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橡膠制品的溶解與溶脹對其性能影響


 一、溶解與溶脹

       根據有機化學的知識,有機溶劑可以親和高分子有機物,但是有的高分子有機物是不容易溶解的,他們會吸附溶劑分子而使體積膨脹;親水性的高分子物質也會吸收水分子而體積膨脹,這就是所謂極性物質的溶脹性。溶脹性也可從相似相溶原理得到解釋,它們在接觸時或在一定壓力、溫度下會具有互溶作用,但和分子間的引力無關。
 
       二、橡膠的溶解與溶脹

未硫化的橡膠可以溶于與其溶解度參數相近的溶劑中。對硫化膠而言,由于化學交聯使橡膠大分子聯接成三維網狀結構,故在溶劑中僅能吸收溶劑逐漸脹大并達到平衡值(最大溶脹)。這種現象稱為橡膠的“溶脹”。溶脹后的體積可達橡膠體積的數倍。并伴隨機械強度的損失。硫化膠的最大溶脹與其交聯密度有關。在吸收溶劑時,硫化橡膠的交聯網絡也脹開而產生將溶劑擠出網外的彈性收縮力,當溶劑擴散滲入的壓力與交聯網絡的彈性收縮力相等時,即達到溶脹平衡。

       由于液體浸入橡膠的深度是接觸時間平方根的函數,因此,即使橡膠對所接觸的液體無特別阻抗能力,如果橡膠制件本身有一定的體積,也能使其有一定的使用壽命。

       溶脹性能是橡膠或聚合物的共性之一。在某些溶劑中,交聯的橡膠或者是其他的聚合物一般不會溶解,但是溶劑分子會進入到高分子鏈的空隙中,增大了鏈段間的體積,所以聚合物的體積因膨脹而溶脹。橡膠溶脹后一般力學性能會大幅下降。溶脹性是橡膠的一個很重要的性質,所以,橡膠應盡量避免和極性相似的溶劑接觸。
 
       三、橡膠溶脹性表現

       (1)無限溶脹:線型聚合物溶于良性溶劑中,能無  限制吸收溶劑,直到溶解成均相溶液為止。所以溶解也可看成是聚合物無限溶脹的結果。例如天然橡膠在汽油中溶脹。

       (2)對于交聯聚合物以及在不良溶劑中的線性聚合物來講,溶脹只能進行到一定程度為止,以后無論與溶劑接觸多久,吸入溶劑的量不再增加,而達到平衡,體系始終保持兩相狀態。例如丁腈橡膠(是一種合成橡膠)能在液化二甲醚有機溶液中的溶脹。

       煙臺桑尼橡膠有限公司質檢部撰稿。

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