低場核磁評價如何增加結(jié)合膠含量

什么是結(jié)合膠？

在混煉過程中，橡膠大分子會與活性填料（如炭黑粒子）的表面產(chǎn)生化學(xué)和物理的牢固結(jié)合，使一部分橡膠結(jié)合在炭黑粒子的表面，成為不能溶解于有機溶劑的橡膠，叫結(jié)合膠。

結(jié)合膠的生成有助于炭黑附聚體在混煉過程中發(fā)生破碎和分散均勻，但在混煉過程的初期，即炭黑-橡膠團(tuán)塊破碎和分散以前，過早地生成過多的結(jié)合像膠，由于它包覆在炭黑附聚體外面形成了硬度較大的硬膜，反而會使這種高濃度炭黑-橡膠團(tuán)塊難于進(jìn)一步破碎和分散。所以對于不飽和度高的二烯類橡膠，尤其是天然橡膠，混煉過程初期應(yīng)嚴(yán)格控制混煉條件，盡量避免混煉溫度過分升高，以使炭黑與橡膠之間只發(fā)生有限的結(jié)合。

影響結(jié)合膠含量的因素

結(jié)合膠是由于炭黑表面對橡膠的吸附產(chǎn)生的，所以任何影響這種吸附的因素均會影響結(jié)合膠的生成量，其主要影響因素如下。

1．炭黑比表面積對結(jié)合膠含量的影響

結(jié)合膠幾乎與炭黑的比表面積成正比增加。隨著炭黑比表面積的增大，吸附表面積增大，吸附 量增加，即結(jié)合橡膠增加。

2．混煉薄通次數(shù)對結(jié)合膠含量的影響

天然橡膠是一種很容易產(chǎn)生氧化降解的物質(zhì)，那些只有一兩點吸附的大分子鏈的自由鏈部分可 能存在于玻璃態(tài)層及亞玻璃態(tài)層外面。這部分橡膠分子鏈薄通時同樣會產(chǎn)生力學(xué)斷鏈及氧化斷鏈。這種斷鏈可能切斷了與吸附點的連接，這樣就會使結(jié)合膠量下降。

3．溫度對結(jié)合膠含量的影響

將混煉好的式樣放在不同溫度下保持一定時間后測結(jié)合膠量。混煉溫度對結(jié)合膠的影響卻是混煉溫度越高則結(jié)合膠越少。這可能是因為溫度升高，橡膠變得柔軟而不易被機械力破壞斷鏈形成大分子自由基，炭黑在這樣柔軟的橡膠環(huán)境中也不易產(chǎn)生斷鏈形成自由基，因此在高溫?zé)捘z時由于這種作用形成的結(jié)合膠會比低溫下煉膠的少。

4．橡膠性質(zhì)對結(jié)合膠含量的影響

結(jié)合膠量與橡膠的不飽和度和分子量有關(guān)，不飽和度高，分子量大的橡膠，生成的結(jié)合膠多。

5．停放時間對結(jié)合膠含量的影響

試驗表明，混煉后隨停放時間增加，結(jié)合膠量增加，大約一周后趨于平衡。因為固體炭黑對固體橡膠大分子的吸附不象固體填料對氣體或小分子吸附那么容易。另外化學(xué)吸附部分較慢，也需要一定時間。

結(jié)合膠含量

硫化橡膠結(jié)合膠含量的測定一直都是行業(yè)難題,傳統(tǒng)的化學(xué)法測試精度低、受人為主觀因素較大。在核磁法中,由于硫化橡膠弛豫衰減曲線隨樣品內(nèi)部組分狀態(tài)的改變而改變,通過核磁弛豫技術(shù)可快速無損獲得結(jié)合膠含量。

低場核磁評價結(jié)合膠含量的基本原理：

硫化橡膠弛豫衰減曲線隨樣品內(nèi)部組分狀態(tài)的改變而改變。核磁法利用彈性體材料內(nèi)不同的組分其弛豫時間不同這一原理,實現(xiàn)結(jié)合膠含量測試的目的。