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行業(yè)新聞

橡膠的塑煉與化學(xué)塑解劑

來源: 時(shí)間:2022-04-20 09:12:37 瀏覽次數(shù):

由于大多數(shù)的商品天然橡膠和一部分合成橡膠的分子量較大,這種大(長)分子結(jié)構(gòu)使得粘度太大而難于加工,不適應(yīng)橡膠的混煉、壓延、壓出、模壓等工藝的需要。為了改善橡膠的加工性能,就必需適當(dāng)降低橡膠的分子量,增加橡膠的可塑度(降低粘度)。  
塑煉是橡膠加工的一個(gè)工序,是通過機(jī)械應(yīng)力、熱、氧或加入某些化學(xué)助劑等方式,使橡膠由強(qiáng)韌的高彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浀乃苄誀顟B(tài)的過程。塑煉過程是使橡膠大分子鏈斷裂,分子鏈由長變短降低生膠分子量和粘度以提高其可塑性,并獲適當(dāng)?shù)牧鲃有裕詽M足混煉和成型進(jìn)一步加工的需要。從而使得:
1、填料和配合劑更容易分散;
2、較低溫度下的擠出、壓延和成型加工性能得到改善;
3、膠料成型粘合性得到改善;
4、與低粘度的合成膠的共混更容易進(jìn)行。
在塑煉過程中導(dǎo)致大分子鏈斷裂的因素主要有兩個(gè):一是機(jī)械破壞作用;二是熱氧化降解作用。低溫塑煉時(shí),主要是由于機(jī)械破壞作用,大分子在強(qiáng)烈的機(jī)械力作用下發(fā)生斷鏈;高溫塑煉時(shí),熱氧化降解作用占主導(dǎo)地位。
塑煉可分為機(jī)械塑煉法和化學(xué)塑煉法。機(jī)械塑煉法主要是通過開放式煉膠機(jī)、密閉式煉膠機(jī)和螺桿塑煉機(jī)等的機(jī)械破壞作用?;瘜W(xué)塑煉法是指在進(jìn)行機(jī)械塑煉的同時(shí)加入化學(xué)塑解劑,借助化學(xué)增塑劑的作用引發(fā)并促進(jìn)大分子鏈斷裂,提高塑煉的效率。
十九世紀(jì)二十年代,Hancock發(fā)現(xiàn)通過機(jī)械剪切,可以降低橡膠的分子量加大橡膠的可塑性(后來稱為“塑煉”)。
Busse和Cotton分別在1932年和1931年獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)在這種“塑煉”過程中氧是必須的。
1940年,Kaugman和Eyring提出低溫塑煉是橡膠聚合物主鏈的C-C鍵直接斷裂形成游離基:
R—R 2R·
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1952年P(guān)ike和Watson提出了力化學(xué)機(jī)理:
——當(dāng)溫度升高時(shí)粘度下降,而使得在給定的剪切速率下,導(dǎo)致鏈斷裂的剪切應(yīng)力下降,故其溫度系數(shù)是負(fù)值;
——當(dāng)天然橡膠的分子量低于70000時(shí),平均分子量即難于再降低,還是因?yàn)榉肿恿康蛣t粘度降低,不能產(chǎn)生足夠的應(yīng)力。
——在無氧的情況下,斷裂所產(chǎn)生的游離基可能會重新結(jié)合或者出現(xiàn)鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng),因而分子量沒有多大變化。

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