壓縮永久變形影響因素

1、影響硫化橡膠壓縮永久變形的因素字體大小：大 | 中 | 小 2006-09-25 16:15 - 閱讀：4193 - 評論：15壓縮永久變形是橡膠制品的重要性能指標之一。硫化橡膠壓縮永久變形的大小，涉及到硫化橡膠的彈性與恢復。有些人往往簡單地認為橡膠的彈性好，其恢復就快，永久變形就小。這種理解是不夠的，彈性與恢復是相互關聯(lián)的兩種性質(zhì)。但有時候，橡膠的本質(zhì)沒有發(fā)生根本的變化，永久變形的大小主要是受橡膠恢復能力的變化所支配。影響恢復能力的因素有分子之問的作用力(粘性)、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的變化或破壞、分子問的位移等。當橡膠的變形是由于分子鏈的伸張引起的，它的恢復(或永久變形的大小)主要由橡膠的彈性所決定：如

2、果橡膠的變形還伴有網(wǎng)絡的破壞和分子鏈的栩?qū)α鲃?，這部分可以說是不可恢復的，它是與彈性無關的。所以，凡是影響橡膠彈性與恢復的因素，都是影響硫化橡膠壓縮永久變形的因素。 有幾個概念，如彈性、打擊彈性(回彈性)、彈性與模量、壓縮永久變形、扯斷永久變形等，它們之問的關系，不易表述清楚現(xiàn)把我個人的理解提出與大家討論。彈性橡膠的彈性應是琿論上的一個概念，它表示橡膠分子鏈段和側(cè)基內(nèi)旋轉(zhuǎn)的難易程度，或是橡膠分子鏈柔順及分子問作用力的大小。對于硫化橡膠，其彈性還與交聯(lián)網(wǎng)絡密度及規(guī)整性有關。 彈性與扯斷永久變形我們常說天然橡膠的彈性很好，但它的扯斷永久變形往往是很大的，這主要是天然橡膠仲長率很大，仲長過程中造成網(wǎng)

3、絡的破壞及分子鏈的位移很大，斷裂后的恢復歷程長和不可恢復的部分增加。如果以定仲長的永久變形作比較，天然橡膠的永久變形就不一定很大了。 打擊彈性或回彈性是在定負荷(或定能量)條件下測定的，其彈性的大小與硫化膠的交聯(lián)程度或模量有直接的關系，表述的是橡膠彈性和粘性(或吸收)的綜合。 壓縮永久變形是在定變形條件下測定的，其值的大小與橡膠的彈性及恢復能力有關。下面談談有關橡膠彈性與恢復的個人認識一、橡膠的彈性1橡膠的種類彈性取決于橡膠分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)難易，分子問作用力的大小。如天然膠、順丁膠、丁基膠、硅橡膠等被認為足彈性好的橡膠。2分子量的大小影響分子鏈的卷曲程度、無用未端的數(shù)量。分子量大，彈性較好。3共

4、聚橡膠的化學組成及結(jié)構(gòu) 丁苯膠、丁腈膠中隨苯乙烯和丙烯腈含量的增加彈性變差。乙丙橡膠中，丙烯的含量為4o5o時彈性最好，這時形成的共聚物是無規(guī)共聚物，如果乙烯含量超過7o，形成較長的乙烯嵌段，長乙烯嵌段易形成結(jié)品而使乙丙膠失去彈性。二、補強填充劑對硫化膠彈性的影響 非炭黑補強填充劑會損害橡膠的彈性，增大壓縮永久變形。這與在應力作用下，橡膠分子在非活性填充劑表面滑動，除去應力以后，又阻礙分子鍵的恢復有關。偶聯(lián)荊的應用可以大大地改善非補強填充劑對硫化膠彈性的影響(改善填充荊的分敝性和表面活性)大多文獻資料中都說，隨著炭黑粒徑的增大，硫化膠的彈性增強，但往往忽略了填充量對硫化橡膠彈性的影響。實際上各

5、種橡膠產(chǎn)品都有一定的硬度和強度要求，如單一地使用低補強性炭黑時，用量需要增大，這樣同樣會損害橡膠的彈性和恢復。在一定變形量的硫化橡膠中，填充的橡膠分子鏈的變形量要比實際變形量大，擴大的數(shù)值與填充量成比例。變形量的增大同樣會影響橡膠分子鏈的位移位置和恢復，增大永久變形。采用適當?shù)匮a強劑并用和適當?shù)鼗旌瞎に嚕够鞜捘z獲得理想的結(jié)構(gòu)形態(tài)，可以得到高彈性的硫化橡膠。三、軟化荊和增塑荊 軟化荊通常指與橡膠桕容性火是很好的汕類或樹脂，增塑荊指與橡膠桕容性好的油或樹脂。它們既可增加橡膠的彈性(降低分子問的作用力、增加分子鏈柔順性)，又可能提高分子鏈的移動性。但是這兩種影響可以通過軟化劑、增塑劑的合理用量和并

6、用，以及適當?shù)募庸すに噥碚{(diào)節(jié)，使得到彈性良好的硫化橡膠。在某些場合，可以起到特殊的效果。四、硫化橡膠的交聯(lián)程度和硫化膠結(jié)構(gòu)對壓縮永久變肜的影響1交聯(lián)程度的影響 橡膠分子鏈在應力長時問作用下，會發(fā)生分子鏈的桕對位移，產(chǎn)生應力松弛，有些情況甚至可以松弛至零，應力除去后，橡膠分子的回復能力降低甚至失去，產(chǎn)生永久變形。較高的交聯(lián)程度可減少橡膠分子的位移和應力松弛，保持較高的恢復能力、降低壓縮永久變形。2硫化作用的影響 硫化橡膠的壓縮永久變形通常在較高的溫度下進行。未消耗的硫化劑產(chǎn)生的后硫化作用，使變形后的橡膠分子被新形成的交聯(lián)鍵所束縛，除去應力后的橡膠分子的恢復受阻，產(chǎn)生較大的永久變形。這種后交聯(lián)作用與第l點所講的交聯(lián)程度是不同的。3交聯(lián)結(jié)構(gòu)與化學應力松弛 多硫交聯(lián)鍵在高溫長時問的氧化作用下，產(chǎn)生交聯(lián)鍵的斷裂，致使發(fā)生化學應力松弛，分子鏈產(chǎn)生位移。斷裂的交聯(lián)鍵在不受力的地方形成新的交聯(lián)。這種化學應力松弛所造成的壓縮永久變形增大是由于分子鏈位移和分子鏈恢復受阻雙重作用造成的。解決的方法是改變交聯(lián)結(jié)構(gòu)和加強抗氧化作用。五、低溫壓縮永久變形(耐寒系數(shù)) 影響硫化橡膠的低溫壓縮永久變形的囚素依然可以說是彈性與恢復。表現(xiàn)形式是橡膠分子鏈的結(jié)品與玻璃化，解決的方法：一是降低橡膠的玻璃化溫度：二是破華橡膠的結(jié)品性。對于不同的橡膠品種，所采取得措施足不同，如對于易結(jié)品的天然橡膠，可用改性劑或高溫硫化使其