橡膠共混改性.ppt

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1、第七章橡膠共混改性主要內(nèi)容：概述共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及影響因素配合劑在橡膠共混物中的分配橡膠共混物的共交聯(lián)共混型熱塑性彈性體第一節(jié)概述一、橡膠共混改性的目的1、改善橡膠的使用性能2、改善合成橡膠的加工工藝性能3、降低成本4、確定合理的混煉工藝方法5、開發(fā)新型高分子材料二、橡膠共混改性的方法1、溶液共混2、乳液共混3、機械共混（1）粉體共混；（2）熔體共混；（3）力化學共混第二節(jié)共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)一、共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)的類型及與性能的關(guān)系1、均相結(jié)構(gòu)兩種聚合物達到鏈段級均勻分散的體系，在共混物的各點兩種聚合物的鏈段組成相同。在橡膠共混中很難得到。均

2、相結(jié)構(gòu)的共混物性能為兩種組分聚合物性能的加和平均值，性能不是很理想。2、單相連續(xù)結(jié)構(gòu)（海島結(jié)構(gòu)）一種組分形成連續(xù)相，另一種組分形成分散相。這種結(jié)構(gòu)是橡膠共混中常見的結(jié)構(gòu)。海島結(jié)構(gòu)共混物的性能在宏觀上較多的保持了海相聚合物的性能，又能體現(xiàn)出島相聚合物帶來的性能改善和賦予的新性能，使共混物的使用價值遠遠超過單一聚合物的應(yīng)用價值。此時島相的尺寸大小、分散均勻性及與海相的界面結(jié)構(gòu)對共混物的性能影響較大，島相尺寸在3μm以下，一般0.5～1μm最好；島相分散越均勻，島相對橡膠改性作用就越充分；界面越模糊，界面層越厚，共混物性能越好。3、兩相連續(xù)結(jié)

3、構(gòu)（海海結(jié)構(gòu)）兩組分均呈連續(xù)相，相互交錯貫穿。在兩組分粘度和用量相近時會出現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。兩相連續(xù)結(jié)構(gòu)共混物的使用性能很差，會損傷兩組分的優(yōu)勢性能。但可以作為母煉膠使用，制備分散相尺寸很小的共混物，改善共混物的性能。二、影響共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)的因素1、組分的濃度當一種組分的濃度超過74％，該組分一般形成連續(xù)相，濃度低于26％時形成分散相。當分散相濃度不斷增大時，分散相的尺寸不斷增大，當兩則分濃度接近50/50時出現(xiàn)相逆轉(zhuǎn)。動態(tài)硫化的熱塑性彈性體除外。2、組分粘度一般粘度低的組分易形成連續(xù)相，粘度高的組分形成分散相，即“軟包硬”。兩組分粘度相差越

4、大，分散相的尺寸越大。3、內(nèi)聚能兩組分聚合物共混時，內(nèi)聚能大的組分易形成分散相，內(nèi)聚能低的組分易形成連續(xù)相。4、組分相容性（1）相容性兩種物質(zhì)混合時形成均相體系的能力。能力大，相容性好。聚合物相容性有熱力學相容、工藝相容和完全不相容三種情況。（2）相容性判斷方法用溶解度參數(shù)相近程度判斷法預(yù)測，越接近，相容性越好。用小角中子散射法、脈沖核磁共振法、反相色譜法、電子顯微鏡法、玻璃化溫度法等方法表征，其中玻璃化溫度法應(yīng)用最廣泛，用DMA測共混物及組分聚合物的力學損耗－溫度關(guān)系普圖。（3）對共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)影響熱力學相容易形成均相結(jié)構(gòu)，工藝相容及

5、完全不相容一般形成海島結(jié)構(gòu)或海海結(jié)構(gòu)。兩組分相容性好，分散相尺寸小，分散均勻，相界面模糊，界面層厚且穩(wěn)固。（4）不相容體系的增容方法一是添加相容劑（如均勻劑、增容劑）二是對聚合物進行化學改性。均勻劑多為脂肪烴樹脂、環(huán)烷烴樹脂、芳香烴樹脂等的混合物，以及嵌段或接枝聚合物，有非反應(yīng)型和反應(yīng)型兩類（P222）。5、共混時間隨共混時間延長，分散相尺寸不斷減小，但減小的趨勢變緩，最后趨于一平衡值。6、共混方法直接共混，分散相顆粒較大；兩階共混，分散相尺寸細小且大小均勻。7、加工助劑加工助劑的加入，有利于分散相破碎，尺寸減小，分布變窄。第三節(jié)配合劑

6、在橡膠共混物中的分配一、硫化助劑的分配取決于硫化助劑在兩相聚合物中的溶解度大小，而溶解度大小又取決于聚合物與硫化助劑的溶解度參數(shù)的差值。一般，硫化助劑在溶解度參數(shù)大的組分中分布多，在硫化速度快的組分中消耗多。硫化助劑在橡膠中容易擴散，在單一組分中，由高濃度向低濃度地方擴散，在多組分體系中，由溶解度低的組分向溶解度高的組分擴散，擴散很快。二、炭黑的分配炭黑在不飽和度高的橡膠中分布多，在粘度低的組分中分布多，在母煉膠組分中分布多。第四節(jié)橡膠共混物的共交聯(lián)一、共交聯(lián)的概念共混物中兩組分既能實現(xiàn)同步硫化，又能產(chǎn)生相間交聯(lián)的現(xiàn)象。共交聯(lián)對共混物的

7、性能尤其是力學性能影響很大。同步硫化：兩組分的交聯(lián)反應(yīng)速度相當。當兩組分分子鏈活性相近時，選擇分配系數(shù)接近于1的硫化助劑；當分子鏈活性相差較大時，選擇在反應(yīng)速度慢的組分中分布多的硫化助劑，或者對硫化速度慢的組分進行預(yù)處理（如和硫化劑共熱、和促進劑接枝等），提高其硫化反應(yīng)速度。相間交聯(lián)：有相同活性點時，采用相同的硫化體系；活性點不同時，對其中一組分進行化學改性，使其產(chǎn)生與另一組分具有相同的活性點或能與另一組分活性點反應(yīng)的基團。二、橡膠與橡膠共混物的共交聯(lián)1、結(jié)構(gòu)相近，活性相近的橡膠共混物的共交聯(lián)如NR/BR、NR/SBR、BR/SBR，相

8、間交聯(lián)不成問題，關(guān)鍵是同步硫化。解決辦法：合理選擇促進劑，一般采用促進劑并用如DM/NOBS。2、結(jié)構(gòu)和活性相差較大，有相同活性點的橡膠共交聯(lián)如NR/EPDM、NBR/EPDM，選擇分配系數(shù)接近1的硫化助劑