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橡膠制品的溶解與溶脹對(duì)其性能影響

一、溶解與溶脹

根據(jù)有機(jī)化學(xué)的知識(shí)，有機(jī)溶劑可以親和高分子有機(jī)物，但是有的高分子有機(jī)物是不容易溶解的，他們會(huì)吸附溶劑分子而使體積膨脹；親水性的高分子物質(zhì)也會(huì)吸收水分子而體積膨脹，這就是所謂極性物質(zhì)的溶脹性。溶脹性也可從相似相溶原理得到解釋?zhuān)鼈冊(cè)诮佑|時(shí)或在一定壓力、溫度下會(huì)具有互溶作用，但和分子間的引力無(wú)關(guān)。

二、橡膠的溶解與溶脹

未硫化的橡膠可以溶于與其溶解度參數(shù)相近的溶劑中。對(duì)硫化膠而言，由于化學(xué)交聯(lián)使橡膠大分子聯(lián)接成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故在溶劑中僅能吸收溶劑逐漸脹大并達(dá)到平衡值（最大溶脹）。這種現(xiàn)象稱(chēng)為橡膠的“溶脹”。溶脹后的體積可達(dá)橡膠體積的數(shù)倍。并伴隨機(jī)械強(qiáng)度的損失。硫化膠的最大溶脹與其交聯(lián)密度有關(guān)。在吸收溶劑時(shí)，硫化橡膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)也脹開(kāi)而產(chǎn)生將溶劑擠出網(wǎng)外的彈性收縮力，當(dāng)溶劑擴(kuò)散滲入的壓力與交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的彈性收縮力相等時(shí)，即達(dá)到溶脹平衡。

由于液體浸入橡膠的深度是接觸時(shí)間平方根的函數(shù)，因此，即使橡膠對(duì)所接觸的液體無(wú)特別阻抗能力，如果橡膠制件本身有一定的體積，也能使其有一定的使用壽命。

溶脹性能是橡膠或聚合物的共性之一。在某些溶劑中，交聯(lián)的橡膠或者是其他的聚合物一般不會(huì)溶解，但是溶劑分子會(huì)進(jìn)入到高分子鏈的空隙中，增大了鏈段間的體積，所以聚合物的體積因膨脹而溶脹。橡膠溶脹后一般力學(xué)性能會(huì)大幅下降。溶脹性是橡膠的一個(gè)很重要的性質(zhì)，所以，橡膠應(yīng)盡量避免和極性相似的溶劑接觸。

三、橡膠溶脹性表現(xiàn)

(1）無(wú)限溶脹：線型聚合物溶于良性溶劑中，能無(wú) 限制吸收溶劑，直到溶解成均相溶液為止。所以溶解也可看成是聚合物無(wú)限溶脹的結(jié)果。例如天然橡膠在汽油中溶脹。

(2）對(duì)于交聯(lián)聚合物以及在不良溶劑中的線性聚合物來(lái)講，溶脹只能進(jìn)行到一定程度為止，以后無(wú)論與溶劑接觸多久，吸入溶劑的量不再增加，而達(dá)到平衡，體系始終保持兩相狀態(tài)。例如丁腈橡膠（是一種合成橡膠）能在液化二甲醚有機(jī)溶液中的溶脹。

煙臺(tái)桑尼橡膠有限公司質(zhì)檢部撰稿。