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硫化橡膠結構及其老化機理的方法
硫化橡膠結構及其老化機理的方法
硫化橡膠交聯密度的測定 橡膠的特征是同時具有柔軟性和可逆大變形性。柔軟性是玻璃化溫度遠低于室溫的一切無定形聚合物共有的性質，但要使可逆性大變形成為可能，就需要利用化學反應或物理相互作用引人交聯點。因此，研究交聯點具有怎樣的結構和以怎樣的交聯密度沿著橡膠分子鏈分布就成為評價橡膠物性的基本問題。交聯密度變化是橡膠老化微觀結構變化的主要方面，交聯密度對橡膠宏觀力學性能有直接的重要的影響。 交聯密度和交聯鍵類型的測定是表征硫化膠交聯結構zui主要的工作。
交聯密度的表示方法有：單位體積硫化膠中交聯鍵的數目、交聯網鏈的數均分子量等。在交聯密度中要區分物理交聯密度和化學交聯密度，在硫黃硫化天然橡膠的交聯網絡中，能夠提供有效交聯的既有物理交聯點，也有化學交聯點。化學交聯點包括C．C、C．S、S-S鍵以及橡膠分子鏈與炭黑之間形成的結合橡膠；物理交聯點包括分子鏈的幾何纏結、氫鍵和范德華力等。 測定橡膠交聯密度的方法有溶脹法、溶脹模量法、平衡模量法和應力一應變法等。近年來也有一些研究者用動態剪切模量法估算硫化膠的化學交聯密度，或用標準曲線法測定硫化膠的交聯密度及交聯鍵結構，
其中常用的方法有兩種：一種是應力一應變法，另一種是平衡溶脹法。
1.1、 應力一應變法 測定交聯密度zui簡單的方法是對硫化橡膠進行單向拉伸試驗根據硫化膠彈性統計理論，橡膠試樣在進行單向拉伸時，單位面積上的應力F與應變 的關系為： 其中v為lcm 樣品中交聯鍵的數目(即交聯密度)，T為溫度，k為玻爾茲曼常數，f是與網鏈構型有關的前置因子，C 為給定溫度下的彈性常數。如果忽略鏈末端和鏈纏結的影響，而交聯官能團數為4，則： 其中 ， 為交聯網鏈的數均分子量，[x]為交聯密度。由此可見，可通過應力一應變曲線確定C的值，從而計算出交聯密度。 后來，考慮鏈末端和鏈纏結等物理交聯的影響，Mullins提出了半經驗性的公式 ： 其中 為化學交聯網鏈的數均分子量，p為硫化膠中橡膠相的密度。