橡膠材料低溫會(huì)變脆的原因

　　橡膠材料的沖擊吸收功隨溫度的降低而降低，材料由韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，這種現(xiàn)象稱為低溫脆性。橡膠具有在低溫下分子運(yùn)動(dòng)減弱時(shí)，該橡膠會(huì)變硬，彈性變差，脆性變大的性質(zhì)。橡膠屬高分子聚合物在低于其橡膠玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下，顯示出高分子鏈段的運(yùn)動(dòng)凍結(jié)、變成玻璃的性能，沒有彈性，很脆。

　　橡膠低溫脆性，厚度不同脆度也不同。在相同的低溫條件下，薄部分的脆度先于厚部分。因此利用毛刺和主體厚度不同引起的脆性梯度，抓住毛刺脆、主體不脆的時(shí)間差，對(duì)產(chǎn)品施加摩擦、沖擊、振動(dòng)等外力，消除毛刺。此時(shí)產(chǎn)品主體還處于彈性狀態(tài)，不受損傷。之后。噴射介質(zhì)的應(yīng)用進(jìn)一步提高了裁剪效果。材料的沖擊吸收功隨溫度的降低而降低，當(dāng)試驗(yàn)溫度低于Tk時(shí)，沖擊吸收功顯著降低，材料由韌性態(tài)變?yōu)榇嘈詰B(tài)，這種現(xiàn)象稱為低溫脆性。
 

　　橡膠脆性溫度的影響因素

　　1、選擇耐寒性好的生膠是耐寒的關(guān)鍵，橡膠的耐寒性能主要取決于橡膠的品種。

　　非晶橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，耐寒性優(yōu)異。對(duì)于結(jié)晶性橡膠，耐寒性需要考慮玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的高低、結(jié)晶性。提高橡膠分子鏈柔軟性、減少分子間力和空間位阻、減弱高分子鏈規(guī)整性的橡膠成分和結(jié)構(gòu)因素有利于提高橡膠的耐寒性。

　　2、橡膠并用是橡膠配方設(shè)計(jì)中調(diào)節(jié)耐寒性的常用方法，如SBR與BR并用，NBR與NR、CO、ECO并用，可以提高橡膠的耐寒性。

　　交聯(lián)鍵的類型影響橡膠的耐寒性。天然橡膠使用傳統(tǒng)的硫化體系時(shí)，硫的使用量增加，剪切模量上升到30份，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度也上升(可以上升到20~30)。

　　3、選擇合適有效的硫化體系，使橡膠玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比傳統(tǒng)硫化體系降低7。因此，NR和SBR、DCP硫化具有最高耐寒性，秋蘭姆硫化時(shí)耐寒性降低，硫/次磺酰胺類促進(jìn)劑耐寒性最差。

　　這種差異是因?yàn)椋昧蚧橇蚧瘯r(shí)，與聚硫鍵一起生成分子內(nèi)交聯(lián)鍵，發(fā)生環(huán)化反應(yīng)，導(dǎo)致鏈段活動(dòng)性降低，彈性模量提高，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度上升。減少硫的使用量，使用半有效或有效的硫化體系，多硫鍵的數(shù)量減少，主要生成單硫醚鍵和二硫鍵，降低硫在分子內(nèi)結(jié)合的可能性，因此玻璃化溫度上升幅度多的硫鍵變小。

　　4、過氧化物和輻照硫化時(shí)，過氧化物硫化膠體積膨脹系數(shù)較大，因此其耐寒性優(yōu)于有效硫化體系和傳統(tǒng)硫化體系。

　　體積膨脹系數(shù)大有利于增加塊體作用的自由空間，降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。另外，在過氧化物硫化的情況下，形成牢固且短的C-C交聯(lián)鍵，但在硫硫化的情況下，形成牢固度小、長(zhǎng)度大的多硫化物鍵，因此變形時(shí)應(yīng)該克服的分子間力變得更大，并且弱的鍵產(chǎn)生應(yīng)變，滯后損失增加也就是說，在用硫磺硫化的橡膠中，分子間的作用力大得多，這是硫化橡膠耐寒性差的理由。