橡胶共混和橡塑共混

本文转自《世界橡胶工业》2007年 第4期

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第3 4卷第 4期20 0 7年 4月

世界橡胶工业W ol b e n u ty rd Ru b rI d sr

V0 . 4 No. 1 13 4: 7~21Ap . 0 7 r2 0

橡胶共混和橡塑共混赵光贤(上海胶鞋研究所，上海2 01 0 4) 0摘要：该文从高分子材料的共混理论着手探讨了橡胶共混材料的选择，混体系的设计， 共以及共

混加工条件的确定。此文还讨论了共混物的结构形态及其转换。文章涉及了共混的新热点一动态硫化，并举了实例。关键词：共混；力学相容；解度参数；交联；态硫化 热溶共动中图分类号：Q30 6 T 3 . 3文献标识码： B文章编号： 7 -2220 )40 1—5 1 183 (0 70 - 70 6 0

共混是指两种或多种高分子材料进行互混的过程。由于单一胶种有时不能满足产品的使

较少与天然橡胶共混，随着我国石油化工的发展，成橡胶的来源充沛，差逐步缩小。最合价近，由于天然橡胶价格涨幅大，出现了合成橡胶价格低于天然橡胶价格的倒挂现象，促成了以

用要求，成橡胶的出现为橡胶与橡胶并用提合供了条件。后来，着对性能的更多要求以及随热塑性树脂的引入，进一步推动了橡塑共混 (并

合成橡胶取代天然橡胶为主旨的共混模式。1 3助加工 .

用 )艺的发展。目前，工无论在轮胎或其他橡胶制品中，分子材料共混情况大大超过了单用，高 约保持 7与 3之比。

这类共混以橡塑并用为主。众所周知，橡

胶在加工温度下保持着较高的粘度，就需要这使用大功率重型设备，耗相对较大。若掺用能某些平均分子量较低的树脂 (如低分子聚乙例烯 )可大大提高橡胶的流动性，助于压延、,有挤

1共混目的 共混在橡胶加工中的目的可以归纳为以下四点。 1 1性能互补 .

出、型等后续工序，仅使许多因流动性不好成不而造成的质量问题得以解决，还降低了能耗。14制备热塑性弹性体 .

任何胶种在性能上往往各自有所侧重，而不能面面俱到。相比之下，品对性能的要求产倒是全方位的，的

还相当苛刻。遇到此种情有

这是橡塑共混的前沿阵地。它拓宽了热塑

性弹性体的制备途径。早期的热塑性弹性体局限于从单体开始，阴离子型催化剂引发溶液由

况，通常非单一胶种所能胜任。于是，通过与另一

聚合而得到嵌段结构的热塑性弹性体 (如S S,得之产品虽具有热塑性弹性体的特点， B )所但存在两个方面的不足：是耐热性、一抗老化性差，是必须通过合成获得。而共混型热塑性二

种橡胶或合成树脂共混的途径，使性能互补，

满足要求，种做法在实践中可谓屡见不鲜。这最常见的实例就是天然橡胶和合成橡胶并用， 以综合两者之长。12取代 .

弹性体则可打破这方面的局限。

以此为目的的共混一般着眼于经济利益。不同时期，同聚合物材料 (不橡胶与橡胶、胶橡与合成树脂 )间不可避免地因价格升降而存之在价差，就成为促成共混的又一因素。例如，这 上世纪 6 0年代，些塑料 (某如聚氯乙烯 )的价格明显低于橡胶，在较大的价差，是出现了存于

2共混理论 共混理论可用来阐述共混的历程和机理。

由于参与的聚合物品种不一，上结构、性和加极粘度上的差异，使得适用的技术和条件各异，从而总结出相应的应用理论。 2 1从热力学角度解释共混 .

“以塑代胶”的共混。后来价差逐步缩小，型这种共混也就逐步淡出。又如，放初期，成橡解合胶大多依赖进口，仅数量少，格也贵，以不价所

用热力学“两液混合”律来解释橡胶共混规

现象，就是把共混体看成是具有热力学混容也

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1 8

世

界

橡

胶

工

业

性的液体。根据这一观点，只有当橡胶共混物

CI I R M

的自由能变化符合 A<0时， F才会出现热力学相容，即必须符合 A F=A H—T S的关系式。而 AH l D Bl B1

要实现这一点，须满足两个条件；一， H必第 A( ) 0第二，△ ( ),焓<, T s熵>0这样，系出现放体

S BR I l

I l

I l

BR

I1

I1

I1

B2

热，就是说，也热力学混容过程

是放热型的。但在橡胶共混的实践中，这种情况极为罕见，因为绝大多数橡胶共混过程是吸热的，要通过机械能做功来实现。当然，理想的状况是两相的最溶解度参数之差△ 8略大于 0而又是具有实用，价值的“观不均相体系”这也是实际生产中微，所追求的境界。 22相容性一共混的基础 .

CR

I 1

I 1

I 1

I2 m2 B

N R 1 B I

I 1

I I 1 1

I B 2 3

I RNR

I 1Il

I 1I1

I l B B m2 I 2 2 2I1 B2 B2 B2 I 2 M

I t CI日Ⅱ I R

S R BR B CR N B R I R

M一相容或可混，分离相，近似零；无 8差 B一相容性大，明显无分相，差小；一不相容或相容性小，明显分相，大；一 8 I有 8差 B 饱和橡胶并用； 2 B一饱和与不饱和橡胶并用；,一极性橡胶并 B用； I一饱和与不饱和橡胶并用； I 2一极性与非极性的不饱和橡胶并用；B一极性差异减小，近 B I2接 2的不饱和橡胶并用

根据以上叙述，大部分橡胶共混体系并未达到热力学相容。尽管如此，这种微观不均相体系已能满足共混的加工和技术要求，到性得

能理想而且稳定的共混胶。人们根据多年来在共混领域的实践，识到即使要达到工艺上相认

图 1橡胶的相容性一

容，也得考虑以下因素。22 1溶解度参数 ..所谓溶解度参数 8是材料内聚能密度 C D的开方值。而 C D是材料 E E分子链间的作用力。每种高分子材料都有反映

体，就违背了共混的初衷，者说失去了共则或曾对共混组配的共混胶的作了测定，并

混的意义。

对比了它们的热力学相容程度，果列于表 1结。表 1几种橡胶/胶共混体系的 A 橡 6及热力学相容程度

各自分子间力的溶解度参数。常用橡胶和塑料的溶解度参数 8按自小到大排列 ) (如下：

橡胶

异戊橡胶 7 8—80天然橡胶7 9, . ., .5

三元乙丙橡胶7 9,丁橡胶 8 1丁苯橡胶8 5 .5顺 ., .~

8 6丁腈橡胶 8 7~8 9氯丁橡胶 8 8, ., . ., .5氯塑料

聚乙烯 7 8聚丙烯 8 1聚苯乙烯 ., .,

磺化聚乙烯橡胶 8 9 .。 8 5乙烯一酸乙烯酯 9 1~9 5聚氯乙烯 .,醋 . .,95, .7尼龙 1 .。 3 6 2 2 2极性这也是影响共混的重要因素。 ..

橡胶极性取决于连接在主链上的侧基团。如果主链不带侧基，或虽带侧基但侧基对称性强，那么，本上属于非极性。主链上连接极性基团基或卤素原子 (一C O一C O、 N、 l如 O H、 O R一C一c、一

衡量两种聚合物的相容程度，解度参数溶是关键因素，相的△两 8越接近于 0则相容性，

越好。根据相容性的优劣，可分成 M、 I个 B、三档次，详见图 1。

B等 )则呈现不同程度的极性。在选择共 r,昆配时，组传统的做法是优先考虑极性相近，避

由图 1可见，工艺上不能共混的情况极少。 饱和度或极性悬殊的聚合物还是可以勉强共混的，是效果差而已。因此，种聚合物共混，只两 应尽可能选择溶解度参数差值△小，又>0 8但，因为差值小到 0的话，不再存在两相，则也就失去了共混的意义。理想的共混状态应该是体系内存在两个相，它们非常接近，非不存在但并任何差异。果说，种橡胶共混后 …… 此处隐藏：7280字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……