聚丁二烯橡胶在空气中塑炼时凝胶生成量多于在氮气中塑炼。实验显示,顺丁橡胶在氮气中塑炼黏度不下降,因其分子链太短,无法发生机械断裂。而在空气中,氧分子促使顺丁橡胶生成凝胶,通过夺取氢原子形成游离基并发生交联反应。氧分子的作用类似于过氧化物交联剂,如过氧化二异丙苯(DCP),其分解基团从橡胶分子中夺取氢原子形成游离基团。DCP的交联效率在不同橡胶中不同,顺丁橡胶和丁苯橡胶的交联点数量远高于天然橡胶,表明交联效率高的橡胶在低温塑炼中更易发生支化反应。
聚丁二烯橡胶在空气中塑炼时凝胶生成量比在氮气中塑炼时为多。Morton用顺式含量为98%的顺丁橡胶,抽出抗氧剂后,分别在空气和氮气介质中进行低温塑炼,测定凝胶生成量,顺丁二烯橡胶低温塑炼时的凝胶生成量如表 2-3 所示。
实验结果表明,顺丁橡胶在氮气中塑炼黏度并不下降,因其分子链太短,不足以发生分子链机械断裂。在空气中则不同,氧分子的大量存在,会促使顺丁橡胶塑炼时生成凝胶,这时空气中的氧分子从顺丁橡胶中夺取氢原子,生成游离基,生成的游离基很不稳定,游离基之间很快就会发生交联反应。
氧分子在其中的作用,与过氧化物交联剂作用相似。过氧化二异丙苯(DCP)分解所产生的基团也极不稳定,可即刻从橡胶分子中夺取氢原子,形成橡胶大分子游离基团。耗费1mol分子过氧化物,能使天然橡胶形成1mol分子的交联点,效率等于1;而耗费1mol分子过氧化物,却能使顺丁橡胶和丁苯橡胶分别形成10.5mol与12.5mol分子交联点,即效率分别等于10.5和12.5。因此,可以认为与 DCP 交联效率越高的橡胶,在低温塑炼条件引起的支化反应的概率也就越大。
