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耐寒橡胶

耐寒橡胶
橡胶的耐寒性,即在规定的低温下保持其弹性和正常工作的能力。硫化橡胶在低温下,由于松弛过程几句减慢,硬度、模量和分子内摩擦大,弹性显著降低,致使橡胶制品的工作能力下降,特别是在动态条件下尤为突出。

耐寒橡胶主要取决于高聚物的两个基本性能玻璃化转变和结晶。璃化温度的一定范围内,橡胶也会发生玻璃化转变过程,使橡胶丧失弹性体的特征。这一范围的上限称为脆性温度(Tb),也即硫化胶只有对于非结晶型(无定形)橡胶而言,随温度降低,橡胶分子链段的活动性减弱,达到玻璃化温度(Tg)后,分子链段被冻结,不能进行内旋转运动,橡胶硬化、变脆,呈类玻璃化态,丧失了橡胶特有的高弹性。因此,非结晶型橡胶的耐寒性,可用玻璃化温度(Tg)来表征。实际上,即使在高于玻在高于脆性温度时才有使用价值。因此工业上常以脆性温度作为橡胶制品耐寒性的指标,但是脆性温度不能反映结晶性橡胶的耐寒性。
在结晶速度****的温度下,聚丁二烯橡胶只需经过10~15min即开始丧失弹性,而天然橡胶则需经过120~180min才开始丧失弹性。结晶橡胶在低温下工作能力的降低,短则几小时,长则几个月不等。因此,对结晶橡胶耐寒性的评价不能只凭试样在低温下短时间的试验,需考虑到在储存和使用期间结晶过程的发展。例如甲基苯基乙烯硅橡胶(MPVQ)在-75℃下放置5min后,其拉伸耐寒系数为1.0,但经过30~120min后,则降低为零。 -50℃下,结晶的聚丁二烯橡胶的弹性模量,比无定形的同种橡胶高19~29倍。结晶硫化胶的硬度可以高达90~100(邵尔A)。形变加速结晶过程,使弹性下降的温度升高。
耐寒橡胶的软化体系
硫化体系以含多硫键的传统硫化体系为好,对于非结晶性橡胶,交联密度较低的对耐寒性有利。当低温结晶成为影响耐寒性的主要矛盾时,则应提高教练密度以降低结晶化作用。合理的选用软化增塑体系是提高橡胶制品耐寒性的有效措施,加入增塑剂可使Tg明显下降。
对丁晴橡胶而言,**常用的 增塑剂为DOP或DBP,大剂量使用时,可有效降低硫化胶的Tg。对氯丁橡胶而言,**常用的增塑剂有油酸丁酯、葵二酸二丁酯、葵二酸二辛酯,用量为20~30份,其中以油酸丁酯增塑效果****。
非极性橡胶如NR、BR、SBR,可采用石油系碳氢化合物作软化剂,也可选用酯类增塑剂。在使用增塑剂时,还应注意增塑剂在低温下发生渗出现象。

 

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