橡胶的溶解与溶胀对橡胶制品的性能影响

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橡胶的溶解与溶胀对橡胶制品的性能影响

根据有机化学的知识，有机溶剂可以亲和高分子有机物，但是有的高分子有机物是不容易溶解的，他们会吸附溶剂分子而使体积膨胀;亲水性的高分子物质也会吸收水分子而体积膨胀，这就是所谓极性物质的溶胀性。溶胀性也可从相似相溶原理得到解释，它们在接触时或在一定压力、温度下会具有互溶作用，但和分子间的引力无关。

二、橡胶的溶解与溶胀

未硫化的橡胶可以溶于与其溶解度参数相近的溶剂中。对硫化胶而言，由于化学交联使橡胶大分子联接成三维网状结构，故在溶剂中仅能吸收溶剂逐渐胀大并达到平衡值(最大溶胀)。这种现象称为橡胶的“溶胀”。溶胀后的体积可达橡胶体积的数倍。并伴随机械强度的损失。硫化胶的最大溶胀与其交联密度有关。在吸收溶剂时，硫化橡胶的交联网络也胀开而产生将溶剂挤出网外的弹性收缩力，当溶剂扩散渗入的压力与交联网络的弹性收缩力相等时，即达到溶胀平衡。

由于液体浸入橡胶的深度是接触时间平方根的函数，因此，即使橡胶对所接触的液体无特别阻抗能力，如果橡胶制件本身有一定的体积，也能使其有一定的使用寿命。

溶胀性能是橡胶或聚合物的共性之一。在某些溶剂中，交联的橡胶或者是其他的聚合物一般不会溶解，但是溶剂分子会进入到高分子链的空隙中，增大了链段间的体积，所以聚合物的体积因膨胀而溶胀。橡胶溶胀后一般力学性能会大幅下降。溶胀性是橡胶的一个很重要的性质，所以，橡胶应尽量避免和极性相似的溶剂接触。

三、橡胶溶胀性表现

(1)无限溶胀：线型聚合物溶于良性溶剂中，能无 限制吸收溶剂，直到溶解成均相溶液为止。所以溶解也可看成是聚合物无限溶胀的结果。例如天然橡胶在汽油中溶胀。

(2)对于交联聚合物以及在不良溶剂中的线性聚合物来讲，溶胀只能进行到一定程度为止，以后无论与溶剂接触多久，吸入溶剂的量不再增加，而达到平衡，体系始终保持两相状态。例如丁腈橡胶(是一种合成橡胶)能在液化二甲醚有机溶液中的溶胀。

四、各种橡胶和溶剂的溶解度参数

五、橡胶耐油性与橡胶溶解度：

橡胶的耐油性主要是橡胶产品的SP值有关，如果橡胶产品与油的SP值相差很大则其耐油性能越好。

NBR的SP值与矿物油的差别最大，所以一般的密封产品都是以NBR料做的。同时NBR的耐油性能与其睛基含量有关。

六、橡胶溶胀对橡胶制品的影响：

丁腈橡胶在液化二甲醚有机溶液中的溶胀机理大致可以理解为：打开钢瓶的阀门时，瓶内的液化二甲醚与阀门内的丁腈橡胶密封圈接触，丁腈橡胶会发生溶胀;当关闭钢瓶阀门后，阀门内部逐渐“干燥”，丁腈橡胶溶胀性逐渐衰退，橡胶的体积会有所收缩，随着阀门打开次数的增多和液化石油气中掺混二甲醚含量的加大，丁腈橡经过多次“溶胀;收缩”的应力循环，橡胶应力下降，老化加快，最终橡胶弹性失效而密封性能降低，从而导致阀门漏气。