cha橡膠的混改性

橡膠的共混與改性

概念：將兩種或兩種以上的不同橡膠或橡膠與合成樹脂，借助機(jī)械力的作用攙混成一體，用以制造各種橡膠制品，稱為橡膠機(jī)械共混或橡膠的并用。橡膠共混物兼有組分聚合物的性能，是一種有別于組分聚合物的新型橡膠材料，也可以將其稱為橡膠合金。共混已成為橡膠改性的有效和重要手段。第一節(jié)概述一、橡膠共混的目的和意義1．改善橡膠的使用性能和/或加工性能橡膠共混的主要目的是改善現(xiàn)有橡膠性能上的不足。例如NR因具有良好的綜合力學(xué)性能和加工性能，但它的耐熱氧老化性、耐臭氧老化性、耐油性及耐化學(xué)介質(zhì)性欠佳。多數(shù)合成橡膠的加工性能較差，力學(xué)性能也不理想，常給生產(chǎn)帶來困難，這些合成橡膠與NR摻混使用，性能互補(bǔ)，特別改善了合成橡膠的加工性能。特種合成橡膠與通用或特種合成橡膠共混使用，能有效的保持橡膠的使用特性，還能有效的降低制品生產(chǎn)成本，提高了特種橡膠的利用率。如氟橡膠與丙烯酸酯橡膠的共混、Q/EPDM、FPM與NBR。橡膠與合成樹脂共混是實(shí)現(xiàn)橡膠改性的另一條重要途徑。合成樹脂在性能上的優(yōu)勢是具有高強(qiáng)度、優(yōu)異的耐熱老化性和耐各種化學(xué)介質(zhì)侵蝕性，這些恰恰是某些合成橡膠缺少而又需要的。橡膠與少量的合成樹脂共混，使橡膠的某些性能得到改善，從而可以提升橡膠的使用價(jià)值，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。在這方面最為成功也是最早的例子就是NBR與PVC的共混2．開發(fā)制備熱塑性彈性體（TPE）的新途徑橡膠與合成樹脂共混，不僅滿足了合成橡膠的改性需要，還成功的開發(fā)出了利用機(jī)械共混合動態(tài)硫化法制備TPE的全新技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的誕生，意味著橡膠改性研究取得了突破性進(jìn)展。用此法生產(chǎn)的多種半交聯(lián)和全交聯(lián)TPE已經(jīng)成為TPE型橡膠制品的主要原料來源。二、橡膠共混理論的發(fā)展橡膠共混理論是伴隨共混的實(shí)踐過程應(yīng)運(yùn)而生。這些理論雖然還處于不斷發(fā)展和完善的過程，卻已在生產(chǎn)實(shí)踐中顯示出重要的指導(dǎo)作用。概括說來這些理論有：1聚合物相容性理論；2橡膠共混物的結(jié)構(gòu)形態(tài)理論；3橡膠共混物中組分聚合物的共交聯(lián)理論；4橡塑共混型TPE的理論三、橡膠共混的實(shí)施方法和共混改性的進(jìn)展

按照共混時(shí)橡膠和合成樹脂所處的狀態(tài)，有下述三種共混方法：熔融共混、乳液共混和溶液共混。熔融共混是將合成橡膠或合成樹脂加熱到熔融狀態(tài)后實(shí)施混合的方法。熔融和混合是在煉膠機(jī)或擠出機(jī)中進(jìn)行，這是工業(yè)生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的方法。乳液共混是將聚合物以乳液狀態(tài)混合的方法，如NBR/PVC共混物。今年來借助與低分子化合物或低聚物共混，實(shí)現(xiàn)橡膠改性的研究，越來越受到重視。這些低分子化合物或低聚物普遍含有活潑的反應(yīng)性原子或基團(tuán)，這些原子或基團(tuán)能在共混過程中或共混物的硫化的硫化過程中與橡膠大分子發(fā)生接枝、嵌段共聚反應(yīng)或交聯(lián)反應(yīng)，從而起到對橡膠改性作用。橡膠的這種共混改性稱為反應(yīng)性共混改性。這是對非反應(yīng)性改性技術(shù)的補(bǔ)充，隨著許多低分子化合物和低聚物的商品化，這項(xiàng)改性技術(shù)的應(yīng)用前景被十分看好。第二節(jié)聚合物的相容性

聚合物的相容性：指兩種不同聚臺物在外力作用下的混合，移去外力后仍能彼此相互容納并保持宏觀均相形態(tài)的能力。聚合合物物相相容容性性聚合合物物相相容容性性的的三三種種情情況況：：極少少數(shù)數(shù)的的聚聚合合物物之之間間能能達(dá)達(dá)到到鏈鏈段段級級相相容容；；絕大大多多數(shù)數(shù)聚聚合合物物間間具具有有有有限限的的相相容容性性；；某些些聚聚合合物物之之間間完完全全不不相相容容。。聚合合物物的的相相容容性性對對聚聚合合物物相相互互混混合合的的工工藝藝能能否否順順利利實(shí)實(shí)施施、、聚聚合合物物混混合合物物的的聚聚集集結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和共共混混物物材材料料的的性性能能有有決決定定性性影影響響。。一、、聚聚合合物物的的熱熱力力學(xué)學(xué)相相容容性性根據(jù)據(jù)熱熱力力學(xué)學(xué)原原理理，，在在恒恒溫溫恒恒壓壓下下，，聚聚合合物物能能發(fā)發(fā)生生熱熱力力學(xué)學(xué)相相容容的的必必要要條條件件是是共共混混體體系系的的混混合合自自由由能能必必須須滿滿足足下下面面的的條條件件：：兩聚聚合合物物混混合合時(shí)時(shí)，，若若≤≤００，，混混合合能能自自動動進(jìn)進(jìn)行行。。二元元聚聚合合物物共共混混時(shí)時(shí)，，混混合合熵熵用用下下式式表表示示由于于ΦΦ總總小小于于１１，，故故熵熵總總是是正正值值，，但但聚聚合合物物分分子子量量很很大大，，混混合合時(shí)時(shí)熵熵的的變變化化很很小小，，且且分分子子量量越越大大，，變變化化越越小小，，甚甚至至趨趨于于００。。所所以以聚聚合合物物共共混混時(shí)時(shí)，，的的大大小小主主要要取取決決于于的的變變化化。。聚合合物物混混合合時(shí)時(shí)若若不不發(fā)發(fā)生生體體積積變變化化，，混混合合熱熱可可由由下下式式確確定定：：顯然然，，δδa、、δδb相相差差越越大大，，則則越越大大，，離離實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)熱熱力力學(xué)學(xué)相相容容條條件件越越遠(yuǎn)遠(yuǎn)，，部部分分相相容容性性越越差差，，反反之之亦亦然然。。當(dāng)當(dāng)ΦΦa=ΦΦb時(shí)時(shí)，，最最大大，，隨隨ΦΦa、、ΦΦb的的差差值值的的增增大大而而減減小小，，這這說說明明兩兩種種聚聚合合物物等等量量共共混混最最不不容容易易實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)熱熱力力學(xué)學(xué)相相容容。。混合合熱熱與與組組分分聚聚合合物物體體積積分分?jǐn)?shù)數(shù)的的關(guān)關(guān)系系二、、聚聚合合物物的的工工藝藝相相容容性性聚合合物物的的工工藝藝相相容容性性，，除除考考慮慮熱熱力力學(xué)學(xué)因因素素外外，，還還要要考考慮慮動動力力學(xué)學(xué)因因素素。。聚合物物不相相容體體系，，盡管管在熱熱力學(xué)學(xué)上有有自動動分離離成兩兩相的的趨勢勢，但但實(shí)際際上常常因聚聚合物物的粘粘度特特別大大，分分子鏈鏈段移移動困困難．．產(chǎn)生生相分分離的的速度度極為為緩慢慢，以以至于于在極極長的的時(shí)間間里也也很難難將共共混體體系分分離成成兩個(gè)個(gè)宏觀觀相。。也就是是說，，這種種共混混物在在微觀觀區(qū)域域內(nèi)分分成了了兩個(gè)個(gè)相，，構(gòu)成成多相相形態(tài)態(tài)，但但在宏宏觀上上仍能能保持持其均均勻性性。共共混物物的這這種特特性．．常稱稱其為為工藝相相容性性。聚合物物之間間有適適當(dāng)?shù)牡臒崃αW(xué)相相容性性，才才有良良好的的工藝藝相容容性．．才能能形成成良好好的界界面層層，進(jìn)進(jìn)一步步提高高共混混物的的穩(wěn)定定性。。三、聚聚合物物相容容性的的預(yù)測測預(yù)測聚聚合物物是否否相容容最常常用的的方法法是溶溶解度度參數(shù)數(shù)相近近程度度判斷斷法:兩者者溶解解度參參數(shù)相相差越越小，，越有有利于于自由由能小小于零零，相相容性性越好好。大量研研究表表明，，當(dāng)二二者溶溶解度度參數(shù)數(shù)之差差大于于0.5后后，兩兩種聚聚合物物便不不能以以任意意比例例實(shí)現(xiàn)現(xiàn)工藝藝相容容，多多數(shù)情情況會會出現(xiàn)現(xiàn)相分分離。。對于極極性聚聚合物物相容容性的的預(yù)測測時(shí)則則須考考慮色色散力力外、、偶極極力和和氫鍵鍵的作作用。。Hansen把把根據(jù)據(jù)三種種分子子間力力定義義的溶溶解度度參數(shù)數(shù)稱為為三維維溶解解度參參數(shù)，，并把把混合合熱與與溶解解度參參數(shù)的的關(guān)系系改寫寫成下下式：：式中，，d、、p、、h分分別代代表色色散力力、偶偶極力力和氫氫鍵力力的貢貢獻(xiàn)的的溶解解度參參數(shù)分分量，，只有有當(dāng)兩兩種聚聚合物物的三三個(gè)溶溶解度度參數(shù)數(shù)分量量值都都趨于于相等等時(shí)才才真正正達(dá)到到相容容。橡膠的的溶解解度參參數(shù)樹脂的的溶解解度參參數(shù)纖維類類的溶溶解度度參數(shù)數(shù)四、不不相容容聚合合物的的增容容改善不不相容容聚合合物相相容性性的方方法有有兩種種：一是向向共混混體系系添加加相容容劑（（均勻勻劑、、增容容劑））一起起共混混；二是預(yù)預(yù)先對對聚合合物進(jìn)進(jìn)行化化學(xué)改改性，，在分分子鏈鏈中引引入能能發(fā)生生相互互作用用或發(fā)發(fā)應(yīng)性性基團(tuán)團(tuán)，在在實(shí)際際生產(chǎn)產(chǎn)中多多采用用前者者相容劑劑有脂脂肪烴烴樹脂脂、環(huán)環(huán)烷烴烴樹脂脂和芳芳香烴烴樹脂脂等不不同極極性的的低分分子樹樹脂的的混合合物，，還有有嵌段段或接接枝聚聚合物物及某某些無無規(guī)共共聚物物。它它們兼兼有共共混物物兩組組分的的結(jié)構(gòu)構(gòu)特征征或和和其中中的一一個(gè)組組分產(chǎn)產(chǎn)生特特殊的的相互互作用用。按作作用用原原理理均均勻勻劑劑可可分分為為非非反反應(yīng)應(yīng)型型和和反反應(yīng)應(yīng)型型兩兩大大類類。。1.非非反反應(yīng)應(yīng)型型相相容容劑劑非反反應(yīng)應(yīng)型型相相容容劑劑是是靠靠分分子子間間吸吸引引力力或或氫氫鍵鍵與與聚聚合合物物發(fā)發(fā)生生作作用用，，現(xiàn)現(xiàn)有有的的一一些些商商品品化化高高分分子子材材料料可可用用做做此此類類使使用用。。如如EPDM可可作作為為PE/PP的的相相容容劑劑。。非反反應(yīng)應(yīng)型型相相容容劑劑共混物增容劑組分A組分BPS或PEEPDMPSSANEPDMPP或PEPESBRPVCNBRPVCPDMSPE或PSPMMAPMMA或PISBRPVCPE或PPPIPVCSBR或BREPDMPS，PE，PP，EPDMPEOPS-g-PE，S-B-S，S-BEPDM-g-MMAPS-g-MMA，PS-g-PIBR-b-PMMAEPDM-g-MMAEPM，EPDMPE-b-PICRNBRCPE，EVAPCL-b-PS，CPEPDMS-g-PEO2．．反反應(yīng)應(yīng)型型相相容容劑劑反應(yīng)應(yīng)型型相相容容劑劑能能與與聚聚合合物物發(fā)發(fā)生生化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)，，生生成成共共價(jià)價(jià)鍵鍵或或離離子子鍵鍵。。例如如PP-g-MA被被用用做做PA/PP體體系系的的反反應(yīng)應(yīng)型型相相容容劑劑，，其其分分子子中中的的MA可可與與PA中中的的端端氨氨基基反反應(yīng)應(yīng)。。除了了商商品品化化和和預(yù)預(yù)制制的的相相容容劑劑外外，，還還可可以以原原位位生生成成相相容容劑劑。。例例如如在在用用雙雙螺螺桿桿擠擠出出EPDM/PMMA體體系系時(shí)時(shí)，，添添加加有有機(jī)機(jī)過過氧氧化化物物和和MMA，，在在強(qiáng)強(qiáng)機(jī)機(jī)械械剪剪切切力力的的作作用用下下，，EPDM與與MMA發(fā)發(fā)生生接接枝枝共共聚聚反反應(yīng)應(yīng)，，生生成成EPDM––g-MMA，，可可有有效效改改善善EPDM與與PMMA的的相相容容性性除了了上上述述相相容容劑劑外外，，商商品品化化的的化化學(xué)學(xué)改改性性聚聚合合物物如如CPE、、CSM、、ENR、、HNBR等等也也都都具具有有相相容容劑劑的的功功能能。。如如ENR就就是是NR/NBR體體系系的的相相容容劑劑。。五、、聚聚合合物物共共混混物物實(shí)實(shí)際際相相容容性性的的表表征征表征征聚聚合合物物共共混混物物組組分分相相容容性性的的方方法法很很多多，，例例如如小小角角中中子子散散射射法法、、脈脈沖沖核核磁磁共共振振法法、、反反相相色色普普法法、、電電子子顯顯微微鏡鏡和和玻玻璃璃化化溫溫度度法法等等。。其其中中最最常常用用的的是是測測定定共共混混物物玻玻璃璃化化溫溫度度的的方方法法。。測測玻玻璃璃化化溫溫度度有有多多種種方方法法，，其其中中應(yīng)應(yīng)用用最最廣廣泛泛的的是是利利用用動動態(tài)態(tài)粘粘彈彈譜譜儀儀，，測測定定共共混混物物的的力力學(xué)學(xué)損損耗耗-溫溫度度關(guān)關(guān)系系譜譜圖圖，，譜譜圖圖上上峰峰頂頂對對應(yīng)應(yīng)的的溫溫度度就就是是聚聚合合物物的的玻玻璃璃化化溫溫度度。。聚合合物物共共混混物物的的力力學(xué)學(xué)損損耗耗－－溫溫度度譜譜圖圖根據(jù)據(jù)譜譜圖圖上上出出現(xiàn)現(xiàn)的的Tg的的數(shù)數(shù)量量和和位位置置變變化化，，可可以以作作出出相相容容性性的的判判斷斷。。只有有一一個(gè)個(gè)Tg出出現(xiàn)現(xiàn)且且位位置置介介于于兩兩純純組組分分聚聚合合物物Tg之之間間時(shí)時(shí)，，說說明明二二者者是是完完全全想想容容的的；；有兩兩個(gè)個(gè)Tg出出現(xiàn)現(xiàn)且且其其值值與與兩兩純純組組分分Tg分分別別吻吻合合時(shí)時(shí)，，說說明明二二者者是是完完全全不不相相容容的的；；當(dāng)有有兩兩個(gè)個(gè)Tg出出現(xiàn)現(xiàn)但但其其間間距距與與前前一一種種情情況況相相比比明明顯顯縮縮短短了了，，說說明明二二者者有有部部分分相相容容性性第三三節(jié)節(jié)聚聚合合物物共共混混物物的的形形態(tài)態(tài)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)聚合合物物共共混混物物的的形形態(tài)態(tài)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)也也就就是是它它的的聚聚集集態(tài)態(tài)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，包包括括共共混混物物的的相相態(tài)態(tài)類類型型、、多多相相體體系系中中分分散散相相的的分分散散程程度度和和均均一一性性以以及及兩兩相相的的界界面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)等等內(nèi)內(nèi)容容。。一、、共共混混物物的的相相態(tài)態(tài)類類型型及及其其性性能能的的關(guān)關(guān)系系聚合合物物共共混混物物是是由由兩兩種種或或兩兩種種以以上上的的聚聚合合物物組組成成，，因因而而可可能能形形成成兩兩個(gè)個(gè)或或兩兩個(gè)個(gè)以以上上的的相相態(tài)態(tài)，，通通常常以以雙雙組組分分共共混混物物為為最最常常見見。。它它的的相相態(tài)態(tài)按按照照有有無無相相分分離離現(xiàn)現(xiàn)象象而而分分為為均均相相結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和兩兩相相結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。前前者者很很少少見見。。更更有有意意義義的的是是后后者者，，它它又又可可分分為為單單相相連連續(xù)續(xù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和兩兩相相連連續(xù)續(xù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。1.單單相相連連續(xù)續(xù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)單相相連連續(xù)續(xù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)是是指指共共混混物物中中一一個(gè)個(gè)組組分分為為分分散散相相，，另另一一組組分分為為連連續(xù)續(xù)相相的的多多相相結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。它它是是多多相相結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)共共混混物物中中的的一一種種。。從從相相結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)角角度度看看，，多多相相結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)必必然然存存在在著著分分散散介介質(zhì)質(zhì)和和分分散散相相，，其其中中分分散散介介質(zhì)質(zhì)也也叫叫連連續(xù)續(xù)相相。。由由于于連連續(xù)續(xù)相相包包圍圍著著分分散散相相，，所所以以也也常常常常形形象象地地叫叫連連續(xù)續(xù)相相為為““海海相相””，，分分散散相相為為““島島相相””。。因因此此單單相相連連續(xù)續(xù)的的多多相相結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)也也常常被被稱稱作作““海海-島島””結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。單相連續(xù)續(xù)的多相相共混物物，在橡橡膠共混混物及橡橡膠與塑塑料的共共混物中中最為常常見。2.兩兩相連續(xù)續(xù)結(jié)構(gòu)兩相連續(xù)續(xù)結(jié)構(gòu)是是共混物物中兩個(gè)個(gè)組分都都是連續(xù)續(xù)相或是是相互貫貫穿交錯(cuò)錯(cuò)的結(jié)構(gòu)構(gòu)。兩個(gè)個(gè)都是連連續(xù)的多多相結(jié)構(gòu)構(gòu)又叫““海-海?！敖Y(jié)構(gòu)構(gòu)。當(dāng)兩兩組分以以等體積積共混時(shí)時(shí)往往出出現(xiàn)這種種相互穿穿插的連連續(xù)相結(jié)結(jié)構(gòu)，如如50/50的的NBR/SBR或BR/PE等。。共混物如如果形成成了“海海-?！薄苯Y(jié)構(gòu)，，性能普普遍較差差。二、海-島結(jié)構(gòu)構(gòu)中的分分散度和和均一性性1．分散散度分散度是是指島相相顆粒的的大小，，用島相相顆粒的的平均粒粒徑表征征，粒徑徑小，分分散度高高。文獻(xiàn)獻(xiàn)中所說說的平均均粒徑一一般是指指平均算算術(shù)粒徑徑：對大量共共混物研研究表明明，島相相粒徑在在3微米米以下是是可取的的，最好好是0.5到1微米之之間。2.均一一性島相的均均一性是是指島相相尺寸分分散的均均勻程度度。島相相分散均均勻度越越高，島島相對海海相的改改性作用用就越充充分。同同時(shí)也使使共混物物中各部部分的結(jié)結(jié)構(gòu)趨于于相同，，從而減減少了結(jié)結(jié)構(gòu)缺陷陷，提高高共混物物制品的的使用性性能。三、海-島結(jié)構(gòu)構(gòu)中兩相相聚合物物的界面面結(jié)構(gòu)共混物中中的多相相體系存存在三種種區(qū)域結(jié)結(jié)構(gòu)：兩兩種聚合合物各自自獨(dú)立的的相和這這兩相之之間的界界面層。。界面層也也稱過渡渡區(qū)。在在此區(qū)域域發(fā)生兩兩相的粘粘合和兩兩種聚合合物鏈段段之間的的相互擴(kuò)擴(kuò)散。界界面層結(jié)結(jié)構(gòu)，特特別是兩兩種聚合合物之間間的粘合合強(qiáng)度，，常對共共混物的的性質(zhì)，，特別是是力學(xué)性性質(zhì)有著著決定性性的影響響。如何何提高這這種混合合體系界界面的親親和性和和穩(wěn)定性性，對提提高共混混物的物物性十分分關(guān)鍵。。從共硫化化的角度度來看，，相界面面層也是是有利的的區(qū)域。。已經(jīng)證證實(shí)，使使用合適適的交聯(lián)聯(lián)體系即即使共混混物呈多多相結(jié)構(gòu)構(gòu)，也可可保證硫硫化的橡橡膠共混混物具有有滿意的的使用性性能。因因此，界界面狀態(tài)態(tài)在非均均相混合合體系中中是十分分重要的的問題。。界面層的的形成界面層的的形成是是兩種聚聚合物分分子的鏈鏈段滲透透、擴(kuò)散散及相互互作用的的結(jié)果，，它體現(xiàn)現(xiàn)了兩相相之間有有限的相相容性。。聚合物共共混物界界面層的的形成可可分為兩兩個(gè)步驟驟:第一步是是分別由由兩種聚聚合物組組分所構(gòu)構(gòu)成的兩兩個(gè)相之之間的接接觸；第二步是是兩種聚聚合物大大分子鏈鏈段之間間的相互互擴(kuò)散。。界面層的的厚度界面層的的厚度主主要取決決于兩組組分的相相性大小小和分子子量的大大小。相相容性好好或分子子量小，，兩種大大分子鏈鏈段容易易相互滲滲透和擴(kuò)擴(kuò)散，形形成的界界面厚度度就大一一些。從從聚合物物表面自自由能和和界面張張力的角角度來看看，若兩兩組分的的表面自自由能相相近或界界面張力力小，在在共混過過程中兩兩種聚合合物熔體體之間容容易相互互浸潤，，兩聚合合物分子子鏈段就就會在界界面處相相互擴(kuò)散散，形成成一定厚厚度的界界面層，，且界面面張力越越小界面面層就越越穩(wěn)定。。兩種聚合物物溶解度參參數(shù)差越小小，界面張張力越小。。如圖所示示，BR/NR、、SBR/NR、CR/EPDM和SBR/NBR-30等體系系的溶解度度參數(shù)差由由小到大，，界面張力力隨之增加加，界面層層則變薄。。界面層內(nèi)聚聚合物分子子鏈的濃度度變化四、影響聚聚合物共混混物形態(tài)結(jié)結(jié)構(gòu)的因素素1．影響相相形態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)的因素(1)組分分配比的影影響對不相容或或部分相容容聚合物來來說，組分分配比與聚聚合物相態(tài)態(tài)結(jié)構(gòu)的形形成有密切切關(guān)系。當(dāng)當(dāng)兩聚合物物的初始粘粘度和內(nèi)聚聚能接近時(shí)時(shí)，共混體體系中量多多的聚合物物容易形成成海相，量量少者易形形成島相。。(2)聚合物熔熔體黏度比比的影響?zhàn)ざ鹊偷慕M組分流動性性好，容易易成海相，，黏度高的的不容易被被分散，形形成島相，，這一現(xiàn)象象稱為“軟軟包硬”。。組分黏度比比及組分配配比與共混混物相態(tài)的的關(guān)系（3）內(nèi)聚聚能的影響響兩組分內(nèi)聚聚能相差較較大時(shí)，其其相形態(tài)主主要取決于于內(nèi)聚能。。如CR/NR=75/25體系，由由于CR內(nèi)內(nèi)聚能高，，不容易被被破碎分散散而成為島島相。2.影響響島相形態(tài)態(tài)結(jié)構(gòu)的因因素所謂島相形形態(tài)結(jié)構(gòu)是是指島相顆顆粒的大小小、粒徑及及其分布。。（1）組分分相容性相容性越好好，彼此分分子親和力力越大，從從而相互擴(kuò)擴(kuò)散能力強(qiáng)強(qiáng)，島相分分散度高，，粒徑小，，相界面越越模糊，界界面層越厚厚且穩(wěn)定。。反之，分分散度低，，粒徑大，，界面層薄薄，界面清清晰。（2）組分分配比組分配比不不僅影響島島相顆粒的的形狀，也也影響島相相的粒徑。。SBR/LDPE中中島相LDPE的形形態(tài)結(jié)構(gòu)LDPE用量/%粒徑/μmLDPE形態(tài)51525350.51.52.53.0近似球形近似球形或不規(guī)則長條不規(guī)則長條不規(guī)則長條(3)聚合合物熔體粘粘度比的影影響聚臺物共混混時(shí)，當(dāng)兩兩組分近似似等量混合合時(shí)，粘度度低的組分分容易形成成連續(xù)相；；而粘度近近似相等的的兩組分等等量混合時(shí)時(shí)，共混物物容易形成成兩相那是是連續(xù)的““海-?！薄苯Y(jié)構(gòu)。被混合的兩兩種橡膠粘粘度接近時(shí)時(shí)，分散相相尺寸?。?；粘度相差差較大的兩兩種橡膠進(jìn)進(jìn)行混合時(shí)時(shí)．由于煉煉膠機(jī)的剪剪切應(yīng)力集集中在較軟軟的橡膠上上、混合不不均勻，所所以分散相相粒徑較大大。橡膠粘度對對共混物中中島相粒徑徑的影晌粘度對共混混物分散相相尺寸影響響很大。當(dāng)當(dāng)兩種黏度度相差較大大的橡膠共共混時(shí)，為為調(diào)整粘度度，常常采采用在粘度度大的組分分中加入軟軟化劑以降降低其粘度度，或在粘粘度小的組組分中加入入炭黑等填填充劑提高高粘度，然然后共混。。在橡塑共混混體系中，，可以以通通過橡膠與與塑料的粘粘度對溫度度和剪切速速率的敏感感性不同，，找一個(gè)粘粘度相等的的合適加工工條件，例例如在接近近等黏度點(diǎn)點(diǎn)對應(yīng)的溫溫度（稱為為等黏點(diǎn)溫溫度T*）），若共混混物要求以以合成樹脂脂為海相，，宜在高于于T*下共共混；若以以橡膠為海海相，宜在在低于T*下共混。。黏度與溫度度的關(guān)系〔4)共混混時(shí)間對形形態(tài)結(jié)構(gòu)的的影響共混時(shí)間對對共混物的的分散有重重要影響，，時(shí)間過短短，不利于于分散；時(shí)時(shí)間過長容容易使聚合合物裂解，，不利于共共混物的物物性，同時(shí)時(shí)還會過多多地消耗能能量。（5）混煉煉工藝對形形態(tài)結(jié)構(gòu)的的影響共混工藝不不同，制備備的共混物物形總結(jié)構(gòu)構(gòu)也不盡相相同。（6）橡膠膠加工助劑劑第四節(jié)配配合劑在在共混物中中的分布近年來研究究表明，硫硫化劑、填填充劑、防防老劑和穩(wěn)穩(wěn)定劑等配配合劑在共共混體系各各相中的分分布是不均均勻的，這這對共混物物的性能影影響非常大大。在共混物中中，如果硫硫化劑、促促進(jìn)劑在兩兩相中的分分布不合理理，就會使使硫化膠中中的兩相硫硫化速度不不同步、兩兩相交聯(lián)密密度相差懸懸殊、導(dǎo)致致共混物性性能很差。。因此須了解解配合劑在在共混物中中的分配規(guī)規(guī)律，有效效地控制共共混物中配配合劑的分分布。一、補(bǔ)強(qiáng)劑劑在共混物物中的分配配橡膠共混物物是有不同同的橡膠或或橡膠與合合成樹脂組組成，它們們對同一種種碳黑或填填料通常會會顯出不同同的親和性性，即使經(jīng)經(jīng)過煉焦機(jī)機(jī)的反復(fù)捏捏煉，碳黑黑在兩相聚聚合物中的的分配仍然然不同，導(dǎo)導(dǎo)致濃度不不同，從而而產(chǎn)生不同同的補(bǔ)強(qiáng)效效果。橡膠結(jié)構(gòu)不不同，對碳碳黑等補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)劑要求不不同，非結(jié)結(jié)晶的SBR和NBR迫切要要求補(bǔ)強(qiáng)，，結(jié)晶性的的NR對補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)的要求求就不迫切切。因此當(dāng)當(dāng)NR與SBR或NBR共混混時(shí)，理想想情況是碳碳黑在SBR或NBR中保持持較高的濃濃度，否則則影響共混混膠的使用用性能。1．影響炭炭黑在共混混物兩相中中分配的因因素（1）．炭炭黑與橡膠膠的親和性性碳黑和橡膠膠的親和力力與橡膠分分子鏈的柔柔順性和不不飽和度有有關(guān)?；鞜挓挄r(shí)碳黑要要分散到橡橡膠中去首首先要被橡橡膠分子鏈鏈濕潤，橡橡膠分子鏈鏈越柔順，，對碳黑的的濕潤性越越好；炭黑黑與橡膠分分子鏈中的的雙鍵有很很強(qiáng)的結(jié)合合力，故不不飽和度大大的橡膠與與炭黑的親親和力大。。此外外，，炭炭黑黑與與橡橡膠膠的的親親和和性性還還與與橡橡膠膠的的極極性性或或碳碳黑黑粒粒子子表表面面的的極極性性有有關(guān)關(guān)。。NR與與不不同同橡橡膠膠共共混混時(shí)時(shí)炭炭黑黑NR中中的的分分配配量量（2））．．橡橡膠膠粘粘度度橡膠膠粘粘度度對對炭炭黑黑在在共共混混物物中中的的分分布布起起重重要要作作用用。。當(dāng)當(dāng)兩兩種種橡橡膠膠對對碳碳黑黑親親和和力力相相差差不不大大時(shí)時(shí)，，炭炭黑黑容容易易進(jìn)進(jìn)入入粘粘度度小小的的橡橡膠膠相相中中。。軟化化劑劑對對橡橡膠膠的的粘粘度度影影響響很很大大，，因因此此也也可可用用軟軟化化劑劑調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)炭炭黑黑在在共共混混物物中中的的分分布布（3））．．混混煉煉工工藝藝除上上述述幾幾種種影影響響填填料料分分朽朽的的因因素素外外。?；旎鞜挓挿椒椒ǚㄒ惨彩鞘侵刂匾蛞蛩厮刂灰弧！闉榭伎疾觳旎旎鞜挓挿椒椒ǚ▽AF在在BR／／SBR中中分分布布的的影影響響，，分分別別采采用用四四種種混混煉煉方方法法：：1.BR/SBR共共混混膠膠+HAF2.BR/HAF母母煉煉膠膠+SBR3.SBR/HAF母母煉煉膠膠+BR4.BR/HAF母母煉煉膠膠+SBR/HAF母母煉煉膠膠添加加方方法法對對炭炭黑黑在在共共混混物物中中分分配配的的影影響響添加方法BR相炭黑含量/%1234608921631.BR/SBR共共混混膠膠+HAF2.BR/HAF母母煉煉膠膠+SBR3.SBR/HAF母母煉煉膠膠+BR4.BR/HAF母母煉煉膠膠+SBR/HAF母母煉煉膠膠(2)補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)劑劑分分配配對對共共混混物物硫硫化化膠膠性性能能的的影影響響炭黑黑分分布布對對NR/BR(50/50)硫硫化化膠膠性性能能的的影影響響炭黑黑分分布布對對NR/BR(50/50)硫硫化化膠膠性性能能的的影影響響可以以看看出出，，當(dāng)當(dāng)BR中中炭炭黑黑含含量量低低于于60％％時(shí)時(shí)，，隨隨著著炭炭黑黑在在BR相相中中含含量量的的降降低低，，硫硫化化膠膠的的拉拉伸伸強(qiáng)強(qiáng)度度、、撕撕裂裂強(qiáng)強(qiáng)度度、、道道路路磨磨耗耗、、回回彈彈性性等等是是趨趨于于降降低低，，而而古古德德里里奇奇升升溫溫和和力力學(xué)學(xué)損損耗耗是是升升高高的的。。這這是是由由于于BR相相內(nèi)內(nèi)炭炭黑黑含含量量少少，，BR沒沒能能得得到到很很好好地地補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)。。二、交交聯(lián)劑劑在橡橡膠共共混物物中的的分配配橡膠共共混物物有橡橡膠/橡膠膠共混混和橡橡膠/塑料料共混混兩種種，在在用其其制造造制品品時(shí)，，前者者必須須將兩兩相共共交聯(lián)聯(lián)。后者有有兩種種情況況，當(dāng)當(dāng)以合合成樹樹脂改改善橡橡膠使使用性性能為為目的的時(shí)，，最理理想的的情況況是橡橡膠與與樹脂脂也要要共交交聯(lián)；；當(dāng)合合成樹樹脂僅僅僅作作為橡橡膠的的加工工助劑劑使用用時(shí)，，樹脂脂不必必交聯(lián)聯(lián)。1．交交聯(lián)助助劑在在橡膠膠中的的溶解解度交聯(lián)助助劑在在兩相相中的的分配配量首首先取取決于于交聯(lián)聯(lián)助劑劑在聚聚合物物中的的溶解解度。。溶解解度的的大小小主要要取決決于聚聚合物物與交交聯(lián)助助劑的的溶解解度參參數(shù)的的差值值，差差值小小溶解解度就就高。。硫化助助劑的的溶解解度參參數(shù)交聯(lián)助助劑在在各種種核膠膠中的的溶解解度（（l53℃℃）溫度升升高，，溶解解度增增大。。如果果在室室溫下下是飽飽和或或近于于飽和和的，，但在在硫化化溫度度下就就不是是飽和和的了了。2.交交聯(lián)助助劑在在橡膠膠中的的擴(kuò)散散交聯(lián)助助劑一一旦溶溶解在在橡膠膠中，，就會會憑借借分子子的布布郎運(yùn)運(yùn)動向向周圍圍擴(kuò)散散:在單一一橡膠膠中，，一般般是從從濃度度高的的區(qū)域域向濃濃度低低的區(qū)區(qū)域擴(kuò)擴(kuò)散，，直至至各處處濃度度達(dá)到到均勻勻?yàn)橹怪?；在多相相共混混體系系中，，會從從溶解解度低低的相相向溶溶解度度高的的相擴(kuò)擴(kuò)散，，直到到達(dá)到到平衡衡。硫黃在在NR/SBR中的的擴(kuò)散散3.交交聯(lián)聯(lián)助劑劑在橡橡膠共共混物物中的的的分分配系系數(shù)在共混混物中中，硫硫化劑劑在各各相中中的濃濃度差差異可可以定定量地地由分分配系系數(shù)K表示示交聯(lián)助助劑在在共混混膠中中的分分配系系數(shù)（（153℃℃）第五節(jié)節(jié)橡橡膠共共混物物的共共交聯(lián)聯(lián)橡膠共共交聯(lián)聯(lián)有兩兩重含含義：：一是兩兩相聚聚合物物在交交聯(lián)條條件下下能在在各自自相區(qū)區(qū)內(nèi)發(fā)發(fā)生交交聯(lián)，，并且且以近近似同同步的的交聯(lián)聯(lián)速度度使兩兩相都都達(dá)到到正硫硫化；；二是在在各相相發(fā)生生交聯(lián)聯(lián)的同同時(shí)在在兩相相的界界面層層內(nèi)發(fā)發(fā)生兩兩相分分子間間的交交聯(lián)。。共交聯(lián)聯(lián)存在在的問問題：：共混物物的共共交聯(lián)聯(lián)聚合合物共共混技技術(shù)發(fā)發(fā)展的的主要要障礙礙之一一就是是共混混聚合合物中中各組組分聚聚合物物硫化化速度度不協(xié)協(xié)調(diào)。。在有些些情況況下，，或由由于組組分聚聚合物物硫化化反應(yīng)應(yīng)能力力之間間的差差別，，或由由于交交聯(lián)助助劑在在組分分聚合合物間間溶解解度造造成的的差異異。如如果這這種情情況出出現(xiàn)，，交聯(lián)聯(lián)劑的的大部部分將將迅速速地被被硫化化速度度快的的組分分所消消耗，，各相相硫化化速度度不同同步，，甚至至出現(xiàn)現(xiàn)一相相交聯(lián)聯(lián)不足足，另另-相相交聯(lián)聯(lián)過度度，這這是某某些共共混物物性能能低劣劣的重重要原原因。。解決方方案：：如果參參與共共混的的聚合合物具具有相相同性性質(zhì)的的交聯(lián)聯(lián)活性性點(diǎn)，，可選選用共共同的的交聯(lián)聯(lián)體系系；如果共共混聚聚合物物的交交聯(lián)活活性點(diǎn)點(diǎn)性質(zhì)質(zhì)不同同時(shí)，，可采采用多多官能能交聯(lián)聯(lián)劑，，也可先先對聚聚合物物進(jìn)行行化學(xué)學(xué)改性性，使使其具具有新新的活活性點(diǎn)點(diǎn)，與與另一一聚臺臺物的的活性性點(diǎn)相相同或或能相相互反反應(yīng)。。一、橡橡/橡橡共混混物的的共交交聯(lián)當(dāng)兩種種橡膠膠結(jié)構(gòu)構(gòu)相似似，并并且具具有相相同的的交聯(lián)聯(lián)活性性點(diǎn)和和差異異不大大的交交聯(lián)速速度時(shí)時(shí)，可可采用用相同同的交交聯(lián)體體系。。如NR/（S）BR體體系，，硫黃黃/促促進(jìn)劑劑是有有效的的交聯(lián)聯(lián)體系系。當(dāng)兩種種橡膠膠結(jié)構(gòu)構(gòu)差別別較大大，雖雖然有有相同同的交交聯(lián)活活性點(diǎn)點(diǎn)，但但交聯(lián)聯(lián)速度度差別別大，，應(yīng)盡盡量選選擇分分配系系數(shù)接接近1的