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天然胶和合成胶硫化性质的差异

2018/10/18 10:56
导读: 合成胶与天然胶硫化行为的差别主要是由下述四个因素造成的: (a)天然胶含有一些来自胶乳的杂质,如蛋白质、蛋白质的分解产物和胺,它对硫化有促进作用73,34。由于合成胶中没有这些物
        合成胶与天然胶硫化行为的差别主要是由下述四个因素造成的:
        (a)天然胶含有一些来自胶乳的杂质,如蛋白质、蛋白质的分解产物和胺,它对硫化有促进作用。由于合成胶中没有这些物质,所以硫化速度一般比较慢此外,多数合成胶都含有一定量的聚合时残余的树脂酸或脂肪酸,它们有迟延硫化的倾向。
        (b)天然胶双键含量比多数合成胶大,由于双键对硫黄交联起决定性影响,因此双键含量对硫化作用非常重要。双键愈多,硫化就愈快。这可通过以下事实说明:主要由丁二烯和乙烯基成分组成的共聚物,二烯比例特别大亦即双键特别多时,其硫化速度就很高,这种关系在丁基胶中看得特别清楚。丁基胶是以异丁烯为主的共聚物,只含少量异戊二烯,并因品种不同而有微小差别。有些丁基胶的异戊二烯含量大约只有0.5%,即双键特少,因而硫化速度特别慢,难以用硫黄和通用促进剂进行硫化,而必须采用特种硫化剂,如对醌二肟或其二苯甲酰化合物。一旦异戊二烯含量增加至2%以上,丁基胶就能满意地用硫黄和促进剂硫化,而硫化速度与不饱和度成比例地增加。
由于合成胶硫化一般较天然胶慢,故促进剂的比例就要增大,但硫黄比例可以降低,因为促进剂在一定程度上能取代硫黄而起硫化剂的作用。
        (c)天然胶主要是线形分子,难于进行横向交联;苯乙烯-丁二烯及丁二烯-丙烯腈共聚物有许多球形分子结构由于立体化学的缘故,分子和分子交联的机会比较少。但另一方面,与线形分子相比,它有助于单个分子内(分子内部)的交联。这种分子内部的交联即为环化作用。它多半发生于苯乙烯-丁二烯和丁二烯-丙烯腈共聚物,并以硫化胶的变硬形式表现出来。
        (d)硫化速度还在很大程度上取决于橡胶侧链基的化学结构。例如氰基比苯环的极化作用强,因而使双键的活性有所增加。故丁二烯-丙烯腈共聚物的硫化速度比象苯乙烯-丁二烯这样的共聚物要快。
        对聚氯丁二烯来说,侧基的化学性质是一特别重要的因素。单体氯丁二烯的聚合速度比通常丁二烯快数百倍。聚氯丁二烯之所以在高聚物硫化中反应机理完全不同,可用氯丁二烯的高度活性加以解释。这里的硫化作用和继续聚合之间基本上没有什么特殊之处。其他橡胶所用的助剂对聚氯丁二烯来讲只是次要的,它以金属氧化物作交联剂。在某些情况下,也用特殊的促进剂。
        另一些弹性体聚合物链含有的活性侧基能与金属氧化物一起参加交联反应而得到类盐化合物。显然,这种橡胶与需要其他硫化体系的橡胶在硫化行为方面是完全不同的。
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