探討國(guó)產(chǎn)鎳系順丁橡膠流變性能的研究

馬翔（四川石化公司生產(chǎn)六部，四川 彭州 611930）

順丁橡膠的全稱為“順式1，4聚丁二烯橡膠”，是一種綜合性能優(yōu)秀的通用橡膠。其有點(diǎn)主要體現(xiàn)在耐磨性、抗寒性和彈性等諸多方面，尤其在硫化之后的各方面性能更加優(yōu)秀，是目前我國(guó)主要生產(chǎn)的一類人工合成橡膠產(chǎn)品。按照順式1，4的含量不同，劃分為高中低三種不同的類別。

其中，當(dāng)順式1，4含量高于95%的狀態(tài)下被稱之為高順式順丁橡膠，順式1，4位于90%-95%之間的含量被稱之為中式順式順丁橡膠，順式1，4含量在35%-40%之間被稱之為低順式順丁橡膠。不同類型的橡膠中分子量高低不同、分子間力不同，應(yīng)用的范圍也不同。例如，高順式的順丁橡膠中分子間作用力比較小，分子量很高，在顯示應(yīng)用中的表現(xiàn)為常溫?zé)o固定形態(tài)，承受較大外力之后會(huì)產(chǎn)生形態(tài)改變，同時(shí)由于內(nèi)部分子間的鏈柔性比較大，因此具有很好的延伸性和抗寒性。

橡膠工業(yè)存在的近百年中，人們通過不斷研究來擴(kuò)大橡膠產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，尤其是在人工合成橡膠出現(xiàn)之后，人們開始關(guān)注合成橡膠的流變性特征，包括流動(dòng)性、斷裂性以及彈性復(fù)合度等。通過流變性的研究，進(jìn)一步促進(jìn)合成橡膠產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、加工技術(shù)以及機(jī)械配合性。

本文以國(guó)產(chǎn)鎳系順丁橡膠為對(duì)象，研究不同因素對(duì)流變性的影響，包括材質(zhì)鏈結(jié)構(gòu)、平均分子量、材料黏度等方面，并進(jìn)一步提出基于鎳系順丁橡膠的加工設(shè)計(jì)。

1 鎳系順丁橡膠材料鏈結(jié)構(gòu)對(duì)流變性的影響

鎳系順丁橡膠的流變性研究中，影響最大的是材料本身。鏈結(jié)構(gòu)是影響順丁橡膠順性的主要因素，其余的如分子鏈大小、主鏈構(gòu)成、取代基性質(zhì)等，也在不同程度上發(fā)揮著影響流動(dòng)性的作用；一般情況下，極性橡膠鏈結(jié)構(gòu)中的相互作用力大于非極性橡膠的鏈結(jié)構(gòu)作用力，而作用力越大，流變性就越差。舉例說明，鎳系丁順橡膠與氯丁橡膠相比，流動(dòng)性方面前者強(qiáng)于后者，但鎳系丁順橡膠與天然合成橡膠相比又略遜一籌。

在以上出現(xiàn)的三種不同的橡膠產(chǎn)品中，鎳系順丁橡膠、氯丁橡膠和天然橡膠所構(gòu)成的材質(zhì)鏈結(jié)構(gòu)明顯不同，同時(shí)，在大側(cè)基的橡膠鏈結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中，無論是那一種橡膠產(chǎn)品的流變性都不高。

鎳系順丁橡膠的材料鏈結(jié)構(gòu)作用力較大，因此給運(yùn)輸和加工帶來一定的困難，結(jié)合材料構(gòu)成的方式，要改變這種流變性可以通過添加劑來實(shí)現(xiàn)。

2 鎳系順丁橡膠材料分子量對(duì)流變性的影響

早期針對(duì)鎳系順丁橡膠及其他合成橡膠性質(zhì)的分析，一般都通過分子式加以證明，同時(shí)，分子鏈結(jié)構(gòu)雖然和材料的關(guān)系影響緊密，但從橡膠產(chǎn)品的存在形式上可以直接進(jìn)行判斷，例如非線性流變體、固相超分子流變體等等。

結(jié)合分子量對(duì)流變性盡心該研究是一種柔性鏈橡膠濃度分析方式，根據(jù)多項(xiàng)測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)平均分子量小于柔性鏈橡膠濃度時(shí)，分子間的作用力就比較弱，流變性較好，相反的情況下，流變性會(huì)隨之減弱。

隨著合成橡膠在現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用逐漸深入，從產(chǎn)品加工的角度來說，降低鎳系順丁橡膠合成中的分子量，可以改善材料加工的難度。不過分子量一旦降低，又會(huì)造成合成橡膠產(chǎn)品的強(qiáng)度和、彈性和可塑性。鎳系順丁橡膠生產(chǎn)工藝中涉及大量地化合劑產(chǎn)品，如環(huán)烷酸鎳、三氯化硼乙醚絡(luò)合物、乙醇等等，同時(shí)會(huì)對(duì)橡膠流變性產(chǎn)生影響；此外，要實(shí)現(xiàn)需要的滿足條件的流變性特征，還要從材料的粘度考慮。

3 鎳系順丁橡膠材料粘度對(duì)流變性的影響

鎳系順丁橡膠材料的粘度對(duì)流變性的影響更為直接，同時(shí)受到影響的因素也很多，主要涉及到的參數(shù)為濃度、比例、溫度和壓力等。在現(xiàn)代橡膠合成工業(yè)中，設(shè)計(jì)鎳系順丁橡膠的生產(chǎn)及產(chǎn)品加工，通常都會(huì)針對(duì)溫度及分子結(jié)構(gòu)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試。就單純地溫度而言，溫度的高低影響不大，需要關(guān)注的是在單位時(shí)間內(nèi)溫度發(fā)生的變化數(shù)值，即溫度差。

濃度和比例是較為容易控制的部分，在其中一方穩(wěn)定的情況下，另一方數(shù)值越高，粘度越大，材料的流變性就越差；壓力作用的反應(yīng)主要應(yīng)用于鎳系順丁橡膠制品生產(chǎn)中，壓力越大，粘度所形成的阻力就越大，流變性就越差。因此在進(jìn)行橡膠塑性的過程中，一般都會(huì)在高壓環(huán)境下進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

橡膠工業(yè)可以看作是整個(gè)現(xiàn)代化工業(yè)的配套系統(tǒng)，橡膠產(chǎn)品廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技等各種產(chǎn)品中。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，橡膠制品的需求量也越來越大，并開始從原料層次向產(chǎn)品細(xì)分化發(fā)展。

結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段的發(fā)展情況，人工合成橡膠在產(chǎn)量和規(guī)模上發(fā)展較快，但在核心技術(shù)、產(chǎn)品性能等方面的研究明顯不足。橡膠材料作為一種戰(zhàn)略物資、必備物資，對(duì)其積極開發(fā)研究具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

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