王惠中 編譯

以有機(jī)氧化物和聚硅氧烷為基礎(chǔ)的橡膠膠料的性能特征

王惠中 編譯

由于醚鍵和硅氧烷鍵十分相似，即它們的吸收光譜帶位于同一區(qū)域（分別為1090 cm-1和1000 cm-1），故它們能以不同的濃度進(jìn)行共混，盡管二者在化學(xué)結(jié)構(gòu)上存在著原則性的區(qū)別。

氧化丙烯；聚硅氧烷；共混

雖然，含氧化物的橡膠和聚硅氧烷在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有原則性區(qū)別，但是它們能以不同的濃度進(jìn)行共混。在開煉機(jī)上把氧化丙烯橡膠（СКПО）或3-氯-1,2-環(huán)氧丙烷橡膠（СКХЭСТ、T-6000、T-3000和其他）與聚二甲基硅氧烷聚合物（СКТВ、СКТЭ-15、СКТФТ-50、СКТФТ-100、СКТФВ-8、СКТН-Б）進(jìn)行共混，立刻會(huì)生成均勻的共混膠料。

用數(shù)字顯微鏡方法進(jìn)行了研究。在氧化丙烯橡膠СКПО和聚硅氧烷СКТВ的共混物中，并未發(fā)現(xiàn)不同性質(zhì)橡膠應(yīng)當(dāng)具有的特征——雙相區(qū)域。文中所研究的膠料組成列于表1，其基本力學(xué)性能指標(biāo)列于表2。

用介電光譜法和差動(dòng)掃描比色法（ДСК）研究氧化丙烯橡膠（СКПО）與硅橡膠的共混膠時(shí)發(fā)現(xiàn)，有兩種玻璃化轉(zhuǎn)變溫度存在。研究確認(rèn)，混入少量聚硅氧烷СКТВ（30%以下），與其相關(guān)聯(lián)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度從-120 ℃降至-130 ℃。當(dāng)無等溫持續(xù)時(shí)間存在時(shí)，未觀察到具有結(jié)晶特征的吸收峰出現(xiàn)，共混膠料中硅橡膠СКТВ的含量增至30%以上時(shí)，即使無等溫持續(xù)時(shí)間存在，通過差動(dòng)掃描比色法，在-40 ℃下也可觀察到與硅橡膠СКТВ結(jié)晶有關(guān)聯(lián)的吸收峰。

先前曾指出過，氧化丙烯橡膠和硅原子上連接著各種官能團(tuán)的硅橡膠可以任何比例共混。如此可以推斷，這與醚鍵和硅氧烷鍵的結(jié)構(gòu)相似有關(guān)。在紅外光譜中，基團(tuán)C-O-C和Si-O-Si的吸收帶位于同一區(qū)域（1090和1000 cm-1）。

用RPA-2000型分析儀研究共混膠料時(shí)發(fā)現(xiàn)，哪怕添加少量的二甲基硅氧烷СКТВ，也會(huì)使膠料黏度有少許降低。例如，添加5質(zhì)量份聚二甲基硅氧烷可使膠料黏度從19.6×104降低至15.6×104Pa·s。對膠料進(jìn)行加熱，并測定其動(dòng)態(tài)模量的有效部分和黏度時(shí)發(fā)現(xiàn)，降解有所加強(qiáng)，顯然，這是由于氧化丙烯橡膠在加工（加熱）過程中趨向于降解所造成的。但添加硅橡膠СКТФТ、СКТФВ和СКТЭ卻未有降解現(xiàn)象產(chǎn)生。

表1 以氧化丙烯橡膠Т-6000和硅橡膠СКТВ為基礎(chǔ)的共混膠料的組成

表2 氧化丙烯橡膠Т6000和硅橡膠СКТВ的共混膠力學(xué)性能

由于添加了白炭黑（A-330），膠料不再降解。如果膠料中添加大量的白炭黑，即可大大提高橡膠的彈性模量和硬度。為了獲得低模量橡膠，所添加的白炭黑不宜超過20質(zhì)量份。

要制得高模量的氧化丙烯橡膠，可使用炭黑П324。添加5質(zhì)量份鄰苯二甲酸二丁酯會(huì)降低膠料黏度。但通過添加5質(zhì)量份硅橡膠СКТВ，可使這一降低得到補(bǔ)償，而且仍可保持基本力學(xué)性能指標(biāo)和小小的膨脹率（表3）。

表3 炭黑(П324)膠料的溶脹率

以前曾指出過，膠料組分的混煉順序會(huì)大大影響到所制備的膠料的各項(xiàng)性能。最好是把白炭黑直接加入到氧化丙烯橡膠中，然后再添加聚二甲基硅氧烷。與硅橡膠СКТВ共混的無填料橡膠和填充橡膠的性能列于表2。

上述研究結(jié)果可用來制備具有規(guī)定性能的橡膠。制備耐寒、低模量、耐油耐苯的橡膠前景看好。

[1] РУМЯНЦЕВ А.В等 . ОсоБенности свойств смесей каучуков на основе органинеских оксидов и полисилоксанов[J]. Каучук и Резина, 2015(04):48-49.

[責(zé)任編輯：張啟躍]

TQ 333.93

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2016-05-10