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生橡胶塑炼的机理是什么?

2013-7-17 10:41:54      点击:
          生橡胶在塑炼时,置于塑炼机中的生橡胶收到机械剪切力、空气中氧、温度或塑解剂的作用,于是产生了复杂的物理-化学反应,导致大分子链被切断。

塑炼分为低温塑炼和高温塑炼。低温塑炼是以分子链机械断裂为主,氧起到稳定游离基的作用;高温塑炼是以分子链自动氧化断裂为主,在塑炼过程中,通过机械作用来强化生橡胶与氧的接触。以天然橡胶为例,将其塑炼的机理简述如下。

(1)低温下分子链的断裂 在低温塑炼时,生橡胶的大分子链在机械剪切力的作用下断裂,生成分子链较短的分子游离基。在空气中,生橡胶大分子游离基即与氧气发生反应,并成为过氧化物游离基。新生成的大分子过氧化物游离基在室温条件下并不稳定,易于吸收生橡胶中的氢原子,从而失去了活性。简单地讲,机械力使生橡胶分子链断裂后,在有氧存在的条件下,由于氧化作用,结果使断裂后生成的游离基得以稳定,此时得到稳定的过氧化氢物,从而获得了塑炼效果。

(2)高温下分子链的断裂,在高温条件下,空气中活泼性很强的氧,对生橡胶分子链直接进行自动氧化作用,导致了氧化断裂,生成大分子游离基。这种热氧化裂解过程属于自动催化氧化连锁反应过程。在该过程中,生橡胶大分子上的氢原子被氧夺取形成游离基。在空气充分时,游离基继续产生氧化反应,生成大分子过氧化氢物。这种过氧化氢物很不稳定,很快分解生成相对分子质量较小的分子。

(3)塑解剂的存在对分子链的影响,在塑炼过程中,加入某些化学解剂,能够加快生橡胶大分子链的断裂速度,增加塑炼效果。通常,所使用的化学塑解剂有三种类型,即链终止型、链引发型及混合型。一般在低温塑炼时,需选用链终止形塑解剂;在高温塑炼时,则需选用引发型塑解剂。