可拉伸结晶氢化丁苯橡胶弹性体的制备及性能研究

【作者】 王雅婷； 赵萌； 符海婷； 张慧慧； 杭泽铧； 张立群； 岳冬梅；

【机构】 北京化工大学先进弹性体研究中心；

【摘要】 拉伸结晶性能通常会赋予橡胶材料自补强能力,从而具有高拉伸强度及优异的耐裂纹扩展性能。丁苯橡胶是世界上产能最大的合成橡胶之一,常温处于无定形态,拉伸状态下仅发生取向行为。本工作对丁苯胶乳催化加氢并对加氢度进行控制,制备出氢化丁苯橡胶弹性体。研究了氢化度对氢化丁苯橡胶力学性能和结晶性能的影响。随着氢化度的提高,氢化丁苯橡胶的拉伸强度逐渐增加,采用同步辐射表征结晶性,首次发现氢化丁苯橡胶的拉伸结晶行为,发生在应变约为400%处,此后应力迅速增加,出现结晶衍射斑。氢化后的氢化丁苯橡胶生成更多结构规整的亚甲基链节,在拉伸作用下沿着应力的方向发生取向,进而出现拉伸结晶的现象,这种微晶在橡胶内部起到填料和物理交联的双重作用,使得力学性能显著提高。其次研究了氢化度对热性能和耐老化性能的影响,随着氢化度的提高,氢化丁苯橡胶的热稳定性能得到显著提升,初始热分解温度升高了47℃,耐老化性得到较大的改善,拉伸强度保持率从57.2%提高至99.2%。总的来说,对丁苯胶乳直接加氢,不仅简化了工艺流程,还能大幅减少有机溶剂的使用,整个合成路线绿色环保,得到的具有拉伸结晶性能的氢化丁苯橡胶可应用于高性能特种弹性体领域。更多还原