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1、2001年第5期湖北化工11防水用吸水膨胀橡胶的研制汪艳,刘长生(武汉化工学院材料科学与工程系,湖北武汉430073)摘要:采用物理共混法制取天然橡胶/交联聚丙烯酸钠共混物吸水膨胀性橡胶(WSR)。考察了该共混体系的硫化特性及增容剂、吸水树脂用量、硫磺用量等对WSR吸水性能的影响。结果表明该体系的硫化速度比普通橡胶快,加入增容剂可大大提高WSR的吸水速率及最大吸水率,且能显著改善试样的外观质量。当天然橡胶/聚丙烯酸钠质量比为100/100时,增容体系吸水率最高达到1832%(即原质量的18倍左右),明显高于未增容体系,后者最高吸水率为1431%。关键词:天然橡胶;交联聚丙烯酸钠;
2、增容剂;硫化特性中图分类号:TQ3307文献标识码:A文章编号:1004-0404(2001)05-0011-03吸水膨胀橡胶是一种新型功能性高分子材料。它13试样制备在保持橡胶高弹性的同时具有快速吸水和保水性能,先将天然橡胶加入开炼机,包辊后依次加入硬脂从而起到吸水膨胀止水的作用。是基础工程变型缝、酸、氧化锌、促进剂、防老剂、补强填充剂、吸水树脂、硫施工缝、水坝嵌缝及各种管道接头的理想防水密封材磺等助剂,混炼均匀;混炼好的胶料在平板硫化机上于[1,2]料,具有广阔的应用前景。145硫化10min。吸水膨胀橡胶是在橡胶基体中引入亲水性功能团14性能测试或亲水
3、性组分而制成的。制备方法可分为化学法和机吸水橡胶硫化特性测定:用C2000E橡胶无转子[3,4]械共混法两种,其中物理共混法原料来源广泛,可硫化仪测硫化曲线。3根据需要来调整工艺配方,制备不同性能的吸水膨胀吸水率的测定:试样尺寸为6!8!02(cm),称橡胶异型材,但是橡胶是非极性材料,而吸水树脂是强重后浸泡于水中,于不同浸泡时间取出试样称重,每次极性材料,两者相容性很差,这使得吸水树脂不能很好称重时要迅速吸干试样表面的水分。吸水率的计算式[5]地分散在橡胶基材中,导致吸水能力明显下降。作如下:者采用自制的亲水亲油型嵌段共聚物作增容剂制备了吸水率Q=试样浸水后的质量-试样原来的质量!1
4、00%试样原来的质量天然橡胶/交联聚丙烯酸钠共混物,研究了共混体系的硫化特性及增容剂、交联聚丙烯酸钠用量、硫磺用量等2结果与讨论对WSR吸水性能的影响。21吸水膨胀橡胶的硫化特性Fig1是用硫化仪测定的吸水膨胀橡胶在1451实验部分下的硫化曲线。从Fig1中可以看出吸水橡胶的硫化11主要原材料速度很快,且随吸水树脂PAANa含量的增加,硫化速天然橡胶(NR):SCM5,海南省农垦农场;交联聚度加快。当PAANa含量为20份、80份、100份(以丙烯酸钠(PAANa):自制,吸蒸馏水率250g/g,吸质NR100份为基准)时,其正硫化时间T90分别为8∀量分数为09
5、%盐水率67%;增容剂:自制。14#、5∀、4∀35#。这是因为吸水树脂PAANa呈碱性,橡12仪器与设备胶在碱性条件下硫化速度快。在150下,吸水橡胶C2000E橡胶无转子硫化仪:北京友深电子仪器的硫化曲线平坦性较差,易产生过硫。因此,该吸水橡厂;SK160型开放式炼胶机:上海橡胶机械厂;25t胶宜在较低的温度下硫化。我们将其硫化条件定为平板硫化机:南京橡塑机械厂。145下,硫化10min左右。收稿日期:2001-07-16作者简介:汪艳,(1966-),硕士,讲师,主要从事高分子材料的加工、共混及改性研究工作。12汪艳等:防水用吸水膨胀橡胶的研制2001年第5期在实验过程中
6、,可以发现加增容剂的试样吸水后膨胀均匀,表面光滑、平整,而未加增容剂的试样浸入水后有大量的吸水树脂从表面析出,且膨胀不均匀。增容剂对试样吸水速度及平衡吸水率的影响见Fig.2。从Fig.2可以看出,随着吸水时间的增加,共混体系吸水率开始迅速增加而后增加缓慢,并且增容共混体系的吸水率明显高于未增容共混体系的吸水率。从Fig.2可以看出,增容剂用量对吸水膨胀橡胶的吸水率有较大的影响,未加增容剂的共混体系的吸水膨胀率较低,当增容剂加入量为吸水树脂用量的5%时,所制Fig.1CuringcurveofblendsofNRandPAANa(145)备的吸水树脂的吸水率最高,当增容剂用量进一步增1
7、PAANa:1002PAANa:803PAANa:20加,达到吸水树脂用量的10%时,共混体系的吸水膨试验配方为NR100;硬脂酸1;ZnO3;防老剂1;陶土30;胀率开始时低于增容剂用量为5%的共混体系。其达增容剂4;硫磺15;促DM1;PAANa30~100到平衡时的吸水膨胀率与后者相同,但是始终大大高22增容剂对WSR吸水性能的影响于未加增容剂的共混体系。这是因为,天然橡胶与吸水树脂的相容性很差,当不加增容剂时,
