不饱和羧酸金属盐补强橡胶教学课件

传统橡胶补强存在的问题传统的硫化橡胶制品,一般存在如下问题,一是低应变下低模量,另一方面,若低应变下模量较高则会导致象塑料那样的脆性目前,采用传统的增强剂己很难获得更高性能的橡胶制品,因此寻找高增强能力的新型增强剂一直是橡胶行业研究的重点。解决办法研究表明,通过“原位聚合”形成互穿网络增强改性橡胶是解决这一问题的一个重要方向。所谓“原位聚合”增强,是指在橡胶荃体中“生成”增强剂,典型的方法如在橡胶中混入一些与基体橡胶有一定相容性的带有反应性官能团的单体物质,然后通过适当的条件使其“就地”聚合成微细分散的粒子,并在橡胶中形成网络结构,从而产生增强作用。解决办法不饱和羧酸金属盐增强雄胶就是“原位聚合”增强的典型例子,在交联过程中,不饱和羧酸金属盐在橡胶墓体中原位生成纳米粒子(聚不饱和羧酸金属盐),从而对橡胶产生优异的增强效果,使其同时具有低应变下高模量高弹性和高伸长的性能1.离聚物离聚物或称离聚体(Ionomer)是指含有少量(10mo%)离子基团的聚合物。离子弹性体的主要成分是碳氢分子链,在碳氢分子链上悬挂有少量的离子基团如羧基等。离子基团经金属氧化物中和后,由于在碳氢分子链间生成了离子键,以及离子基团的缔合和聚集,从而形成交联。离聚物具有不同寻常的力学性质和流变性质,离子间的相互作用对聚合物的性能和应用具有很大的影响,引起了学术界和工业上的浓厚兴趣。1.离聚物典型的离聚物结构式如下:以离子基体为羧酸盐为例-CH2CH2m(cHc)M其中,m/n比值在10-100之间1.离聚物对于离聚物而言,离子间相互作用和由此而引起的聚合物的性能与下列因素有关1聚合物主链的类型(塑料或弹性体2离子基团的含量(0-10%)3.离子基团的种类(羧酸盐、磺酸盐、磷酸盐)4.中和度(0-100%5.阳离子的种类(胺、一价或多价的金属离子)其中,离子基团的含量、中和度和阳离子的种类这三个因素决定了聚合物的性能1.离聚物离聚物的碳氢分子链可以是聚丁二烯、聚乙烯和乙烯-丙烯共聚物、PS、POM或丁二烯-丙烯晴共聚物等,而离子基团有羧基、磺酸基、磷酸基等50年代开始就岀现了如羧基丁睛橡胶和氯磺化聚乙烯等高分子材料。这种改性最初用于提高了它们与纤维织物以及相互间的粘合,后来发展到用金属的氧化物或盐来交联羧基丁睛等橡胶1.离聚物能够形成离子交联键的聚合物结构如图所示→afunctionalgroupMecdivalentmetolcation带有离子官能团的线性大分子的结构:(a)带侧基的聚合物(b)远螯聚合物()halatopolymers(d)紫罗烯1.离聚物用来交联的金属氧化物有ZnO、CaO、PbOg20、A2O3等。单价的金属氧化物如NaOH等也可以用于离子弹性体的交联znO交联的羧基NBR就是一种常见的离聚物,由于其是一种弹性体,也被称为离子弹性体(ionicelastomer)。1.离聚物离聚体的研究开始于上世纪50年代,Brown最早较为系统的研究了羧化橡胶及其金属氧化物交联,并提出了离子交联键的概念60年代,DuPont公司推出了氧化锌交联的乙烯-甲基丙烯酸