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分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)本性對橡膠性能的影響

實(shí)驗室k / 2019-05-23

“事物發(fā)展的根本原因，不是在事物的外部而是在事物的內(nèi)部，在于事物內(nèi)部的矛盾性。”同樣，橡膠的許多性能也是由它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的。

橡膠的分子都是線型的分子結(jié)構(gòu)。當(dāng)分子鏈上取代基的極性越小、體積越大而使分子鏈間作用力減小時，分子鏈就易于自由運(yùn)動，也即分子鏈愈柔順，因而其彈性也越大。柔順性大的分子鏈在更低溫度下，オ會凍結(jié)而失去活動能力，因而耐寒性也越大。

此外，分子鏈間作用力還影響橡膠的透氣性，當(dāng)分子間作用力大時，分子鏈就越難自由運(yùn)動，因而不易形成被氣體分子鉆進(jìn)去的空間，這樣的橡膠就較氣密。

氯丁橡膠、丁腈橡膠和氟橡膠是聞名的耐油橡膠，而一般橡膠制品是不能接觸油類物質(zhì)的。氟橡膠耐油性優(yōu)于丁腈橡膠，丁腈橡膠又優(yōu)于氯丁橡膠。從它們的結(jié)構(gòu)上看，三者都有一種特性基團(tuán)——氟（－F）、氰（－CN）、氯（－Cl），而這些基團(tuán)極性的大小為：F＞CN＞Cl，所以橡膠分子鏈上取代基團(tuán)的極性愈大，含量愈多，則耐油性愈好。但是，引入極性基會增加分子間的作用力，使分子鏈柔順性下降，有損其耐寒性。故一般說，耐寒性與耐油性是有一定矛盾的。

再如，橡膠的老化問題。天然橡膠的致命弱點(diǎn)是容易老化（橡膠制品日久后變軟發(fā)粘，出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象，叫做老化），這是因為分子鏈上含有易被氧化的雙鍵存在，經(jīng)過硫化后，這種雙鍵的數(shù)目是減少了，但剩下的還不少。其他如丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠等由二烯烴聚合或共聚的合成橡膠，主鏈上也會有多個雙鍵，因而也容易受氧作用而易于老化。因此，一般的橡膠制品不宜在日光下曝曬，更不能在煤爐當(dāng)烤烘。

但是，乙丙橡膠就不一樣了。它是由乙烯和丙烯進(jìn)行二元共聚，即，

聚合后長鏈分子中再也沒有－C＝C－這種結(jié)構(gòu)了，所以它的耐臭氧性、耐氣候和陽光老化性能特別優(yōu)異。它的缺點(diǎn)是：由于沒有雙鍵，硫化困難，限制了它的應(yīng)用。因此，近年來，將乙烯、丙烯和某些二烯烴進(jìn)行三元共聚來解決這個矛盾。

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