橡胶配方规划与功能的联系

一、橡胶配方规划与硫化橡胶物理功能的联系

（一）拉伸强度

拉伸强度表征硫化橡胶能够反抗拉伸破坏的极限才能。尽管绝大多数橡胶成品在运用条件下，不会发生比本来长度大几倍的形变，但很多橡胶成品的实践运用寿命与拉伸强度有较好的相关性。

研究高聚物断裂强度的结果表明，大分子的主价健、分子间的效果力（次价健）以及大分子链的柔性、松懈进程等是决议高聚物拉伸强度的内在要素。

下面从各个合作系统来评论进步拉伸强度的办法。

1．橡胶构造与拉伸强度的联系

相对分子质量为（3.0~3.5）×105的生胶，对保证较高的拉伸强度有利。

主链上有极性取代基时，会使分子间的效果力添加，拉伸强度也随之进步。例如丁腈橡胶随丙烯腈含量添加，拉伸强度随之增大。

随结晶度进步，分子摆放会愈加严密有序，使孔隙和微观缺点削减，分子间效果力增强，大分子链段运动较为艰难，从而使拉伸强度进步。橡胶分子链取向后，与分子链平行方向的拉伸强度添加。

2．硫化系统与拉伸强度的联系

欲取得较高的拉伸强度有必要使交联密度适度，即交联剂的用量要适宜。

交联键类型与硫化橡胶拉伸强度的联系，按下列顺序递减：离子键＞多硫键＞双硫键＞单硫键＞碳-碳键。拉伸强度随交联键键能添加而减小，由于键能较小的弱键，在应力状况下能起到开释应力的效果，减轻应力会集的程度，使交联网链能均匀地接受较大的应力。

3．补强填充系统与拉伸强度的联系

补强剂的最好用量与补强剂的性质、胶种以及配方中的别的组分有关：例如炭黑的粒径越小，外表活性越大，到达最大拉伸强度时的用量趋于削减；软质橡胶的炭黑用量在40~60份时，硫化胶的拉伸强度较好。

4．增塑系统与拉伸强度的联系

总地来说，软化剂用量超过5份时，就会使硫化胶的拉伸强度下降。对非极性的不饱和橡胶（如NR、IR、SBR、BR），芳烃油对其硫化胶的拉伸强度影响较小；石蜡油对它则有不良的影响；环烷油的影响介于两者之间。对不饱和度很低的非极性橡胶如EPDM、IIR，最好运用不饱和度低的石蜡油和环烷油。对极性不饱和橡胶（如NBR，CR），最好选用酯类和芳烃油软化剂。

为进步硫化胶的拉伸强度，选用古马隆树脂、苯乙烯-茚树脂、高分子低聚物以及高黏度的油更有利一些。

5．进步硫化胶拉伸强度的别的办法

（1）橡胶和某些树脂共混改性例如NR/PE共混、NBR/PVC共混、EPDM/PP共混等均可进步共混胶的拉伸强度。

（2）橡胶的化学改性经过改性剂在橡胶分子之间或橡胶与填料之间生成化学键和吸附键，以进步硫化胶的拉伸强度。

（3）填料外表改性运用外表活性、偶联剂对填料外表进行处理，以改进填料与橡胶大分子间的界面亲和力，不只有助于填料的涣散，并且能够改进硫化胶的力学功能。

（二）定伸应力和硬度

定伸应力和硬度都是表征硫化橡胶刚度的主要目标，两者均表征硫化胶发生必定形变所需要的力。定伸应力与较大的拉伸形变有关，而硬度与较小的紧缩形变有关。

1．橡胶分子构造与定伸应力的联系

橡胶分子量越大，游离结尾越少，有用链数越多，定伸应力也越大。

但凡能添加橡胶大分子间效果力的构造要素，都能够进步硫化胶网络反抗变形的才能，使定伸应力进步。例如橡胶大分子主链上带有极性原子或极性基团、结晶型橡胶等构造要素使分子间效果力添加，因而其定伸应力较高。

2．硫化系统与定伸应力的联系

交联密度对定伸应力的影响较为显著。随交联密度增大，定伸应力和硬度简直呈线性添加。

3．填充系统与定伸应力的联系

填充的种类和用量是影响硫化胶定伸应力和硬度的主要要素。

定伸应力和硬度均随填料粒径减小而增大，随构造度和外表活性增大而增大，随填料用量添加而增大。

4．进步硫化胶定伸应力和硬度的别的办法

（1）运用酚醛树脂/硬化剂，可与橡胶生成三维空间网络构造，使硫化胶的邵尔A硬度到达95。例如用烷基间苯二酚环氧树脂15份/促进剂H1.5份，可制造高硬度的胎圈胶条．（2）在EPDM中添加液态二烯类橡胶和多量硫黄，可制出硫化特性和加工功能优秀的高硬度硫化胶。

（3）在NBR中添加齐聚酯，NBR/PVC共混、NBR/三元尼龙共混等办法均可使硫化胶的邵尔A硬度到达90。

（三）撕裂强度

撕裂是由于硫化胶中的裂纹或裂口受力时迅速拓展、开裂而致使的破坏现象。撕裂强度是试样被撕裂时单位厚度所接受的负荷。

撕裂强度与拉伸强度之间没有直接的联系，也就是说拉伸强度高的硫化胶其撕裂强度不必定也高。

1．橡胶分子构造与撕裂强度的联系

随分子量添加，分子间的效果力增大，撕裂强度增大；可是当分子量增大到必定程度时，其撕裂强度逐步趋势于平衡。结晶型橡胶在常温下的撕裂强度比非结晶型橡胶高。

常温下NR和CR的撕裂强度较高，这是由于结晶型橡胶撕裂时发生的诱导结晶，使应变才能大为进步。可是高温下除NR外，撕裂强度均显着下降。而填充炭黑后的硫化胶撕裂强度均显着进步。

2．硫化系统与撕裂强度的联系

撕裂强度随交联密度增大而增大，但到达最大值后，交联密度再添加，撕裂强度则急剧下降。

3．填充系统与撕裂强度的联系

随炭黑粒径减小，撕裂强度添加。在粒径一样的情况下，构造度低的炭黑对撕裂强度有利。

运用各向同性的填料，如炭黑、白炭黑、白艳华、立德粉和氧化锌等，可取得较高的撕裂强度；而运用各向异性的填料，如陶土、碳酸镁等则不能得到高撕裂强度。

某些改性的无机填料，如用羧化聚丁二烯（CPB）改性的碳酸钙、氢氧化铝，可进步SBR硫化胶的撕裂强度。

4．增塑系统对撕裂强度的影响

5．通常添加软化剂会使硫化胶的撕裂强度下降。尤其是石蜡油对SBR硫化胶的撕裂强度极为晦气，而芳烃油则可使SBR硫化胶具有较高的撕裂强度，随芳烃油用量添加。

（四）耐磨耗性

耐磨耗性表征硫化胶反抗冲突力效果下因外表磨损而使材料损耗的才能。它是个与橡胶成品运用寿命密切相关的力学功能，它不只与运用条件、冲突副的外表状况以及成品的构造有关，并且与硫化胶的别的力学功能和黏弹功能等物理-化学性质等有关，其影响要素很多。