高溫塑煉

高溫塑煉

生橡膠在塑煉時,置於塑煉機中的生橡膠受到機械剪下力、空氣中氧、溫度或塑解劑的作用,於是產生了複雜的物理化學反應,導致大分子鏈被切斷。 塑煉分為低溫塑煉和高溫塑煉。 在高溫條件下,空氣中活潑性很強的氧,對生橡膠分子鏈直接進行自動氧化作用,導致了氧化斷裂,生成大分子游離基。這種熱氧化裂解過程屬於自動催化氧化連鎖反應過程。在該過程中,生橡膠大分子上的氫原子被氧奪取形成游離基。在空氣充分時,游離基繼續產生氧化反應,生成大分子過氧化氫物。這種過氧化氫物很不穩定,很快分解生成相對分子質量較小的分子。

基本介紹

  • 中文名:高溫塑煉
  • 外文名:High temperature plasticate
  • 機理:熱氧化裂解
  • 實例:生橡膠
  • 分類:塑煉
塑煉原理,塑煉的實質,橡膠產生高彈性的原因,塑煉的目的,高溫塑煉機理,

塑煉原理

塑煉的實質

通過塑煉使橡膠長分子鏈(主鏈和側鏈)斷裂,變成分子量較小的、鏈長較短的分子結構。
塑煉方法分類如下。
①按機理分機械作用和氧的作用。
②按溫度分高溫塑煉和低溫塑煉。
③按工藝分機械塑煉法和化學塑煉法。

橡膠產生高彈性的原因

橡膠是高分子化合物,相對分子質量由幾十萬至一百多萬不等,平均相對分子質量可達35萬。它是由許多細而長的分子鏈構成的,主鏈通常是C-C鍵,各個鏈節都在不停地運動著,同時化學鍵和原子也都在不斷地旋轉和振動,這些分子鏈具有很大的柔順性和移動性。常態下捲曲成不規則的線團,當受到外力拉伸時,分子鏈就會伸展,外力去掉後分子鏈又恢復了捲曲收縮狀,在巨觀上人們就看到了伸長和回復,即產生彈性。

塑煉的目的

生膠是線型的高分子化合物,在常溫下大多數處於高彈態。高彈性是橡膠及其製品的最寶貴性質,然而生膠的這一寶貴性質卻給製品的生產帶來極大的困難。如果不首先降低生膠的彈性,在加工過程中,一方面各種配合劑無法在生膠中分散均勻,另一方面,大部分機械能將消耗在彈性變形上,不能獲得人們所需的各種形狀。所以為了滿足各種加工工藝的要求,必須使生膠由強韌的彈性狀態變成柔軟而具有可塑性的狀態,這種使彈性生膠變成可塑狀態的工藝過程稱作塑煉。
塑煉的目的主要是為了獲得適合各種加工工藝要求的可塑性,即降低生膠的彈性,增加可塑性,獲得適當的流動性,使橡膠與配合劑在混煉過程中易於混合分散均勻;同時也有利於膠料進行各種成型操作。此外,還要使生膠的可塑性均勻一致,從而使製得的膠料質量也均勻一致。
隨著生膠可塑性的增大,硫化膠的機械強度、彈性、耐磨耗性能、耐老化性能下降,因此,塑煉膠的可塑性不能過大,應避免生膠的過度塑煉。
近年來,隨著合成橡膠工業的發展,許多合成橡膠在製造過程中控制了生膠的初始可塑度,在加工時可不經塑煉而直接進行混煉。

高溫塑煉機理

高溫塑煉時,橡膠分子與氧可直接進行氧化反應,致使橡膠分子鏈降解。這種熱氧化裂解過程屬於自動催化氧化連鎖反應,分三步進行。
第一步,鏈引發。氧奪取橡膠分子鏈上的氫原子生成自由基:
RH+O2→R·+HOO·
第二步,鏈增長。橡膠分子鏈自由基與體系中的其他橡膠分子產生一系列的氧化反應,生產橡膠分子氫過氧化物
R·+O2→ROO·

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