橡胶的特种配合及其原理VIP免费

第1页共38页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共38页第三章橡胶的特种配合体系随着高分子科学的不断发展，对橡胶材料也提出了更高、更新的要求。为了适应高新技术发展的需要，橡胶材料也和其他高分子一样，其发展的主要趋势是高性能化、高功能化、复合化、精细化和智能化。所谓高性能，是指经过技术革新极大提高橡胶材料的原有性能，从而获得特定的性能，如耐高温、耐低温、耐化学腐蚀、耐辐射、高绝缘、高透明等。所谓高功能性，是指橡胶材料本来没有的特性，但通过特殊的配合加工而赋予其新的功能，使其达到预期设定功能的指标。例如导电、磁性、阻燃、吸水膨胀、水声橡胶等。智能化是橡胶经过设计后具有某些生物功能，如记忆、仿生等。橡胶材料的发展趋势：高性能化、高功能化、复合化、精细化和智能化高性能：经过技术革新极大提高橡胶材料的原有性能，如耐高温、耐低温、耐化学腐蚀、耐辐射、高绝缘、高透明等。高功能：橡胶材料本来没有的特性，但通过特殊的配合加工而赋予其新的功能。例如导电、磁性、阻燃、吸水膨胀、水声橡胶等。智能化：具有某些生物功能，如记忆、仿生等。特种配合体系：耐热、耐寒、耐介质、难燃、导电、发泡等，应用于特殊的领域。3.1耐热制品耐热性是指在一定的高温使用条件下，在较长的时间内保持原有基本物理机械性能的能力。耐热性决定制品的最高使用温度和寿命，一般物理机械性能在高温下保持稳定，即具有在高温下能够抵抗氧、臭氧、高能辐射、机械疲劳等因素的作用。硫化橡胶的耐热性表现在橡胶分子、交联键及其配合剂（主要是填充剂和增塑剂）有较高的粘流温度、热分解温度和化学稳定性。橡胶的粘流温度取决于橡胶分子结构的极性和刚性、橡胶分子之间的作用力、填料与橡胶之间的相互作用和交联键的键能。橡胶的热分解温度取决橡胶分子结构的化学键性质，化学键能越高，耐热性越好。橡胶的化学稳定性也是影响耐热性能的一个重要因素。因为在高温条件下，橡胶与氧、臭氧、其它介质的接触，都会促进橡胶的老化与被腐蚀。橡胶在高温即热氧作用下，橡胶大分子会发生降解、交联、环化、异构化，活性填料会与橡胶分子发生进一步的作用，交联键产生断裂、环化或重新交联，橡胶内低分子物质产生挥发、分解。橡胶的耐热性与橡胶分子结构和组分、温度、机械作用和介质有密切关系。从配方设计的角度考虑，要提高橡胶制品的耐热性，主要通过如下三种途径：第一是选择对热和氧稳定性好，其化学结构具有高耐热性的橡胶；第二是在选用橡胶品种的基础上，选择耐热的硫化体系来改善硫化胶的耐热性；第三是发展优良的稳定剂系统，以提高橡胶制品对热和氧的防护能力。所以总的说来，主要通过生胶的牌号、硫化体系、防护体系、填料、增塑体系来综合考虑。提高橡胶制品的耐热性，主要通过三种途径：a.合成新型橡胶，使其化学结构具有高的耐热性；b.选择适当的硫化体系、填料、增塑剂；c.发展优良的耐热氧老化剂。耐热性条件：短时耐热温度、连续使用温度、介质耐热老化性的表征：性能保持率/变化率、外观变化情况3.1.1橡胶品种的选择橡胶的分子结构对制品的耐热性起决定性的作用，在耐热橡胶配方中，一般选用高温下不易软化、热稳定性和化学稳定性高的品种。高温下变软的程度取决于大分子的极性和刚性。所有提高橡胶的极性，例如在橡胶分子中引入腈基、酯基、羟基、氯原子、氟原子等极性基团都有助于提高耐热性。橡胶的热稳定性取决于化学键的性质。聚合物主热反应程度与聚合无的结构及化学键合强度有关。在橡胶中减少弱键的数量，提高其键能，可以提高耐热性。例如用耐热的无机元素取代主链上的碳原子，如VMQ等，或使用那些具有高键能的聚合物，如FPM等，将获得优异的耐热性。橡胶的化学稳定性是耐热的重要因素之一。橡胶的热老化主要起因于持续的自动氧化作用。自动氧化是以橡胶大分子中特别弱的键产生的自由基为引发点，派生出许多自由基，持续反复生成和分解过氧化物的链锁反应。根据各种橡胶的耐热性其使用温度范围如下表。表：各种橡胶的长期最高使用温度（℃）第2页共38页第1页共38页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为...