橡胶共混改性.ppt

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1、第七章橡胶共混改性主要内容：概述共混物的形态结构及影响因素配合剂在橡胶共混物中的分配橡胶共混物的共交联共混型热塑性弹性体第一节概述一、橡胶共混改性的目的1、改善橡胶的使用性能2、改善合成橡胶的加工工艺性能3、降低成本4、确定合理的混炼工艺方法5、开发新型高分子材料二、橡胶共混改性的方法1、溶液共混2、乳液共混3、机械共混（1）粉体共混；（2）熔体共混；（3）力化学共混第二节共混物的形态结构一、共混物形态结构的类型及与性能的关系1、均相结构两种聚合物达到链段级均匀分散的体系，在共混物的各点两种聚合物的链段组成相同。在橡胶共混中很难得到。均

2、相结构的共混物性能为两种组分聚合物性能的加和平均值，性能不是很理想。2、单相连续结构（海岛结构）一种组分形成连续相，另一种组分形成分散相。这种结构是橡胶共混中常见的结构。海岛结构共混物的性能在宏观上较多的保持了海相聚合物的性能，又能体现出岛相聚合物带来的性能改善和赋予的新性能，使共混物的使用价值远远超过单一聚合物的应用价值。此时岛相的尺寸大小、分散均匀性及与海相的界面结构对共混物的性能影响较大，岛相尺寸在3μm以下，一般0.5～1μm最好；岛相分散越均匀，岛相对橡胶改性作用就越充分；界面越模糊，界面层越厚，共混物性能越好。3、两相连续结

3、构（海海结构）两组分均呈连续相，相互交错贯穿。在两组分粘度和用量相近时会出现这种结构。两相连续结构共混物的使用性能很差，会损伤两组分的优势性能。但可以作为母炼胶使用，制备分散相尺寸很小的共混物，改善共混物的性能。二、影响共混物形态结构的因素1、组分的浓度当一种组分的浓度超过74％，该组分一般形成连续相，浓度低于26％时形成分散相。当分散相浓度不断增大时，分散相的尺寸不断增大，当两则分浓度接近50/50时出现相逆转。动态硫化的热塑性弹性体除外。2、组分粘度一般粘度低的组分易形成连续相，粘度高的组分形成分散相，即“软包硬”。两组分粘度相差越

4、大，分散相的尺寸越大。3、内聚能两组分聚合物共混时，内聚能大的组分易形成分散相，内聚能低的组分易形成连续相。4、组分相容性（1）相容性两种物质混合时形成均相体系的能力。能力大，相容性好。聚合物相容性有热力学相容、工艺相容和完全不相容三种情况。（2）相容性判断方法用溶解度参数相近程度判断法预测，越接近，相容性越好。用小角中子散射法、脉冲核磁共振法、反相色谱法、电子显微镜法、玻璃化温度法等方法表征，其中玻璃化温度法应用最广泛，用DMA测共混物及组分聚合物的力学损耗－温度关系普图。（3）对共混物形态结构影响热力学相容易形成均相结构，工艺相容及

5、完全不相容一般形成海岛结构或海海结构。两组分相容性好，分散相尺寸小，分散均匀，相界面模糊，界面层厚且稳固。（4）不相容体系的增容方法一是添加相容剂（如均匀剂、增容剂）二是对聚合物进行化学改性。均匀剂多为脂肪烃树脂、环烷烃树脂、芳香烃树脂等的混合物，以及嵌段或接枝聚合物，有非反应型和反应型两类（P222）。5、共混时间随共混时间延长，分散相尺寸不断减小，但减小的趋势变缓，最后趋于一平衡值。6、共混方法直接共混，分散相颗粒较大；两阶共混，分散相尺寸细小且大小均匀。7、加工助剂加工助剂的加入，有利于分散相破碎，尺寸减小，分布变窄。第三节配合剂

6、在橡胶共混物中的分配一、硫化助剂的分配取决于硫化助剂在两相聚合物中的溶解度大小，而溶解度大小又取决于聚合物与硫化助剂的溶解度参数的差值。一般，硫化助剂在溶解度参数大的组分中分布多，在硫化速度快的组分中消耗多。硫化助剂在橡胶中容易扩散，在单一组分中，由高浓度向低浓度地方扩散，在多组分体系中，由溶解度低的组分向溶解度高的组分扩散，扩散很快。二、炭黑的分配炭黑在不饱和度高的橡胶中分布多，在粘度低的组分中分布多，在母炼胶组分中分布多。第四节橡胶共混物的共交联一、共交联的概念共混物中两组分既能实现同步硫化，又能产生相间交联的现象。共交联对共混物的

7、性能尤其是力学性能影响很大。同步硫化：两组分的交联反应速度相当。当两组分分子链活性相近时，选择分配系数接近于1的硫化助剂；当分子链活性相差较大时，选择在反应速度慢的组分中分布多的硫化助剂，或者对硫化速度慢的组分进行预处理（如和硫化剂共热、和促进剂接枝等），提高其硫化反应速度。相间交联：有相同活性点时，采用相同的硫化体系；活性点不同时，对其中一组分进行化学改性，使其产生与另一组分具有相同的活性点或能与另一组分活性点反应的基团。二、橡胶与橡胶共混物的共交联1、结构相近，活性相近的橡胶共混物的共交联如NR/BR、NR/SBR、BR/SBR，相

8、间交联不成问题，关键是同步硫化。解决办法：合理选择促进剂，一般采用促进剂并用如DM/NOBS。2、结构和活性相差较大，有相同活性点的橡胶共交联如NR/EPDM、NBR/EPDM，选择分配系数接近1的硫化助剂