甜菜堿及微生物凝固對(duì)天然橡膠結(jié)構(gòu)與性能的影響研究.pdf

1、本文以酸凝固天然橡膠(NR-a)為對(duì)照,主要采用核磁共振交聯(lián)密度儀(NMR-CDS),橡膠加工分析儀(RPA),研究了甜菜堿以及微生物凝固對(duì)天然橡膠結(jié)構(gòu)與性能的影響?？疾炝颂烊幌鹉z的硫化過程,硫化動(dòng)力學(xué),交聯(lián)密度,物理性能,動(dòng)態(tài)性能等基本特性。
　　 硫化特性實(shí)驗(yàn)表明:加入甜菜堿的天然橡膠(NR-b)其tc10,tc50和tc90最小,NR-a的最大,Mn則是NR-b＞NR-m(微生物凝固天然橡膠)＞NR-a,說明甜菜堿對(duì)NR有

2、促進(jìn)硫化的作用,NR-m中由于保留了較多的非膠組分,也有促硫化作用。物理性能測(cè)試表明:甜菜堿和微生物凝固都提高了NR的拉伸強(qiáng)度,硬度,回彈。對(duì)于未填充NR,甜菜堿加入量為1.0 g時(shí)的拉伸和撕裂強(qiáng)度達(dá)到最大,拉伸強(qiáng)度為23.82 Mpa,撕裂強(qiáng)度為33.88 kN/m,分別比NR-a提高了27.04％和28.92%。甜菜堿使促進(jìn)劑鋅鹽絡(luò)合物在橡膠中的溶解度增大,使硫磺分散更均勻,交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)更完善,網(wǎng)絡(luò)中的缺陷相對(duì)較少,表現(xiàn)出優(yōu)異的拉伸和撕

3、裂性能。
　　 核磁共振實(shí)驗(yàn)表明:NR-m的物理交聯(lián)密度(Physical XLD)最大,NR-b和NR-a相當(dāng),NR-b的化學(xué)交聯(lián)密度(Cheroical XLD)最大,總交聯(lián)密度(Total XLD)是NR-b＞NR-m＞NR-a。在相同硫化時(shí)間下,NR-b的XLD和硫化膠網(wǎng)鏈部分含量(Amc)要大于NR-a,橫向松弛時(shí)間(T2),小分子等部分的含量(AT2)和交聯(lián)點(diǎn)間分子量(Mc)都小于NR-a。NR-m混煉膠磁衰減曲線速

4、度最快,NR-b和NR-a相當(dāng),硫化膠的磁衰減曲線速度為NR-b＞NR-m＞NR-a。
　　 對(duì)未填充NR的熱重(TG)及差熱分析(DTA)分析表明:三種NR在N2中的熱降解都是一步反應(yīng),起始降解溫度和最大降解速率溫度差別不大。DSC分析表明:NR-b的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)最低。
　　 硫化動(dòng)力學(xué)研究表明:三種混煉膠的硫化速率常數(shù)隨著硫化溫度的上升而增大,在每一溫度下,NR-b的硫化速率常數(shù)要比NR-a和NR-m的大,

5、說明加入甜菜堿能有效地提高NR硫化反應(yīng)速率常數(shù),促進(jìn)硫化。
　　 對(duì)炭黑(Carbon Black,CB)填充NR的動(dòng)態(tài)性能測(cè)試表明:三種混煉膠的儲(chǔ)能模量(G')都隨著頻率的增大而升高,損耗因子(tand)都隨著頻率的增大而降低;對(duì)溫度的掃描發(fā)現(xiàn)NR-b混煉膠在110℃就開始出現(xiàn)交聯(lián)。具有不同交聯(lián)密度的硫化膠其動(dòng)態(tài)性能對(duì)頻率,溫度和應(yīng)變的依賴性不同。NR-b硫化膠的交聯(lián)密度最大,tand隨著頻率,溫度和應(yīng)變的提高,變化趨勢(shì)要小于