与传统的炭黑补强相比,不饱和羧酸盐补强橡胶有以下特点:
①在相当宽的硬度范围内都有着很高的强度;
②随着不饱和羧酸盐用量的增加,橡胶带胶料黏度变化不大,具有良好的加工性能;
③在高硬度时仍具有较高的伸长率;
④较高的弹性;
不饱和羧酸盐橡胶纳米复合材料可采用两种方法来制备:
①将商品化不饱和羧酸盐直接添加到橡胶中;
②在混炼过程中依次向橡胶中加入金属氧化物(或金属氢氧化物)与不饱和羧酸,使其在橡胶内就地生成金属盐,上述两种方法中,后者补强效果更好,而且配方容易调节、生成的不饱和羧酸盐的分散性好,同时可得到不同离子的不饱和羧酸盐,会产生更好的补强效果,不饱和羧酸盐增强橡胶带硫化胶的拉伸强度与炭黑增强胶相当,但撕裂强度明显高于炭黑增强胶,同时保持较高的硬度和断裂伸长率;
由于不饱和羧酸盐是反应性填料,在硫化过程中参与了输送带橡胶的交联反应,坤硕公司随之提出了以下过程的反应机理:在硫化过程中,不饱和羧酸盐在橡胶中发生“溶解一扩散一聚合一相分离”的反应过程,不饱和羧酸盐在橡胶中部分溶解,向橡胶基体中扩散并发生聚合反应,聚不饱和羧酸盐产生后发生相分离形成纳米尺寸分散相,此时橡胶中不饱和羧酸盐单体浓度就降低到溶解度以下,新单体就再由不饱和羧酸盐粒子供给,上述过程循环反复进行,最终形成橡胶纳米复合结构,同时由于不饱和羧酸盐补强的橡胶中存在着大量的离子交联键并分散着纳米粒子,这种结构特点使硫化胶具有独特的力学性能,离子交联键具有滑移特性,能最大限度地将应力松弛掉,并产生较大的变形,因此能够赋予硫化胶高强度、高的断裂伸长率,不饱和羧酸盐在橡胶基体中发生聚合反应,生成的聚盐以纳米粒子的形式存在于橡胶中,并有一部分不饱和羧酸盐连接到橡胶大分子之上,从而改善了橡胶与填料粒子间的相容性;
不饱和羧酸盐增强橡胶的应:由于不饱和羧酸盐是双官能团的反应性填料,在硫化过程中发生原位聚合反应,使硫化胶具有优异的性能,因此在众多的领域中发挥重要的作用,不饱和羧酸盐对极性和非极性橡胶都具有较好的增强效果,其增强型橡胶带最显著的特点是硫化胶具有优异的力学性能,目前广泛应用于苛刻环境下使用的橡胶制品如:阻燃输送带、各种工业用输送机缓冲托辊、异型专用橡胶制品等,硫化胶具有较高的撕裂强度、耐磨性和耐高温性能;
橡胶,特别是合成橡胶的增强一直是橡胶领域的重要研究课题,炭黑和白炭黑增强一直占据着主导地位,统治着橡胶工业,而原纳米复合技术的高分荷性、可设计性,物理化学结构、界面、形状、尺寸及其分布等却是橡胶技术摧求的理想境界,因此发展新型纳米增强剂,寻找更科学、适用的复合技术,是橡胶带厂家纳米增强研究的一个重要方向。
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