杜仲膠、本體法TPI(反式-1,4-聚異戊二烯)、溶液法TPI共混改性天然橡膠的性能分析

張 偉,王 睿,高愛林,于 鑫,高 健,賀繼東*

(青島科技大學a.橡塑材料與工程教育部重點實驗室;b.山東省橡塑材料與工程重點實驗室,山東 青島266042)

天然橡膠(NR)是一種高彈性的橡膠材料,具有優異的綜合性能,在橡膠工業中始終占據重要地位,廣泛應用于各類輪胎、減震制品、傳送帶和國防軍事等行業[1-3]。就輪胎行業而言,在大、中型載重輪胎胎面膠中,主要采用NR 作為原料以滿足對耐磨、耐刺扎、低生熱的性能要求[4-6]。但NR 的耐動態疲勞性能較差,在長期受到周期性變化應力的時候,容易發生塑性形變,乃至斷裂的現象,進而影響NR 制品的使用壽命,因此提高NR 的耐動態疲勞性能成為NR 研究的重要方向[7-8]。

反式-1,4-聚異戊二烯(TPI)是NR 的同分異構體,具有雙鍵、反式有序性高和柔順性好三大特征[9]。雙鍵結構決定了TPI可與其他橡膠進行共混硫化。反式有序性高和分子鏈柔順性好,決定了TPI受到周期性應力時,分子鏈之間的摩擦小,生熱低;同時也使得TPI容易結晶,形成的微晶結構可有效地減緩屈撓過程中裂紋的生長[10-12]。所以TPI是一種具有優異動態疲勞性能的材料,將TPI與NR 共混,制得的TPI/NR 共混膠可以在保持NR原有優良性能的基礎上,提高共混膠的耐動態疲勞性能,并顯著降低生熱[13-14]。

目前TPI的來源有2種:一種是天然提取,從杜仲樹的皮、葉和種子等部位提取而來[15-16];另一種是人工合成,合成的方法主要有本體法[17]和溶液法[18-19]。目前對于TPI改性NR 物理機械性能的配方設計研究較多[12-13],但從微觀角度分析TPI對于NR 性能影響的理論體系尚不完善。……