低聚合物結(jié)晶能力和結(jié)晶速度的措施均會(huì)增加聚合物的彈性，提高耐寒性（因?yàn)榻Y(jié)晶就是高分子鏈或鏈段規(guī)整排列，它會(huì)大大增加分子間相互作用力，使聚合物強(qiáng)度增加，彈性下降）

（1）加增塑劑：削弱分子間作用力

如氯丁膠Tg-45℃，加葵二酸二丁酯 Tg（-80℃）可使其的 Tg-62℃；

如用磷酸三甲酚酯（-64℃）可使其Tg-57℃。

可見增塑效果不僅與增塑劑結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與它本身Tg有關(guān)，增塑劑的越低，則增塑聚合物的也越低。

（2）共聚

聚苯乙烯有大的側(cè)基，所以主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)難，較剛性， Tg高于室溫，但共聚后的丁苯橡膠為-53℃，聚丙烯晴有極性，所以主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)難，較剛性，Tg高于室溫，用丁二烯與丙烯晴共聚后的丁睛橡膠為-42℃

（3）降低聚合物結(jié)晶能力

線型聚乙烯分子鏈很柔，Tg很低，但由于規(guī)整度高，所以結(jié)晶，聚乙烯難以當(dāng)橡膠用，引入體積較小的非極性取代基甲基來破壞其聚乙烯分子鏈的規(guī)整性，從而破壞其結(jié)晶性，這就是乙烯與丙烯共聚橡膠Tg =-60℃。

通過破壞鏈的規(guī)整性來降低聚合物結(jié)晶能力，改善了彈性但副作用是有損于強(qiáng)度。

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