淺談橡膠的並用

發（fā）布日期：2023-03-23 作者：點擊：

淺談橡膠的（de）並用

無論（lùn）是什麽橡膠不可能具有十全十美的性能，使用部門往往對產品提出多方麵的性能要求，為了滿予此目的，而采用橡膠並用的方法。如，為（wéi）提高二烯（xī）烴類橡膠耐（nài）熱、耐光老化性能，可加入氯磺化聚乙烯。丁腈橡膠的耐粙性很好（hǎo），但耐寒性不好，若並用10%的天/然膠，便可改良它（tā）的耐寒性。在橡膠中並用高苯乙烯、改性（xìng）酚（fēn）醛樹脂、三（sān）聚（jù）氰胺樹脂等都可改良橡膠的補強性能。合（hé）成橡膠的工（gōng）藝性能（néng）一般都（dōu）不夠好，特別是飽和（hé）較高的合成橡膠，無論是（shì）煉膠、壓延、貼合（hé）、硫化等性能都（dōu）比較差，所（suǒ）以常加入天/然橡（xiàng）膠（jiāo）或（huò）樹脂。以改良其未硫化膠的加（jiā）工性能。如，丁（dīng）苯（běn）橡膠加入5-20份低壓聚乙烯，可減少丁（dīng）苯橡膠的收縮率。乙丙橡膠中加入酚醛（quán）樹脂可提高粘性（xìng）。加入天/然膠對一般合成橡膠的（de）工（gōng）藝性能都會有所改良。為（wéi）了改進工藝加工性（xìng）能，並用天（tiān）/然膠或樹脂（zhī）的比例一（yī）般都在20%以下。有些合成橡膠性能優良，但價格昂貴（guì），在（zài）不損害原（yuán）物性的前提下，並用其它橡（xiàng）膠或樹脂是全可行的，如，丁（dīng）腈（jīng）膠中並用聚氯乙烯（xī）或丁苯膠中摻入天/然橡膠，都能起到這一作（zuò）用。

1. 橡膠（jiāo）並用要具有一些的相溶性，對橡膠來說天/然、順丁、異戊（wù）橡膠等能以（yǐ）任（rèn）何比例均一地混合，終達到相溶狀態。而天/然膠與丁基橡膠就不能均一地混（hún）合。若硬性機械地混合，所得硫（liú）化膠的實際使用性能會顯著地（dì）下降，這是因為它們的相溶性很差。並用體（tǐ）係很為重要的因素是相溶性，從應用的觀點來看，如（rú）果混（hún）合（hé）不均，非但達不到並用的目的，反而影響工藝加（jiā）工（gōng），特別是硫化。因此，並用問題的焦點是兩種（zhǒng）橡膠能否相互混合，以（yǐ）及混合後達到什麽樣的相容程度。固體橡膠並用時，因橡膠本身粘度很大，高分子的布朗（lǎng）運動不像液體那麽容易，擴散（sàn）速度較慢，對大分子的位移造成很大的阻力，嚴重影響橡膠間的互容作用。為（wéi）此在工業生產中都采用機械力強化分子運動，用提（tí）高溫度和加入軟化劑的方法來（lái）降低粘度，以推進兩（liǎng）種橡膠的混合，所以產物從宏觀上來看雖沒有（yǒu）相分離，但真正達（dá）到溶（róng）解狀態（tài）也不（bú）是很多的，其原（yuán）因包括下來有以下幾點（diǎn），橡膠（jiāo）的極性（xìng）、內聚能密度、橡膠的結晶、橡膠的分子量等。

2.分散性，高分子固相體橡膠的粘度高，縱然選擇相容（róng）性較好的的兩種（zhǒng）橡膠，用開練機、密練（liàn）機在高剪切作用下混合，要像低分子液體那樣，呈分子狀態的均一分散狀態，也是很因難的。橡（xiàng）膠分子的布朗運動不象液體那樣自由，擴散速度較慢，從外表上（shàng）看是均一（yī）地混合了，由於兩種或多（duō）種橡膠的分散狀態在廣泛的範圍內變化（huà），並用膠的物理性能將產生很大的差異。兩種（zhǒng）橡膠在空氣中混合時，由於相容性（xìng）的不一致可產（chǎn）生兩（liǎng）種（zhǒng）不同的分散狀態。，即均相分散狀態和非均相分散狀態，實（shí）際上並用達到（dào）均相分散（sàn）狀態的可能性很小，在部（bù）分是非均相分散狀態組（zǔ）分之間仍然保持一些的界麵。以不連續相（島相）分散（sàn）於連續相（海相）中的分散狀態（tài）。非均相分散狀態分為以下三級A,宏觀非均相級（jí），區域尺寸為10-100微，B,微觀非均相為0.1-2微C,半均相級成接枝或嵌段兩種共聚體。一種並用體的分（fèn）散狀態不可能單一純地存在著一個狀態，而是以幾（jǐ）種狀態並存的局麵，隻不（bú）過某一/級為主而已。

3.共硫化，除了相容性和分散性外，橡膠並用的另一個重要因素是共（gòng）硫化性。它是指並用橡膠的硫化體係選擇和硫（liú）化速（sù）度的調整問題（tí）。對相同硫化（huà）速度（dù）而（ér）言，通用橡膠以（yǐ）天/然膠為很是快，其次是異（yì）戊橡膠，順丁橡膠、乳聚順丁、丁苯（běn）膠。硫化速度較（jiào）慢的橡膠可采用減少硫黃，增加促/進劑的方法，以與天/然橡膠的硫化速度互相配（pèi）合。一般對同一硫化速度的橡膠，天/然橡膠為高硫黃（huáng）低促/進劑、丁苯橡膠為低硫黃高促/進劑，順丁膠處於兩者之間。橡（xiàng）膠硫化速度的差異與其（qí）分子結構的關係很（hěn）大。不同硫化體係（xì）橡膠，如天/然（rán）膠（jiāo）與氯丁膠或丁（dīng）基橡膠並用。雖可（kě）以提高並用體係的加工性能，但因缺乏共硫化（huà）性能（néng）所得的硫化膠性（xìng）能（néng）比平均值還低，不能獲得滿意的性能。把丁基橡膠鹵（lǔ）化後或提高不飽和度，可改良與（yǔ）天/然膠的共硫化。選用（yòng）適宜的（de）共硫化劑，如天/然膠與氯丁膠的共硫化劑可為醛類物質，並用性能差不多呈直線變化（huà）。從實際（jì）生產看，並用橡膠的共硫化性與分散（sàn）性（xìng）是不可分割的。橡膠之間（jiān）分散越均勻，硫化的物理（lǐ）性能越好，但並用橡膠多為非均相分散狀態，由於兩相間硫化程度的差異以及界麵（miàn）之間的不同橡膠能否交聯、接（jiē）枝（zhī）等因素，對硫化（huà）膠的物性有決定性的影響，造成並用橡膠兩相間硫化程度不均（jun1）的原因是（shì）1.硫化膠（jiāo）的溶解度，在溫室條（tiáo）件下，按通（tōng）常配方所（suǒ）加（jiā）入的硫化劑數量為過保（bǎo）和或近似（sì）於保和狀態，在硫化溫（wēn）度範（fàn）圍內就變成不保和狀（zhuàng）態，並用兩相（xiàng）間的溶解度之差，造成兩相間硫化劑分配（pèi）不均一（yī），也存在濃度差，從而導致並用橡膠兩相間的硫化程度非均（jun1）性（xìng）2.硫化劑（jì）的擴散性（xìng），由於橡（xiàng）膠的溶解度不同，在並用體係的兩相間，硫化劑會（huì）引起擴（kuò）散引起遷移，在一些溫度下，通常向硫化劑溶解度（dù）高的橡膠（jiāo）相遷（qiān）移，當達到分（fèn）配係數後，為平衡狀態。硫化劑等配（pèi）合劑的擴散速（sù）度非常迅（xùn）速，同一種橡膠中（zhōng）的濃（nóng）度差異（yì）在短時間內就可除（chú）消。

總之（zhī）並用橡膠物性的好（hǎo）壞與其硫化係（xì）統有密切的關係（xì），選擇兩種橡膠並用時，要考慮到兩者所采用的硫化體係是否一致，有（yǒu）沒共硫化作（zuò）用，對同一硫化體係而言，還存在著硫（liú）化劑的溶（róng）解度和擴（kuò）散的差異，硫化時由於硫化劑（jì）偏（piān）向於擴散濃度大的橡膠（jiāo），導致硫化速（sù）度快，結果造成過硫（liú）或（huò）欠硫的兩（liǎng）種橡膠（jiāo）並存，從而異相間形成不均（jun1）一（yī）硫（liú）化，並用橡膠物性下降，如三元乙丙與（yǔ）丁苯膠（jiāo）並用效（xiào）果就不夠好。為（wéi）了（le）提高二烯烴類（lèi）橡膠的抗（kàng）臭（chòu）氧性能，並用相容性差的EPDM時，將EPDM的各種硫化促/進劑做接枝處理，可大大改良對NR的混合性，用加成（chéng）硫黃法亦可改（gǎi）進EPDM/NR並用體係的（de）耐疲勞、耐曲繞性。此外，並用體（tǐ）係中加入第三組份，或提高不飽和度，如IIR的異戊二烯烴從1.8%提高到18%,可提高二烯烴類橡膠（jiāo）的並用性能。還（hái）有使丙烯酸酯（zhǐ）橡膠主鏈引入不飽（bǎo）和（hé）基團，使之能（néng）用硫黃共硫化。羥（qiǎng）甲基化樹脂和丁腈橡（xiàng）膠並用可（kě）製得高（gāo）抗張強（qiáng）度、高（gāo）硬度產物。

4.並用橡膠中的化（huà）學反應。天/然橡膠（jiāo）與順（shùn）丁橡（xiàng）膠並用有交聯反應，而天/然（rán）膠與丁腈膠則無交聯反應。聚胺脂橡膠與丁腈（jīng）膠並用（yòng）體（tǐ）係也有交聯反應。總之並用橡膠要充分考慮以上四點。