辐射硫化法制备CR-PAAS遇水膨胀橡胶的膨胀性能研究.doc

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1、辐射硫化法制备CR/PAAS遇水膨胀橡胶的膨胀性能研究胡为民，宋伟强，刘克波，赵惠东，杨明丿(河南省科学院同位索研究所，河南郑刃摘要：通过对辐射硫化法制备的遇水膨胀橡胶膨胀性能的研究，发现降,随PAAS相对含量的增加而增强；在酸、碱、盐水溶液中•膨胀性能都显er喰。关键词：遇水膨胀橡胶；辐射硫化；氯丁橡胶；聚丙烯酸钠中图分类号:TQ330.「3文献标识码：A文章编号：1005-4030(2002)01-0042-03遇水膨胀橡胶是一种新型功能性止水材料,具有弹性密封止水和以水止水的功能•在土木建筑工程方而具有重要应用九巴遇水膨胀

2、橡胶由橡，胶弹性体和亲水性树脂作基本组份，亲水性树脂通过物理共混或化学接枝被引入弹性体中⑵。橡胶硫化方法一般采用热硫化或有机过氧化物硫化，辐射硫化法制备遇水膨胀橡胶还未见报道。辐射硫化不需要硫化剂、硫化促进剂等，不产生化学品残渣，对水源无污染，安全卫生。此外，辐射硫化方法快速灵活，可室温进行，省能省操作空间心。因此，开发遇水膨胀橡胶辐射硫化技术具有重要意义。本文以氯丁橡胶/聚丙烯酸钠(CR/PAAS)共混体系为研究对象,探讨了辐射硫化法制备工艺及辐射剂量、组成等与其膨胀性能之间的关系。1实验方法L1原材料氯丁橡胶CR322.山西

3、合成橡胶集团公司产品。交联型聚丙烯酸钠PAAS,吸水倍率大于4()0,细度大于300目，黄河水科院产品。聚环氧乙烷，化学纯，相对分子质量2000.郑州市化学品供应站提供。辐射敏化剂，郑州电缆总厂提供。其他为通用橡胶配合剂。12实验仪器及设备炼塑机，平板硫化机，托盘天平，恒温干燥箱,收稿日期:2()乔玄魏堺恒温水槽，温度计；60Co?—射线源，活度6.7X10,5Bq.河南省科学院同位素研究所。1・3制备工艺按一般氯丁橡胶制品的混炼工艺将氯丁橡胶、橡胶配合剂、辐射敏化剂等在炼塑机上掺混均匀，然后分多次交替加入聚丙烯酸钠和聚环氧乙

4、烷。把混炼均匀的胶料用硫化机热压定型，热压温度90C，先预热3min后合模，合模时逐渐加压到15MPa,保压2min后冷却，脱模。将试样裁成40X20X1(mm)大小，用聚乙烯膜真空密封,辐射。辐射剂量率21kGy/h014性能测试机械性能:按相应国家标准进行。膨胀性能：将试样放入50C恒温干燥箱屮干燥至恒重。用天平称出其干重，然后浸没到23士1C恒温蒸憾水或其他溶液中，每隔半小时取出试样，用滤纸吸干表面水分，用天平称重，直到吸水平衡•重量不再增加。吸水膨胀率以重量増加百分率表征。计算公式：吸水膨胀率=1OO%X(试样吸水后重量

5、一试样吸水前干重)/试样吸水前干重2结果与讨论2.1辐射剂量对膨胀性能的影响一般来说,亲水性树脂与橡胶极性相差很大.主要以分散相微区的形式分散于橡胶相中。与水接触后，水分子通过扩散、毛细管现象和表面吸附等物理作用而向内部扩散，并被亲水性树脂所吸附而形成一个个凝胶区。由于亲水性树脂对水具有很强的亲和力，降低了微区中水的渗透压，从而在微区内外形成了一定的渗透压差，促使外界水分子继续向内部渗透，使凝胶区体积膨胀。随着水的渗入，微区周围橡胶由于变形对微区所施加的回弹力（抗形变能力）越来越大，而水的渗透压差逐渐下降，当两者相当时，水的渗透

6、便达到饱和状态，试样膨胀平衡响膨胀性能的重要方面。亲水性树脂应是交联型的，以粒径小、吸水倍率大、保水能力强、在橡胶屮易分散、不会析出为好。粒径大易引起非均匀膨胀，降低试样表面光滑程度，易被水析出；粒径小易分散均匀，试样机械性能和遇水膨胀性能好。水溶性聚环氧乙烷用量约占PAAS用量的30%,为水分子向内样的吸水膨胀性能243672浸水时间・h・图1不同辐射剂量样品CR/PAAS4:3的吸水曲线I—20kGy；2—40kGy；3—60kGy；4-80kGy；5-100k（；y从遇水膨胀橡胶膨胀机理可知.橡胶和亲水性树脂本身特性是影响

7、吸水过程的两个重要方而。取CR与PAAS重量含量4:3的试样•辐射80060040030012244860849610«浸水日刚；h：・图3不同组成CR/PAAS的吸水曲线（辐射剂＞40kGy）1-CR/PAAS1:1：2-CR/PAAS4:2：3CR/P/XAS4:3:4-CR/PAAS4:4；5-CR/PAAS1:520406080100辐射刑址，kGy「2O・8•660・i45•・j30・CR/^MS图4膨胀速率与组成的关系图2膨胀速率（■）•平衡膨胀率（▲）与辐射剂量的关系不同剂量，吸水曲线见图10过原点作吸水曲线的切线

8、，切线斜率作为初始吸水膨胀速率，吸水饱和时的膨胀率作为平衡膨胀率。膨胀速率、平衡膨胀率与辐射剂量的关系见图2。从图1、2可知，说明辐射剂量增加降低了样品的膨胀性能，膨胀速率和平衡膨胀率随辐射剂量增加而减小•氯丁橡胶回弹力大小与硫化程度（交联度）有关，硫化度越大，