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橡膠共混理論

日期：2024-12-25 13:08

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摘要：

橡膠共混理論

兩種橡膠或高聚物能否相容是高聚物共混理論首先研究的重要內(nèi)容。相容性原為工藝概念，當橡膠或塑料中加入某種配合劑后在一定時間內(nèi)無噴霜析出現(xiàn)象，表示兩種物質(zhì)相容，相反為不相容。許多高聚物共混體系，可以使分子相容，也可以是鏈段相容，但大多數(shù)情況下以鏈段是否相容作為衡量標準和依據(jù)。目前已知，大多數(shù)高聚物共混體都是力學不相容的，僅僅是因為粘度大，可長期處于動力學穩(wěn)定狀態(tài)，因而兩種不相容橡膠仍可并用，并獲得良好綜合性能。在生產(chǎn)實踐中，只要分散和動力學穩(wěn)定性較好，仍可獲得良好的工混效果。就是說，共混體系分散越容易，穩(wěn)定性越大，則相容性越好，相反則越差。

從目前共混理論來看，完全相容共混體系并不是理想的體系，而由兩種不相容高聚物組成，但界面又結(jié)合得很好的體系，才是*理想的體系。

（1）共混體系的相結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系

a.共混體系的微觀結(jié)構(gòu) 兩種橡膠或橡膠與塑料共混，大多不具備熱力學相容性，共混時可能出現(xiàn)復雜、多樣的微觀結(jié)構(gòu)狀態(tài)，其形態(tài)有三種。即均相。一個連續(xù)相合一個分散相的兩相體系和兩個都是連續(xù)相的兩相體系。一般混合物的基本結(jié)構(gòu)單元分為兩種，即分散相合連續(xù)相。

b.共混體系的相結(jié)構(gòu)形態(tài)與性能的關(guān)系共混體系中，何種組分為連續(xù)相，對共混性能起決定作用。一般來說，連續(xù)相體現(xiàn)了共同體的基本性能，特別是機械性能和應(yīng)力應(yīng)變性質(zhì)，如模型彈性和強度、溶脹等性能的影響較大，分散相對這些性能的影響則極為有限。分散相對內(nèi)耗熱、拉伸、氣體擴散、傳熱、滲透、粘接合光學性能的等方面的性能的影響較大。

c.影響相結(jié)構(gòu)形態(tài)的因素：共混比、粘度、內(nèi)聚能密度。

d.分散相結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能的關(guān)系聚合物共混。往往會形成兩種體系，其中分散相結(jié)構(gòu)參數(shù)對共混膠的性能有很大影響。分布均一性、分散相粒徑、分散相彈性模量或硬度。

e.影響分散相粒徑的因素：混煉時間和分散相含量、聚合物粘度、溶解度參數(shù)、結(jié)構(gòu)相似性、加工溫度、增容劑、共混歷程。

（2）共混體系的界面層結(jié)構(gòu)及其與性能的關(guān)系

a.共混體系的界面層結(jié)構(gòu)形態(tài) 在共混膠中，在兩相之間始終存在著過渡層即界面層。*典型的界面層是聚合物鏈段溶解、擴散生成的界面層。

b. 界面層結(jié)構(gòu)及對共混膠性能的影響

（a）界面層結(jié)構(gòu) 在相界面上始終存在著過渡層—界面層。界面層結(jié)構(gòu)是由強鍵和弱鍵兩大部分組成的多相結(jié)構(gòu)體系。

（b）界面效應(yīng) 界面的作用較為復雜，下面試對橡膠共混中起主要和直接作用的幾個方面：偶聯(lián)、傳遞、阻斷、吸收和散射、誘導。

（c）界面層對共混性能的影響共混膠的性能首先取決于組成高聚物性質(zhì)、比例和共混狀態(tài)，而界面層的影響則有特別重要意義。

界面層對共混硫化膠性能影響的一個重要特點表現(xiàn)在提高耐疲勞性能和耐磨耗性能方向。另外界面層結(jié)構(gòu)對含炭黑共混膠的電性能影響也較明顯。在炭黑品種和用量相同的情況下，CR/NR共混膠的電阻值比單一橡膠為低，導電性能更好。

c.影響界面層結(jié)構(gòu)的因素

(a)熱力學因素：表面張力、溶解度參數(shù)。