温度的作用

    温度对生胶的塑炼效果有着重要的影响，不同温度范围对塑炼的作用是不同的。实验表明，天然橡胶在50~150℃范围内塑炼 30min 后，得到一条近于U形的曲线，天然橡胶塑炼效果与塑炼温度的关系如图2-4所示。从图2-4 看出，天然橡胶塑炼过程所得 U形曲线可以认为是由两条不同曲线组合而成，并代表两个独立过程，在最低值附近相交。其中1线代表低温塑炼，2线代表高温塑炼。在低温塑炼阶段，由于橡胶较硬，受到的机械破坏作用较剧烈，较长的分子链容易为机械应力所扯断。而此时氧的化学活泼性较小，故氧对橡胶的直接引发氧化作用很小。所以，低温时，主要是靠机械破坏作用引起橡胶分子链的降解而获得塑炼效果。随着塑炼温度的不断升高，橡胶由硬变为柔软，分子链在机械力作用下容易产生滑动而难以被扯断，因而塑炼效果不断下降，在 110℃附近达到最低值。此时由氧直接引发的氧化破坏作用也很小。但是当温度超过110℃以上再继续升高时，虽然机械破坏作用进一步降低，但由于氧的自动催化氧化破坏作用随着温度升高而急剧增大，橡胶分子链的氧化降解速度大大加快，塑炼效果也迅速增大。因此，低温塑炼与高温塑炼的机理是不同的。低温塑炼时，主要是由机械破坏作用使橡胶分子断链；高温塑炼主要是由氧的氧化裂解作用使橡胶分子链降解。由于高温塑炼时，氧化对分子量最大和分子量最小部分的作用是相同的，所以高温塑炼在平均分子量变小的同时，并不发生分子量分布变窄的情况，塑炼后，分子量很低的级分可能较多。此外，高温塑炼时，机械的作用主要是翻动和搅拌生胶，以增加生胶和氧接触的机会，从而加快橡胶的氧化裂解过程。