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对压缩*变形的影响

浏览次数:1655发布日期:2010-08-09

压缩*变形是橡胶制品的重要性能指标之一。硫化橡胶压缩*变形的大小,涉及到硫化橡胶的弹性与恢复。有些人往往简单地认为橡胶的弹性好,其恢复就快,*变形就小。这种理解是不够的,弹性与恢复是相互关联的两种性质。但有时候,橡胶的本质没有发生根本的变化,*变形的大小主要是受橡胶恢复能力的变化所支配。影响恢复能力的因素有分子之问的作用力(粘性)、网络结构的变化或破坏、分子问的位移等。当橡胶的变形是由于分子链的伸张引起的,它的恢复(或*变形的大小)主要由橡胶的弹性所决定:如果橡胶的变形还伴有网络的破坏和分子链的栩对流动,这部分可以说是不可恢复的,它是与弹性无关的。所以,凡是影响橡胶弹性与恢复的因素,都是影响硫化橡胶压缩*变形的因素。

  有几个概念,如弹性、打击弹性(回弹性)、弹性与模量、压缩*变形、扯断*变形等,它们之问的关系,不易表述清楚现把我个人的理解提出与大家讨论。

弹性——橡胶的弹性应是珲论上的一个概念,它表示橡胶分子链段和侧基内旋转的难易程度,或是橡胶分子链柔顺及分子问作用力的大小。对于硫化橡胶,其弹性还与交联网络密度及规整性有关。

  弹性与扯断*变形——我们常说天然橡胶的弹性很好,但它的扯断*变形往往是很大的,这主要是天然橡胶仲长率很大,仲长过程中造成网络的破坏及分子链的位移很大,断裂后的恢复历程长和不可恢复的部分增加。如果以定仲长的*变形作比较,天然橡胶的*变形就不一定很大了。

  打击弹性或回弹性是在定负荷(或定能量)条件下测定的,其弹性的大小与硫化胶的交联程度或模量有直接的关系,表述的是橡胶弹性和粘性(或吸收)的综合。

  压缩*变形是在定变形条件下测定的,其值的大小与橡胶的弹性及恢复能力有关。下面谈谈有关橡胶弹性与恢复的个人认识

一、橡胶的弹性

1.橡胶的种类

弹性取决于橡胶分子链的内旋转难易,分子问作用力的大小。如天然胶、顺丁胶、丁基胶、硅橡胶等被认为足弹性好的橡胶。

2.分子量的大小

影响分子链的卷曲程度、无用未端的数量。分子量大,弹性较好。

3.共聚橡胶的化学组成及结构

  丁苯胶、丁腈胶中随苯乙烯和丙烯腈含量的增加弹性变差。乙丙橡胶中,丙烯的含量为4O5O%时弹性,这时形成的共聚物是无规共聚物,如果乙烯含量超过7O%,形成较长的乙烯嵌段,长乙烯嵌段易形成结品而使乙丙胶失去弹性。

二、补强填充剂对硫化胶弹性的影响

  非炭黑补强填充剂会损害橡胶的弹性,增大压缩*变形。这与在应力作用下,橡胶分子在非活性填充剂表面滑动,除去应力以后,又阻碍分子键的恢复有关。偶联荆的应用可以大大地改善非补强填充剂对硫化胶弹性的影响(改善填充荆的分敝性和表面活性)大多文献资料中都说,随着炭黑粒径的增大,硫化胶的弹性增强,但往往忽略了填充量对硫化橡胶弹性的影响。实际上各种橡胶产品都有一定的硬度和强度要求,如单一地

使用低补强性炭黑时,用量需要增大,这样同样会损害橡胶的弹性和恢复。在一定变形量的硫化橡胶中,填充的橡胶分子链的变形量要比实际变形量大,扩大的数值与填充量成比例。变形量的增大同样会影响橡胶分子链的位移位置和恢复,增大*变形。采用适当地补强剂并用和适当地混合工艺,使混炼胶获得理想的结构形态,可以得到高弹性的硫化橡胶。

三、软化荆和增塑荆

  软化荆通常指与橡胶桕容性火是很好的汕类或树脂,增塑荆指与橡胶桕容性好的油或树脂。它们既可增加橡胶的弹性(降低分子问的作用力、增加分子链柔顺性),又可能提高分子链的移动性。但是这两种影响可以通过软化剂、增塑剂的合理用量和并用,以及适当的加工工艺来调节,使得到弹性良好的硫化橡胶。在某些场合,可以起到特殊的效果。四、硫化橡胶的交联程度和硫化胶结构

对压缩*变肜的影响

1.交联程度的影响

  橡胶分子链在应力长时问作用下,会发生分子链的桕对位移,产生应力松弛,有些情况甚至可以松弛至零,应力除去后,橡胶分子的回复能力降低甚至失去,产生*变形。较高的交联程度可减少橡胶分子的位移和应力松弛,保持较高的恢复能力、降低压缩*变形。

2.硫化作用的影响

    硫化橡胶的压缩*变形通常在较高的温度下进行。未消耗的硫化剂产生的后硫化作用,使变形后的橡胶分子被新形成的交联键所束缚,除去应力后的橡胶分子的恢复受阻,产生较大的*变形。这种后交联作用与第l点所讲的交联程度是不同的。

3.交联结构与化学应力松弛

    多硫交联键在高温长时问的氧化作用下,产生交联键的断裂,致使发生化学应力松弛,分子链产生位移。断裂的交联键在不受力的地方形成新的交联。这种化学应力松弛所造成的压缩*变形增大是由于分子链位移和分子链恢复受阻双重作用造成的。解决的方法是改变交联结构和加强抗氧化作用。

五、低温压缩*变形(耐寒系数)

    影响硫化橡胶的低温压缩*变形的囚素依然可以说是弹性与恢复。表现形式是橡胶分子链的结品与玻璃化,解决的方法:一是降低橡胶的玻璃化温度:二是破华橡胶的结品性。对于不同的橡胶品种,所采取得措施足不同,如对于易结品的天然橡胶,可用改性剂或高温硫化使其产生一定量的反式结构,破坏它的低温结品性。对于氯丁橡胶、乙丙橡胶,就要选用难结品的品种,同时应用耐寒增塑剂,以降低其玻璃化温度。对于丁腑橡胶主要足选用耐寒增塑剂降低其玻璃化温度,有时候可能要采用一些非常规的方法才能达目的。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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