硫化橡胶的动态粘弹性测量应用技术部大久保信明dms151

硫化橡胶的动态粘弹性测量应用技术部大久保信明DMS151．前言一般作为工业材料被广泛使用的橡胶是用硫磺、有机多硫化物进行硫化加工的硫化橡胶。众所周知，橡胶原料加硫后橡胶的分子结构内部就会产生链接，从而使得热塑性减小，弹性、拉伸强度或耐磨性等物理性质提高，因而可以适用于工业用途。此外，其耐溶剂性能、耐热性能和耐寒性能等性质也会得到改善1）。但是，硫化橡胶由于硫化剂、硫化催化剂的用量或温度、时间等硫化条件的不同，其链接密度和链接分布会有所差异2）。通过测量动态粘弹性，可以调查硫化橡胶的硫化程度的差异，即硫化的链接程度差异。作为橡胶的动态粘弹性测量的一例，本节介绍链接密度不同的硫化橡胶的测量实例。2．实验试样选用通过改变硫化剂用量得到的不同链接密度的A、B及C三种氟橡胶。试样A的硫化剂用量最少，其次是试样B，试样C的用量最多。试验仪器使用精工产的SDM5600H流动站以及与之连接的DMS200粘弹性分光仪（拉伸模块）。测量条件：测量频率为1Hz，测量温度范围为-100～200℃，升温速率为2℃/min。图1硫化橡胶A的粘弹性光谱图2硫化橡胶B的粘弹性光谱图3硫化橡胶C的粘弹性光谱1．测量结果图1～3分别为硫化橡胶A、B及C的动态粘弹性光谱，给出了测量频率1Hz下的E’、E”及tanδ曲线。在每个试样的tanδ曲线中观察到了-15～-10℃附近存在主分散（玻璃化转变）引起的峰，同时在E’曲线中，可观察到伴随玻璃化转变出现的弹性模量降低现象。图4是将图1～3中各试样的E’曲线进行比较的结果。三种硫化橡胶中，硫化剂用量最多从而被认为链接密度也最高的硫化橡胶C从转变区到橡胶平坦区，它的E’最高，B和A依次降低。链接密度越高，检测到的橡胶平坦区的储存弹性模量越向高弹性模量侧转移是众所周知的现象3）。本测量结果，也确认了链接密度高的试样其储存弹性模量也高。已有学者利用这一性质，提出来了根据橡胶平坦区的储存弹性模量计算链接密度和链接间分子量的方法1,3)。图5是将图1～3中各试样的tanδ曲线进行比较的结果。三种硫化橡胶中，硫化剂用量最少、从而被认为链接密度最低的硫化橡胶A在橡胶平坦区的tanδ最高，B和C依次降低。除此以外，随着链接密度的增高，主分散（玻璃化转变）的峰顶越来越向高温侧转移，而峰的宽度也越来越大。tanδ在橡胶平坦区随链接密度增大而呈现下降趋势，而转变区的tanδ的峰逐渐向高温侧偏移，同时峰宽逐渐扩大是众所周知的现象3），图5的测量结果，也确认了这一倾向。图4硫化橡胶A,B,C粘弹性光图5硫化橡胶A,B,C粘弹性光谱谱的E’曲线比较的tanδ曲线比较2．结束语本节介绍了链接密度对硫化橡胶动态粘弹性的影响。不仅限于硫化橡胶，链接聚合物的链接程度是决定材料本身性能的物理性质之一，对它的评价具有重要的意义。测量动态粘弹性是调查各种链接聚合物的链接程度的影响的有效方法之一，目前得到了广泛应用。谢辞向编写本文时，为我们提供氟橡胶的藤仓橡胶工业株式会社，致以衷心的感谢！参考文献1）高分子学会高分子词典编辑委员会编高分子词典朝仓书店（1971）2）山下晋三，小松公荣主编橡胶・人造橡胶研究会编橡胶・人造橡胶应用手册工业调查会（1985）3）L.E.Nielsen著小野木重治译高分子和复合材料的力学性质化学同人（1976）