白聰艷

（西北民族大學(xué)，甘肅蘭州 730124）

氯化聚乙烯橡膠是通過(guò)高密度的乙烯進(jìn)行結(jié)合而成的一種橡膠材料，其中還有無(wú)硅鋁化層的成分，也可以看作是乙烯和氯乙烯的混合物，經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的二元共聚物。其具有極強(qiáng)的耐臭氧性，耐腐蝕性，穩(wěn)定性，化學(xué)藥品穩(wěn)定性，耐油性，不易燃易爆性等等。其中能夠耗損的機(jī)器耐磨性也是十分有效的，其中需要單獨(dú)配合的化學(xué)藥物，要有其他途徑，比如說(shuō)一些電線和特定的模型制品，工藝作品都有了一定的磁性，橡膠在非硫化制品當(dāng)中有一定的體現(xiàn)。單獨(dú)配合所需要的化學(xué)藥品，也是有一定的高要求，高標(biāo)準(zhǔn)在純度方面也要有一定的要求，除此之外，氯化聚乙烯可以和其他的丁苯膠用品或者說(shuō)通用的橡膠一起使用，可得到的性能更高。

王峰等人提出，氯化聚乙烯當(dāng)中的橡膠其中含有的氯氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)要比其他的元素更高，并且在分子結(jié)構(gòu)方面具有一定的飽和度，那么也就說(shuō)明了它有較好的耐腐蝕性、耐氧化性，對(duì)于自然氣候有一定的抵抗能力。與此同時(shí)，也有人提出變化，聚乙烯橡膠在高溫的情況下會(huì)出現(xiàn)硫化現(xiàn)象，就會(huì)分解出氯化氫等物質(zhì)，降低了橡膠的硫化程度和功能，因此需要做出更加科學(xué)合理的配方設(shè)計(jì)，那么就會(huì)添加相應(yīng)的硬脂酸鹽類的金屬物質(zhì)來(lái)加以穩(wěn)定反應(yīng)，這樣才可以更有效的吸收分解出來(lái)的氯化氫。常用的硬脂酸鹽主要有硬脂酸鈣，硬質(zhì)酸鋅，硬脂酸鎂等等。但是值得注意的是硬脂酸鋅含有鉛物質(zhì)，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的毒性，所以有一定的危險(xiǎn)性，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全造成危險(xiǎn)，故不在討論范圍之內(nèi)。之前也有做過(guò)硬脂酸鹽對(duì)于氯化聚乙烯橡膠進(jìn)行降解的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，但是硬脂酸鹽對(duì)于氯化聚乙烯橡膠性能的影響，這類研究比較少。

但是，又有其他的研究學(xué)者研究表明，氯化聚乙烯橡膠在氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)方面對(duì)于油化膠性能的影響更大。通過(guò)柳瑩等人的研究可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氯質(zhì)量這樣的分?jǐn)?shù)在0.3～0.4之間，尤其是在0.35這時(shí)候硫化膠具有較低的定伸能力，還有一定的拉伸效率，也能夠表現(xiàn)較好的彈性作用。除此之外，張軍等人的研究也表現(xiàn)了，由于氯化聚乙烯橡膠中含有的大分子結(jié)構(gòu)，并沒(méi)有雙鍵作用，具有較高的飽和度，所以并不能適應(yīng)于硫黃硫化體系。就目前的情況而言，我國(guó)在硫化體系方面，有一部分的過(guò)氧化硫以及氧硫化體系等，然而部分的硫化體系所生成的速度又比較慢，容易造成一定毒性的氣體。這就會(huì)嚴(yán)重影響到我國(guó)工藝制成品的加工和密封過(guò)程，才能夠進(jìn)一步保證物品的安全性和可靠性，這就需要較高的硫化溫度，避免與氧氣進(jìn)行接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這些只是基礎(chǔ)的條件，我們還需要對(duì)硫化膠方面有一定的了解，采用拉伸性能更好的材料，新開(kāi)發(fā)的噻二唑硫化體系膠料解決了過(guò)氧化物硫化體系膠料撕裂強(qiáng)度低和需避免接觸氧氣的問(wèn)題，其他性能與過(guò)氧化物硫化體系膠料相當(dāng)，且硫化速度快，硫化方式不受限制[4]。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

氯化劑乙烯橡膠是杭州的一家科技化工有限公司所生產(chǎn)出來(lái)的，他及時(shí)結(jié)合了美國(guó)某個(gè)知名化工有限公司的產(chǎn)品，與碳酸鈣進(jìn)行結(jié)合除此之外還有硬脂酸，甘油樹(shù)脂硬脂酸鋅等等這些特殊的元素，再加上江西的化工有限公司，資金投入以及產(chǎn)品技術(shù)幫助，交聯(lián)劑PT75和促進(jìn)劑903，上海嶸井貿(mào)易有限公司提供。

1.2 配方

氯化聚乙烯橡膠100，炭黑N55050，碳酸鈣50，硬脂酸鹽（變品種）5，增塑劑25，防老劑5，交聯(lián)劑PT753，促進(jìn)劑9032。其中1#配方不添加硬脂酸鹽，2#—5#配方分別添加硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂和硬脂酸鋇。

1.3 主要設(shè)備和儀器

有了原材料和配方的幫助，還需要配套相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施和儀器，利用廣東十堰有限公司的大型型密煉機(jī)，除此之外，還需要部分上海有限公司的大型平板硫化機(jī)，湖州東方機(jī)械有限公司產(chǎn)品；M-3000FA型無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀、AI-3000型電子拉力機(jī)、GT-7017-EL型橡膠老化實(shí)驗(yàn)箱，這些電子設(shè)備和儀器能夠有效地幫助材料提煉和配合，讓實(shí)驗(yàn)在此過(guò)程當(dāng)中更加科學(xué)規(guī)范。

1.4 試樣制備

橡膠材料一共分兩段進(jìn)行有效連接，一段是混合在大型的設(shè)備當(dāng)中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，需要用到硬脂鹽酸工藝和它的抗腐蝕性，我們還需要使用碳酸鈣和部分硬脂酸鈣，硬脂酸鋅等等來(lái)增強(qiáng)最終的效果?；鞜捁に嚍椋阂欢位鞜捘z→硫化劑→左右割刀3次→打三角包8次→下片，停放24h，且二段混煉一般在專業(yè)的開(kāi)煉機(jī)中進(jìn)行。橡膠在平板的機(jī)器當(dāng)中進(jìn)行操作，所需要到的氣溫條件也是非常規(guī)范的。硫化結(jié)束后，為了保持其塑性，一般將試樣在室溫下停放24h。

1.5 性能測(cè)試

（1）硫化特性。按照GB/T 16584—1996規(guī)格進(jìn)行測(cè)試，溫度保持為170℃。

（2）耐熱空氣老化性能。熱空氣老化條件為100℃×70h。老化后拉伸性能按照GB/T 3512—2014進(jìn)行測(cè)試。

（3）物理性能。拉伸性能按照GB/T 528—2009規(guī)格進(jìn)行測(cè)試，拉伸試樣為Ⅰ型。所產(chǎn)生的物理性能，更多的是在機(jī)器應(yīng)用方面的展現(xiàn)，讓更加有規(guī)格和大型機(jī)器有了更好的展現(xiàn)機(jī)會(huì)。物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，最重要的就是遵循物理原理，讓該產(chǎn)品在物理方面有更強(qiáng)的進(jìn)步。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 硬脂酸鹽不同添加量對(duì)聚硫橡膠預(yù)聚體硫化膠硬度的影響

我國(guó)對(duì)于硬脂酸鹽的添加量在不斷增多，聚硫橡膠之間的硫化膠的硬度也需要下降。這就是大量的硬脂酸鹽作為橡膠的軟化劑，但是這也讓其硬度有所下降。當(dāng)硬度控制在50～60范圍之間，將會(huì)采用一定模型來(lái)壓制結(jié)束之后的試片，零件表面會(huì)出現(xiàn)光滑無(wú)凸起并且無(wú)氣孔的情況。隨著硬脂酸鹽加入量的不同，橡膠之間的硬度會(huì)有所變化。由密封橡膠邊緣情況來(lái)看，出現(xiàn)了大量的氣泡以及表面不光滑這樣不成形的成品。實(shí)驗(yàn)研究所表明的主要目的是當(dāng)壓制過(guò)程當(dāng)中也會(huì)受到溫度的影響，這對(duì)于工藝品的情況來(lái)說(shuō)，性能是較差的。因此如果我們還需要提高試片和零件成型的工藝，就必須要將他們的溫度保持在150℃以上。

2.2 硬脂酸鹽不同添加量對(duì)聚硫橡膠預(yù)聚體硫化膠撕裂強(qiáng)度的影響

隨著硬脂酸鹽加入量的不同，聚硫橡膠預(yù)聚體硫，硬脂酸鹽的添加量在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%之前，其添加量越大，聚硫橡膠預(yù)聚體硫化膠的撕裂強(qiáng)度就越強(qiáng)，呈上升趨勢(shì)。在其質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)1.5%之后，其添加量越大，聚硫橡膠預(yù)聚體硫化膠的撕裂強(qiáng)度反而越弱，呈下降趨勢(shì)，尤其添加量超過(guò)了2%之后，繼續(xù)增加硬脂酸鹽的添加量，撕裂強(qiáng)度大幅下降。由此可見(jiàn)，維持適量硬脂酸鹽的添加量，特別是保持其質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.5%左右，對(duì)提高聚硫橡膠預(yù)聚體硫化膠的撕裂強(qiáng)度具有加強(qiáng)作用。

2.3 硬脂酸鹽不同添加量對(duì)聚硫橡膠預(yù)聚體硫化膠拉伸強(qiáng)度的影響

隨著硬脂酸鹽加入量的不同，聚硫橡膠預(yù)聚體硫化膠拉伸強(qiáng)度變化。當(dāng)硬脂酸鹽的添加量小于1.5%時(shí)，聚硫橡膠預(yù)聚體硫化膠的拉伸強(qiáng)度有較顯著的提高，超過(guò)1.5%時(shí)，拉伸強(qiáng)度大幅下降。由此可見(jiàn)，適當(dāng)減少硬脂酸鹽的加入可以提高聚硫橡膠預(yù)聚體硫化膠的拉伸強(qiáng)度。

2.4 分析討論

隨著在此過(guò)程當(dāng)中的添加物不斷地增多，當(dāng)氫子數(shù)量不斷增多，那么氫鍵數(shù)量也有所提高，在這樣的過(guò)程當(dāng)中，硬質(zhì)鹽酸分子之間會(huì)形成飽和現(xiàn)象，多余的硬脂酸鹽分子在這樣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程形成了阻礙。除此之外，隨著其他化學(xué)物質(zhì)的不斷增多，這樣的效果會(huì)增強(qiáng)，對(duì)于硬脂酸鹽過(guò)程當(dāng)中的作用和效果也會(huì)有所增強(qiáng)，當(dāng)它們形成了一定的阻隔之后，會(huì)讓自己的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有更加充分的保障，嚴(yán)重地阻礙了其他物質(zhì)的混入，就比如說(shuō)聚酸硫交網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)形成相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)狀的狀態(tài)有更加強(qiáng)的突破性，削弱了這樣的強(qiáng)度在宏觀方面出現(xiàn)了一定的拉伸撕裂的現(xiàn)象。

2.5 壓縮永久變形

對(duì)于壓制過(guò)程當(dāng)中，手殘留下來(lái)的化學(xué)藥劑具有一定的強(qiáng)腐蝕性和硫化性，因此在壓縮過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行測(cè)試的時(shí)候，會(huì)再一次發(fā)生硫化作用。變了形之后的橡膠分子會(huì)受到新的束縛和壓力，使得分子鏈斷開(kāi)，并且在恢復(fù)過(guò)程當(dāng)中受到阻礙，將會(huì)進(jìn)一步增大壓縮變形?！?#配方硫化膠的壓縮永久變形分別為34%，30%，78%，35%和34%，從這個(gè)配比的情況來(lái)看，添加硬脂酸鈣的效果會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于壓縮的變形情況。這就需要我們?cè)谟仓徕}方面增大硫化程度，減少對(duì)于殘留的硫化劑影響。使得在藥劑方面的彈性得到充分的改良，并且能夠進(jìn)一步提高藥劑的恢復(fù)效果，進(jìn)而提高硫化膠的壓縮能力。

3 結(jié)論

1）硬脂酸鈣具有良好的將兩種物質(zhì)進(jìn)行交聯(lián)密切融合的作用，能夠進(jìn)一步提高硫化速度，使得最后的工藝成品有更加良好的質(zhì)量和工藝效果，進(jìn)而提高硫化膠的綜合性能，可以作為氯化聚乙烯橡膠的活性促進(jìn)劑。

2）適量提高壓制溫度并保持在150℃以上，可以提高其試片和零件的成型性和工藝性。

3）硬脂酸鋅會(huì)加快氯化聚乙烯橡膠中氯化氫的脫出，大幅降低膠料的交聯(lián)密度，從而明顯降低硫化膠性能。

4）硬脂酸鎂和硬脂酸鋇對(duì)膠料的硫化程度和氯化聚乙烯橡膠的性能影響不大。

4 結(jié)語(yǔ)

各個(gè)學(xué)者經(jīng)過(guò)對(duì)氯化聚乙烯橡膠性能的研究，從硬脂酸鹽、熱熔性、殘留的硫化劑等方面的原因進(jìn)行分析，此次實(shí)驗(yàn)以此為理論基礎(chǔ)，控制各個(gè)方面因素的變量，對(duì)其性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，最后實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，由于混煉膠制備工藝復(fù)雜，所需尺寸的飛機(jī)結(jié)構(gòu)連接件頭部用密封帽，故采用固體聚硫橡膠難于制成。但是我們也知道對(duì)于液體的氯化聚乙烯來(lái)說(shuō)，它的活性程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于固體。但是液體狀態(tài)下的氯化鋇與稀也有一定的特殊性，可以采用液體的聚硫橡膠將活性進(jìn)行聚合，形成預(yù)聚體。這樣也進(jìn)一步保證了預(yù)聚體有優(yōu)良的力學(xué)性能和化學(xué)工藝。對(duì)硬脂酸鹽功能和運(yùn)動(dòng)方面可以有更多的選擇，作為氯化聚乙橡膠有充分的活性配比度。這樣對(duì)于制作成功的試片和零件都有一定的改善作用，能夠提高工藝品的質(zhì)量，在一定程度上加強(qiáng)了工藝技術(shù)的分散、軟化和適度的互補(bǔ)作用。獲得了符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和要求的橡膠混煉膠料預(yù)聚體，實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)硬脂酸鹽類別和用量對(duì)預(yù)聚體的成型、制品的力學(xué)性能等有明顯影響。