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橡胶的分子量和分子量分布与性能的关系

发布日期:2018-10-16 13:36:57     浏览次数:3402

        橡胶的分子量是非常重要的物理常数。它除具有理论价值外,还直接影响着橡胶的加工性能,只是目前生产上还缺少有效的检测手段获得分子量及其分布的数值。
1、橡胶分子量及分布的意义
        各种低分子化合物都有固定不变的分子量。但橡胶及其他高聚物,由于在形成高分子过程中,经历了较为复杂的反应,所以各个高分子的结构单元数目并不是完全相同的。即使对化学组成和结构都相同的高聚物,它仍然是由许多不同分子量的高分子组成的,即由同系的高分子混合物所组成。高聚物的这种特性称为多分散性。而多分散性大小,常用分子量分布宽窄来表示。所谓分子量分布宽,说明分子大小很不均一,大小相差悬殊;分布窄则表明分子大小比较均匀一致。因此,单纯讨论某一高聚物的分子量有多少,并无多大实际意义;而求得分子量的平均值(Mcp)及其分布才有实际指导意义。
2、橡胶的分子量及其分布与性能的关系
        (1)分子量与性能的关系高聚物一般显示力学强度的界限是:极性聚合物为P>40,非极性聚合物P>80,当P>200-250以上时,强度就不再增加了,聚合度P再增大,反而会给加工成型带来困难一般说来,Mcp低些,则生胶的流动性好,易于塑炼、混炼、压型,工艺加工性能好;但Mcp太低,则会导致硫化胶强度下降,永久变形增加,弹性恢复性差。
        关于Mcp与Mc的关系,对硫化胶物性起重要作用。例如IR的Mcp和硫化胶的扯断强度关系如图1-5所示。

        实验结果表明Mc=37000,当生胶Mcp小于37000时,硫化胶的扯断强度随着分子量增加而迅速提高,当Mcp>Mc时,则扯断强度趋于极限值。各种不同橡胶的Mc值随生胶的分子结构和配方、硫化条件而改变。
        (2)分子量分布与性能的关系实验结果指出,Mcp一定,当凝胶含量<1%而又无严重支化,此时分子量分布宽者容易加工,反之则加工性能较差。
        分子量分布宽窄用非均匀指数(HI)表示,即:

                

        当HI=1时,是等分子的则无分散性,HI=1.8~3.5时,呈中分布,当HI>3.5时称为宽分布。对顺丁橡胶来说,有意识的提高高分子量级份含量,可有效的改善冷流性。


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