高彈性橡膠配方

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所屬分類:橡膠文章

生膠選擇上選擇彈性較高的生膠。在通用橡膠中,順丁橡膠、天然橡膠分子鏈的柔順性好,其彈性好。丁苯橡膠和丁基橡膠,由于空間位阻效應(yīng)大,阻礙分子鏈段運(yùn)動(dòng),彈性較差。丁橡橡膠、氯丁橡膠等極性橡膠,由于分子間作用力較大,而使彈性有所降低。對(duì)于結(jié)晶型橡膠,結(jié)晶的存在可作為物理結(jié)點(diǎn)使彈性網(wǎng)絡(luò)趨于完善,有利于彈性;同時(shí)也增加了分子鏈的運(yùn)動(dòng)阻力,降低了彈性。所以,一般情況下,橡膠的結(jié)晶會(huì)使彈性下降。為降低天然橡膠的結(jié)晶能力,在天然橡膠膠料中并用部分順丁橡膠,可使其硫化膠的彈性提高。

選擇分子量較大生膠。分子量越大,不能承受應(yīng)力的對(duì)彈性沒有貢獻(xiàn)的游離末端數(shù)量就越少;另外分子量大,分子鏈內(nèi)彼此纏結(jié)而導(dǎo)致的"準(zhǔn)交聯(lián)"效應(yīng)增加。因此,分子量大有利于彈性的提高。

設(shè)計(jì)適當(dāng)硫化體系。隨交聯(lián)密度的增加,硫化膠彈性增大,并出現(xiàn)最大值,交聯(lián)密度繼續(xù)增大,彈性則呈下降趨勢(shì)。因?yàn)榉肿渔滈g無交聯(lián)時(shí),易在力場(chǎng)的作用下產(chǎn)生分子鏈間的相對(duì)滑動(dòng),形成不可逆形變,此時(shí)彈性較差。適度的交聯(lián),可以減少或消除分子鏈間彼此的滑移,有利于彈性的提高。交聯(lián)過度又會(huì)因分子鏈的活動(dòng)受阻,而使彈性下降。

交聯(lián)鍵類型對(duì)彈性有影響。多硫鍵鍵能較小,對(duì)分子鏈段的運(yùn)動(dòng)束縛力較小、松弛快,因而回彈性較高。這種影響在天然橡膠硫化膠中表現(xiàn)最明顯。在丁苯橡膠與順丁橡膠并用的硫化膠中,隨多硫鍵含量增加,回彈性也隨之增大,特別是在溫度較高的情況下。交聯(lián)鍵鍵能較高、鍵長(zhǎng)較短的-C-C-鍵和-C-S-C-鍵,在高溫下的壓縮永久變形比多硫鍵小。對(duì)于丁腈橡膠,DCP無硫硫化體系回彈性比常規(guī)硫化體系的高。

選擇高彈性硫化體系配合。一般選用噻唑類或次磺酰胺類作主促進(jìn)劑,胍類作第二促進(jìn)劑,硫化膠的回彈性較高,物理機(jī)械性能較好,滯后損失較小。

提高含膠率,減少活性填料的使用。硫化膠的彈性完全是橡膠分子提供的,所以提高含膠率是提高彈性最直接、最有效的方法。為了獲得高彈性,應(yīng)盡量減少填充劑用量。

選用的炭黑粒徑越小、表面活性越大、結(jié)構(gòu)性越高、補(bǔ)強(qiáng)性能越好,硫化膠的彈性越低。補(bǔ)強(qiáng)性高的活性炭黑對(duì)硫化膠的回彈性有不利的影響;炭黑的粒子大、結(jié)構(gòu)性低(吸留膠少)、與橡膠缺乏表面化學(xué)結(jié)合的回彈性高;隨各種炭黑用量的增加,回彈性均下降。無機(jī)填料的影響程度與其用量和膠種有關(guān)。白炭黑的影響與炭黑的影響相似,一般來說,硫化膠的彈性隨無機(jī)填料用量增加而降低,但是比炭黑降低的幅度小。加入50-70份無機(jī)填料時(shí),硫化膠的彈性降低5%-9%。有些惰性填料(如重質(zhì)碳酸鈣、陶土),填充量不超過30份時(shí),對(duì)硫化膠的彈性影響很小。

選擇與橡膠相容性好的軟化增塑劑,并盡可能降低用量,軟化增塑劑與橡膠的相容性越小,硫化膠的彈性越差。一般來說,增加軟化增塑劑的用量,會(huì)使硫化膠的彈性降低(但三元乙丙橡膠除外),所以在高彈性橡膠制品的配方設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡可能不加或少加軟化增塑劑。但軟化增塑劑與橡膠相容性好不一定回彈性高。例如,對(duì)于丁腈橡膠,加入酯類軟化增塑劑的回彈性為41%-47%,而加入石油系軟化增塑劑僅為22%-24%。但在IR、BR、SBR中加入石蠟油又比加入芳烴油有更高的回彈性。

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