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机械力作用可使橡胶大分子链处于应力活化状态,加速其氧化裂解,这种作用的程度依塑炼温度不同而异;
天然橡胶在空气中塑炼时,机械塑炼效果与塑炼温度之间的关系可以看出,整个曲线分为两部分:低温机械塑炼效果随温度升高而减小;高温机械塑炼效果随温度升高而急剧增大,在110℃左右的温度范围内,机械塑炼效果最小,这表明,总的曲线可以视为由两条不同的曲线所组成,分别代表两个独立的变化过程,在最低值附近两条曲线相交,曲线的左边部分相当于低温塑炼过程,右边部分相当于高温机械塑炼过程,实验证明,虽然低温塑炼阶段必须要有氧的存在,但是橡胶的氧化反应规律不同,表现在氧化反应的温度系数为负值,加入氧化反应的迟延剂,对机械塑炼效果的影响也不大;尽管不同的强力型尼龙输送带橡胶氧化能力各不相同,但在低温下的塑炼速度却接近,这充分说明,橡胶低温塑炼机理与高温下的不一样,可作如下解释;
低温下氧和大分子的化学活性均较低,对大分子的直接引发氧化作用很小,但胶料的黏度会很高,大分子的机械剪切破坏是主要的,氧主要起大分子自由基活性终止剂接受体的作用,使大分子自由基稳定,大分子链的降解速度主要决定于大分子自由基生成的速度和浓度,温度降低机械破坏作用增大,大分子自由基生成的速度和浓度增大,塑炼效果增大,升高温度会降低胶料黏度和机械剪切效果,高温下氧和大分子的化学反应活性大大提高,分子链的直接氧化裂解反应是主要的,随着温度升高反应速度急剧加快,机械塑炼效果随之增大,由于大分子的热氧化裂解反应具有自动催化作用,使机械塑炼效果急剧增大,高温下机械力主要起搅拌作用,使胶料表面不断更新,以增加大分子与氧的接触机会,故提高设备的转速会加快塑炼速度,机械力作用对分子链的应力活化作用亦可促进其氧化降解反应,但这些作用是次要的;
当温度在110℃附近时,机械力的破坏作用和氧的直接氧化裂解作用都很小,故总的机械塑炼效果最小;
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