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影響橡膠粘度的因素分析

日期：2010-07-02　　有1364人瀏覽

一切增大液體內摩擦的因素都會使粘度增加，一切減小內摩擦的因素都會使粘度降低。影響膠料粘度的因素很多，一般來說，主要有化學結構、分子量、分子量分布、剪切速率、壓力、溫度、時間、填充補強劑和軟化劑等，其中尤以分子量、溫度和剪切速率影響ZUI為重要。

1、化學結構

一般的說，極性橡膠的分子間力比非極性的大，前者粘度比后者大，流動性也較差。分子間力小，鏈柔順性大（玻璃化溫度Tg低）的橡膠，粘度就低，流動性好。例如順丁膠，結構簡單，取代基均為氫，鏈段柔順性大，Tg較低（-100℃），流動性良好，甚至室溫下會出現“冷流”。

2、分子量

分子量越大，粘度越高。因為分子量越大，分子鏈越長，分子間力越大，流動越困難。

3、分子量分布

分子量分布的影響比較復雜。一般說來，分子量分布窄的橡膠，分子鏈發生相對位移溫度范圍較窄，粘流溫度Tf較高，而分子量分布寬者，分子鏈發生相對位移的溫度范圍較寬，同時低分子量級分有增塑作用，Tf較低，工藝性能較好。

4、支鏈

生膠一般由直鏈型分子所組成，但有時也有支鏈，支鏈的存在，對橡膠的粘度有一定的影響。通過對多鏈聚合物的研究，表明多鏈聚合物對粘度的影響有兩種情況，當支鏈相當短時，則粘度比同等分子量的直連分子低得多，易于流動；如果支鏈很長，則粘度比同等分子量的直連分子高很多。短支鏈分子對降低膠料粘度效果很大，利用這一特性，在膠料中加入少量再生膠就能獲得很好的流動性，易壓出，膨脹率小。這是由于再生膠大多由帶不太長的支鏈的大分子所組成。

5、溫度

溫度對橡膠的粘度影響很大，溫度增高，粘度下降。不同橡膠在溫度升高時，粘度下降的幅度并不一樣。

6、剪切速率

橡膠作為非牛頓流體，其粘度隨剪切速率的提高而下降。

7、壓力

高聚物具有長鏈結構，容易產生較多空洞，在加工溫度下的壓縮性比普通液體大得多。在較高壓力下，體積收縮較大，自由體積減小，分子間力增大，粘度隨之增大。對高聚物來說，壓力增大相當于降低溫度，兩者對粘度的影響可以看作是等效的。

8、時間

橡膠的粘度對時間有依賴性，這種現象稱為觸變性。它是指橡膠流體形變所需外力隨時間而減小的一種可逆現象。橡膠塑煉后，在停放過程中可塑度會隨時間而下降，加入活性炭黑或白炭黑會使膠料的觸變性表現的更為明顯。

9、配合劑

配合劑對粘度影響很大，其中以炭黑’填充劑和軟化劑（增塑劑）等尤為顯著。
炭黑會與橡膠產生某些物理或化學結合，阻礙橡膠分子鏈的運動和滑動，所以增加粘度。炭黑用量越大，粒徑越小，結構性越高膠料的粘度越大。

軟化劑能降低膠料的粘度和彈性，降低脆性溫度，因而能顯著改善膠料流動性能，使膠料柔軟、壓出膨脹率減小和壓出速度的提高等。因為軟化劑能減少橡膠分子間的作用力，又起稀釋作用。在一定范圍內，軟化劑用量越多，膠料粘度越低，膠料流動性越好。除常用的增塑劑、軟化劑外，能有效降低膠料粘度的還有石蠟、乙二醇、硬脂酸鹽、改性脂肪酸、低分子聚乙烯和熱塑性樹脂等。