耐寒橡膠

橡膠的耐寒性，即在規(guī)定的低溫下保持其彈性和正常工作的能力。硫化橡膠在低溫下，由于松弛過程幾句減慢，硬度、模量和分子內(nèi)摩擦大，彈性顯著降低，致使橡膠制品的工作能力下降，特別是在動態(tài)條件下尤為突出。

硫化橡膠的耐寒性能要取決于高聚物的兩個基本性能：玻璃化轉(zhuǎn)變與結(jié)晶（脆性溫度）。

璃化溫度的一定范圍內(nèi)，橡膠也會發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變過程，使橡膠喪失彈性體的特征。這一范圍的上限稱為脆性溫度（Tb），也即硫化膠只有對于非結(jié)晶型（無定形）橡膠而言，隨溫度降低，橡膠分子鏈段的活動性減弱，達(dá)到玻璃化溫度（Tg）后，分子鏈段被凍結(jié)，不能進(jìn)行內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，橡膠硬化、變脆，呈類玻璃化態(tài)，喪失了橡膠特有的高彈性。因此，非結(jié)晶型橡膠的耐寒性，可用玻璃化溫度（Tg）來表征。實(shí)際上，即使在高于玻在高于脆性溫度時才有使用價值。因此工業(yè)上常以脆性溫度作為橡膠制品耐寒性的指標(biāo)，但是脆性溫度不能反映結(jié)晶性橡膠的耐寒性。

在結(jié)晶速度*大的溫度下，聚丁二烯橡膠只需經(jīng)過10～15min即開始喪失彈性，而天然橡膠則需經(jīng)過120～180min才開始喪失彈性。結(jié)晶橡膠在低溫下工作能力的降低，短則幾小時，長則幾個月不等。因此，對結(jié)晶橡膠耐寒性的評價不能只憑試樣在低溫下短時間的試驗(yàn)，需考慮到在儲存和使用期間結(jié)晶過程的發(fā)展。例如甲基苯基乙烯硅橡膠(MPVQ)在-75℃下放置5min后，其拉伸耐寒系數(shù)為1.0，但經(jīng)過30～120min后，則降低為零。 -50℃下，結(jié)晶的聚丁二烯橡膠的彈性模量，比無定形的同種橡膠高19～29倍。結(jié)晶硫化膠的硬度可以高達(dá)90～100（邵爾A）。形變加速結(jié)晶過程，使彈性下降的溫度升高。

耐寒橡膠品種的選擇：
玻璃化溫度是橡膠分子鏈段有運(yùn)動到凍結(jié)的轉(zhuǎn)變溫度，而鏈段運(yùn)動是通過主鏈單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的，因此分子鏈的柔性是關(guān)鍵。
從橡膠結(jié)構(gòu)上分析。
1、橡膠主鏈中含有雙鍵和醚鍵（如NR\BR\氯醇橡膠）的橡膠具有高耐寒性。
2、主鏈含有雙鍵并具有極性側(cè)基的橡膠（如NBR\CR）其硫化膠的耐寒性居中。
主鏈不含雙鍵而側(cè)鏈具有極性基團(tuán)的橡膠（如氟橡膠），其耐寒性*差。
一般在低溫下使用的橡膠，出低溫性能外，還要求其他性能，例如耐油、耐介質(zhì)等，因此單純選用耐寒性好的橡膠往往不能滿足實(shí)際需求，這時就要考慮并用。

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