影响硫化橡胶压缩永久变形因素

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1、影响硫化橡胶压缩永久变形的因素     压缩永久变形是橡胶制品的重要性能指标之一。硫化橡胶压缩永久变形的大小，涉及到硫化橡胶的弹性与恢复。有些人往往简单地认为橡胶的弹性好，其恢复就快，永久变形就小。这种理解是不够的，弹性与恢复是相互关联的两种性质。但有时候，橡胶的本质没有发生根本的变化，永久变形的大小主要是受橡胶恢复能力的变化所支配。影响恢复能力的因素有分子之问的作用力(粘性)、网络结构的变化或破坏、分子问的位移等。当橡胶的变形是由于分子链的伸张引起的，它的恢复(或永久变形的大小)主要由橡胶的弹性所决定：如果橡胶的变形还伴有网络的破坏和分子链的栩对流动，

2、这部分可以说是不可恢复的，它是与弹性无关的。所以，凡是影响橡胶弹性与恢复的因素，都是影响硫化橡胶压缩永久变形的因素。     有几个概念，如弹性、打击弹性(回弹性)、弹性与模量、压缩永久变形、扯断永久变形等，它们之问的关系，不易表述清楚现把我个人的理解提出与大家讨论。     弹性——橡胶的弹性应是珲论上的一个概念，它表示橡胶分子链段和侧基内旋转的难易程度，或是橡胶分子链柔顺及分子问作用力的大小。对于硫化橡胶，其弹性还与交联网络密度及规整性有关。     弹性与扯断永久变形——我们常说天然橡胶的弹性很好，但它的扯断永久变形往往是很大的，这主要是天然橡胶仲

3、长率很大，仲长过程中造成网络的破坏及分子链的位移很大，断裂后的恢复历程长和不可恢复的部分增加。如果以定仲长的永久变形作比较，天然橡胶的永久变形就不一定很大了。     打击弹性或回弹性是在定负荷(或定能量)条件下测定的，其弹性的大小与硫化胶的交联程度或模量有直接的关系，表述的是橡胶弹性和粘性(或吸收)的综合。     压缩永久变形是在定变形条件下测定的，其值的大小与橡胶的弹性及恢复能力有关。下面谈谈有关橡胶弹性与恢复的个人认识     一、橡胶的弹性     1．橡胶的种类     弹性取决于橡胶分子链的内旋转难易，分子问作用力的大小。如天然胶、顺丁胶、

4、丁基胶、硅橡胶等被认为足弹性好的橡胶。     2．分子量的大小     影响分子链的卷曲程度、无用未端的数量。分子量大，弹性较好。     3．共聚橡胶的化学组成及结构     丁苯胶、丁腈胶中随苯乙烯和丙烯腈含量的增加弹性变差。乙丙橡胶中，丙烯的含量为4O～5O％时弹性最好，这时形成的共聚物是无规共聚物，如果乙烯含量超过7O％，形成较长的乙烯嵌段，长乙烯嵌段易形成结品而使乙丙胶失去弹性。     二、补强填充剂对硫化胶弹性的影响     非炭黑补强填充剂会损害橡胶的弹性，增大压缩永久变形。这与在应力作用下，橡胶分子在非活性填充剂表面滑动，除去应力以后

5、，又阻碍分子键的恢复有关。偶联荆的应用可以大大地改善非补强填充剂对硫化胶弹性的影响(改善填充荆的分敝性和表面活性)大多文献资料中都说，随着炭黑粒径的增大，硫化胶的弹性增强，但往往忽略了填充量对硫化橡胶弹性的影响。实际上各种橡胶产品都有一定的硬度和强度要求，如单一地使用低补强性炭黑时，用量需要增大，这样同样会损害橡胶的弹性和恢复。在一定变形量的硫化橡胶中，填充的橡胶分子链的变形量要比实际变形量大，扩大的数值与填充量成比例。变形量的增大同样会影响橡胶分子链的位移位置和恢复，增大永久变形。采用适当地补强剂并用和适当地混合工艺，使混炼胶获得理想的结构形态，可以得

6、到高弹性的硫化橡胶。      三、软化荆和增塑荆     软化荆通常指与橡胶桕容性火是很好的汕类或树脂，增塑荆指与橡胶桕容性好的油或树脂。它们既可增加橡胶的弹性(降低分子问的作用力、增加分子链柔顺性)，又可能提高分子链的移动性。但是这两种影响可以通过软化剂、增塑剂的合理用量和并用，以及适当的加工工艺来调节，使得到弹性良好的硫化橡胶。在某些场合，可以起到特殊的效果。     四、硫化橡胶的交联程度和硫化胶结构     对压缩永久变肜的影响     1．交联程度的影响     橡胶分子链在应力长时问作用下，会发生分子链的桕对位移，产生应力松弛，有些情况甚至

7、可以松弛至零，应力除去后，橡胶分子的回复能力降低甚至失去，产生永久变形。较高的交联程度可减少橡胶分子的位移和应力松弛，保持较高的恢复能力、降低压缩永久变形。      2．硫化作用的影响      硫化橡胶的压缩永久变形通常在较高的温度下进行。未消耗的硫化剂产生的后硫化作用，使变形后的橡胶分子被新形成的交联键所束缚，除去应力后的橡胶分子的恢复受阻，产生较大的永久变形。这种后交联作用与第l点所讲的交联程度是不同的。     3．交联结构与化学应力松弛      多硫交联键在高温长时问的氧化作用下，产生交联键的断裂，致使发生化学应力松弛，分子链产生位移。断裂

8、的交联键在不受力的地方形成新的交联。这种化学应力松弛所造成的压缩永久变形增大是由