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生橡膠塑煉的機理是什么?

2013-7-17 10:41:54      點擊:
          生橡膠在塑煉時,置于塑煉機中的生橡膠收到機械剪切力、空氣中氧、溫度或塑解劑的作用,于是產生了復雜的物理-化學反應,導致大分子鏈被切斷。

塑煉分為低溫塑煉和高溫塑煉。低溫塑煉是以分子鏈機械斷裂為主,氧起到穩定游離基的作用;高溫塑煉是以分子鏈自動氧化斷裂為主,在塑煉過程中,通過機械作用來強化生橡膠與氧的接觸。以天然橡膠為例,將其塑煉的機理簡述如下。

(1)低溫下分子鏈的斷裂 在低溫塑煉時,生橡膠的大分子鏈在機械剪切力的作用下斷裂,生成分子鏈較短的分子游離基。在空氣中,生橡膠大分子游離基即與氧氣發生反應,并成為過氧化物游離基。新生成的大分子過氧化物游離基在室溫條件下并不穩定,易于吸收生橡膠中的氫原子,從而失去了活性。簡單地講,機械力使生橡膠分子鏈斷裂后,在有氧存在的條件下,由于氧化作用,結果使斷裂后生成的游離基得以穩定,此時得到穩定的過氧化氫物,從而獲得了塑煉效果。

(2)高溫下分子鏈的斷裂,在高溫條件下,空氣中活潑性很強的氧,對生橡膠分子鏈直接進行自動氧化作用,導致了氧化斷裂,生成大分子游離基。這種熱氧化裂解過程屬于自動催化氧化連鎖反應過程。在該過程中,生橡膠大分子上的氫原子被氧奪取形成游離基。在空氣充分時,游離基繼續產生氧化反應,生成大分子過氧化氫物。這種過氧化氫物很不穩定,很快分解生成相對分子質量較小的分子。

(3)塑解劑的存在對分子鏈的影響,在塑煉過程中,加入某些化學解劑,能夠加快生橡膠大分子鏈的斷裂速度,增加塑煉效果。通常,所使用的化學塑解劑有三種類型,即鏈終止型、鏈引發型及混合型。一般在低溫塑煉時,需選用鏈終止形塑解劑;在高溫塑煉時,則需選用引發型塑解劑。

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