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機械力作用可使橡膠大分子鏈處于應(yīng)力活化狀態(tài),加速其氧化裂解,這種作用的程度依塑煉溫度不同而異;
天然橡膠在空氣中塑煉時,機械塑煉效果與塑煉溫度之間的關(guān)系可以看出,整個曲線分為兩部分:低溫機械塑煉效果隨溫度升高而減小;高溫機械塑煉效果隨溫度升高而急劇增大,在110℃左右的溫度范圍內(nèi),機械塑煉效果最小,這表明,總的曲線可以視為由兩條不同的曲線所組成,分別代表兩個獨立的變化過程,在最低值附近兩條曲線相交,曲線的左邊部分相當于低溫塑煉過程,右邊部分相當于高溫機械塑煉過程,實驗證明,雖然低溫塑煉階段必須要有氧的存在,但是橡膠的氧化反應(yīng)規(guī)律不同,表現(xiàn)在氧化反應(yīng)的溫度系數(shù)為負值,加入氧化反應(yīng)的遲延劑,對機械塑煉效果的影響也不大;盡管不同的強力型尼龍輸送帶橡膠氧化能力各不相同,但在低溫下的塑煉速度卻接近,這充分說明,橡膠低溫塑煉機理與高溫下的不一樣,可作如下解釋;
低溫下氧和大分子的化學(xué)活性均較低,對大分子的直接引發(fā)氧化作用很小,但膠料的黏度會很高,大分子的機械剪切破壞是主要的,氧主要起大分子自由基活性終止劑接受體的作用,使大分子自由基穩(wěn)定,大分子鏈的降解速度主要決定于大分子自由基生成的速度和濃度,溫度降低機械破壞作用增大,大分子自由基生成的速度和濃度增大,塑煉效果增大,升高溫度會降低膠料黏度和機械剪切效果,高溫下氧和大分子的化學(xué)反應(yīng)活性大大提高,分子鏈的直接氧化裂解反應(yīng)是主要的,隨著溫度升高反應(yīng)速度急劇加快,機械塑煉效果隨之增大,由于大分子的熱氧化裂解反應(yīng)具有自動催化作用,使機械塑煉效果急劇增大,高溫下機械力主要起攪拌作用,使膠料表面不斷更新,以增加大分子與氧的接觸機會,故提高設(shè)備的轉(zhuǎn)速會加快塑煉速度,機械力作用對分子鏈的應(yīng)力活化作用亦可促進其氧化降解反應(yīng),但這些作用是次要的;
當溫度在110℃附近時,機械力的破壞作用和氧的直接氧化裂解作用都很小,故總的機械塑煉效果最。
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