天然橡胶交联密度和动态性能的研究

• 作 者: 毕薇娜
• 发表日期: 2007年01期
• 关键词: 天然橡胶 橡胶硫化 核磁共振 交联密度 动态性能

本文以核磁共振交联密度仪和橡胶加工分析仪为主要手段，系统的考察了天然橡胶的硫化过程、硫化橡胶的交联密度、混炼胶和硫化胶的动态性能等基本特性，探讨了这些特性与硫化配合体系如硫黄的用量、促进剂的种类和用量、活化剂的用量以及硫化温度等因素的相关性，发现了一些有意义的规律。核磁共振实验表明，采用硫黄／次磺酰胺促进剂／氧化锌／硬脂酸硫化体系的天然橡胶硫化胶的交联密度与硫黄和促进剂的用量成正比；氧化锌的加入可以提高硫化胶的交联密度，而硬脂酸对硫化橡胶的交联密度影响较小。实验结果显示，过高的硫化温度反而会降低硫化橡胶交联密度，磁共振研究显示的硫化橡胶横向松弛时间随硫化橡胶交联密度的增大而缩短。采用橡胶加工分析仪测定的试样动态力学性能表明，在胶料混炼条件恒定的条件下，与硫化体系有关的各种因素对混炼胶动态性能的影响规律基本一致。混炼胶的动态模量都随着剪切频率的增大和环境温度的降低而升高，其损耗因子则随之减小；一旦混炼胶遭受的剪切应变超过28％，将导致混炼胶动态模量的急剧下降。硫化橡胶的交联密度不同，其动态力学性能对剪切频率、应变和温度的依赖性也不同。交联密度高的硫化胶，动态性能对作用频率的依赖性较弱，但是对于应变的依赖性却增强；试样所处的温度越高，硫化胶的储能模量也越高。