填充SBR弹性体的NMR和力学测试研究

摘要

对不同种类和数量的填料,比如炭黑N220和白炭黑,对SBR.分子结构和力学特性的影响,以及硫化过程对填充SBR体系的影响,通常是以"Hahn回波"技术和NMR(核磁共振)技术的旋转结构纵向松弛T1p作为力学测试方法,对宏观和微观结果在数量上对比分析来研究的.基于弹性网络横向松弛的理论模型得到的计算结果显示填料整体或者填料聚集体表现得像其它交联点一样,因此导致交联点分子量Mc的降低,相互交联网络的增加,或者看成是悬挂自由链的降低,最终导致交联网络模量Gc的增大,这种程度取决于填料的类型,尤其是数量的影响.与填充硅烷偶联剂的丁苯胶相比,填充炭黑N220的SBR由于它更强的结合能力或者是吸附力显示有更多的交联网络链,但却因不均质的程度较高使得交联密度下降.部分和全部链的活动能力与填料的相关性,在交联和未交联的两个SBR体系中明显不同,这主要归因于在SBR基体中填料对发生化学交联反应的束缚.最近,通过填料聚集体补强以及应力诱导的聚集体破坏被认为与一种关于橡胶弹性的管状模型有关,这种模型是针对填充橡胶在单轴应力应变测量时的典型的应力松弛效应而建立的.用于评价的材料参数可以表征交联密度以及填料特有的聚合物-填料联接.交联网络结点的计算密度在实验误差内完全与NMR测得的值一致;不同的值可以被用作评估不同类型交联和链缠结的含量.最后,一些相关的观测结果可以用不同的物理模型图解.