丁基橡胶/聚异丁烯交联体系的黏弹行为

选用聚异丁烯-异戊二烯共聚物橡胶(IIR)和聚异丁烯(PIB)为原材料,研究了PIB含量与相对分子质量、IIR中异戊二烯含量和交联剂含量对IIR/PIB交联体系黏弹行为的影响。研究结果显示,完全交联的IIR体系几乎不发生应力松弛;添加不可交联的PIB显著降低了IIR交联后的模量,PIB相对分子质量越高,对模量的影响越小;IIR中异戊二烯含量和交联剂含量增加会使交联速率和交联密度提高,其中异戊二烯含量越高,交联剂含量变化对交联IIR/PIB黏弹性的影响越大。PIB质量分数为50%时,IIR/PIB体系损耗模量(G′′)在交联过程中的变化与交联密度、PIB性质密切相关:交联反应初期,G′′随弹性模量(G′)的提高而下降,交联反应后期则随着交联密度的上升而增加,且低分子量PIB和高分子量PIB体系的G′′值分别在G′=120~150 kPa和220~270 kPa时出现最低值;G′′~G′曲线在高交联密度下逐渐实现归一化,揭示了非交联分子链在交联IIR网络中的松弛行为。同时,PIB在交联IIR网络中松弛导致聚合物体系模量降低,但其归一化G(t)~t曲线几乎完全重合。

丁基橡胶/聚异丁烯交联网络松弛行为与力学性能

选用丁基橡胶(IIR)和聚异丁烯(PIB)为原材料,研究了PIB含量和相对分子质量、交联剂含量和IIR中异戊二烯(IP)双键含量对交联IIR/PIB复合体系力学性能的影响。结果发现,在交联IIR网络中,非交联的PIB降低了IIR的交联密度和定伸应力,但应变硬化程度和拉伸强度提高,当IIR-H和PIB-H比例为1:1时,其拉伸强度达到3.5 MPa,比纯IIR-H提高60%以上。由应变硬化参数(EH)对断裂伸长率关系可知,EH随断裂伸长率增加先增加后降低,在350%时达到最大值。通过非相似滑移管模型对应力应变曲线进行分析,获得了交联和缠结作用分别对拉伸应力的贡献(Gx和Ge),对比聚合物在高温下的动态模量(G′,G′′和G*)可知,在PIB-H质量分数不超过10%时,(G^(2)_(x)+G^(2)_(e))1/2随着G*降低变化不大;而PIB质量分数不低于30%时,G*与(G^(2)_(x)+G^(2)_(e))1/2基本呈线性关系;Gx随G′增加而增加,而Ge随G′′增加先增加后下降。