高弹性橡胶胶料配方设计

baozang

高弹性胶料配方设计
! l  w* _  K  M: ]: t) F: R
高弹性是橡胶最宝贵的特性，橡胶的高弹性来源于橡胶分子链段的运动，通过构象变化所形成。除去外力后，能立即恢复至原装的称为理想弹性。由于橡胶分子之间的相互作用会妨碍分子链段运动，作用于橡胶分子上的力一部分用于克服分子间的黏性阻力，另一部分才使分子链变形，它们构成橡胶的黏弹性。所以橡胶的特点是既有高弹性，又有黏性。橡胶的回弹性表征橡胶受力变形中可恢复的弹性变形大小，属于弹性滞后性能之一。
橡胶弹性一般用回弹率来标识，有时也可用伸长率及永久变形来衡量。伸长率大、永久变形小，弹性越大。
2 k$ P0 x: Y% I" @. `影响硫化胶弹性的因素，除形变大小，作用时间、作用速度、温度等外界因素外，橡胶分子的结构以及配合体系也是一个重要因素。硫化胶的弹性完全是橡胶分子提供的，填料、增塑剂及树脂加入都会降低胶料的弹性。

生胶的选择

  橡胶分子量越大，不能承受应力的、对弹性没有贡献的游离末端数就越少；另外分子量越大，分子链内彼此缠结而导致的"准交联"效应增加。因此，分子量大有利于弹性的提高。
  分子链的柔顺性越大，弹性越好。值得注意的是分子链的柔顺性，对于材料的弹性虽然是个重要的条件，但却不是唯一的条件，它是有前提的。也就是说，只有在常温下不易结晶的、由柔性分子链组成的材料，才可能称为具有高弹性的橡胶。其原因就是聚乙烯在室温下能够结晶，所以它只能呈现出半结晶聚合物行为，而不表现高弹性。对于常温下容易结晶的柔性链组成的聚合物，如果设法改变其结构使其失去结晶能力，也可使这种聚合物由较硬的塑料转变为具有高弹性的类橡胶物质。
/ S) K$ ~  l9 V& o0 h. z  q/ d  当分子间作用力增大，分子链的规整性高时，易产生拉伸结晶，有利于强度的提高，但结晶程度太大时，增加了分子链运动的阻力，使弹性变差。
: V  N1 n6 S$ [% n! K  在通用橡胶中，顺丁橡胶、天然橡胶的弹性最好，丁苯橡胶和丁基橡胶，由于空间位阻效应大，阻碍分子链段运动，故弹性较差。丁腈橡胶、氯丁橡胶等极性橡胶，由于分子间作用力较大，而使弹性有所降低。为降低天然橡胶的结晶能力，在天然橡胶胶料中并用部分顺丁橡胶，可使其硫化胶的弹性提高。

填充体系的选择
# C1 {; q1 d2 P. D9 K- L, Q
  由于硫化胶的弹性完全是由橡胶分子提供的，所以提高含胶率是提高弹性最直接、最有效的方法。因此为了获得高弹性，应尽量减少填充剂用量而提高生胶含量。当要求硫化胶的弹性高同时硬度也高，不可用高活性、大比表面积填料且增加填料用量来提高硬度，否则硬度上升后弹性就下降了，一般可用热塑性弹性体或聚氨酯来实现。
/ C) {8 Q, S# V; T3 k) ?& X  但是在生产实际中，为了降低成本，在许可条件下还要选用适当的填料。
$ x1 ^# \; z. `# K, O4 j. X  \  炭黑粒径越小、表面活性越大、结构性越高、补强性能越好的炭黑，对硫化胶的弹性越是不利。单用白炭黑代替炭黑时，不能提高胶料的回弹性。为了分解白炭黑附聚体，从而使白炭黑结构的滞后性比较低，必须出去白炭黑中的水分，这可以通过用硅烷或吗啉对白炭黑进行改性处理并使其干燥或散逸而完成。

软化增塑剂的选择
! P& H; Q+ A8 H! I( w
  软化增塑剂的影响与软化增塑剂和橡胶的相容性有关。软化增塑剂与橡胶的相容性越小，硫化胶弹性越差。
一般来说，增加软化增塑剂的用量，虽然会使硫化胶的硬度下降，具有增软的作用，但不能增加弹性，反而会使硫化胶的弹性降低。软和弹性不是绝对相等的，高硬度也有高弹性。所以在高弹性橡胶制品的配方设计中，应尽可能不加或少加软化增塑剂。
  但软化增塑剂同橡胶相容性好不一定回弹性高。例如，对于NBR，加入脂类软化增塑剂的回弹性为41%~47%，而加入石油系软化增塑剂仅为22%~24%。但在IR、BR、SBR中加入石蜡烃又比加入芳烃油有更高的回弹性。

平常心

资料不错，学习

stoneavid

了解下
9 @' S. f* f, ~9 J5 j0 J8 v感谢分享

TZTCXJ

学习了，谢谢。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

xjfl

很具有指导意义

sheu7960

谢谢分享!

sudaman

说的太少了啊，没有更具体一点的思路，比如硅藻土之类的影响

heqfans

学习学习学习

zengwen

学习学习