杜仲膠與天然橡膠共混膠的相態(tài)分布和性能的研究.pdf

1、天然橡膠以其優(yōu)異的物理化學(xué)性能被廣泛的應(yīng)用于國(guó)防及民生的各個(gè)領(lǐng)域，自從其發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在幾百年時(shí)間，目前還沒(méi)有一種合成橡膠可以替代天然橡膠的作用。我國(guó)作為世界上最大的橡膠消耗國(guó)，以及最大的輪胎出口國(guó)，每年消耗大量的天然橡膠。但我國(guó)的天然橡膠資源自產(chǎn)嚴(yán)重不足，每年對(duì)外進(jìn)口依賴(lài)程度超過(guò)80％。近些年來(lái)，隨著歐盟Reach法規(guī)、歐盟標(biāo)簽法等一系列針對(duì)輪胎工業(yè)環(huán)保法規(guī)的實(shí)施，以及世界各大輪胎生產(chǎn)巨頭相繼出臺(tái)輪胎100％使用可再生材料的計(jì)劃，我國(guó)急需一

2、種符合我國(guó)國(guó)情的第二天然橡膠的應(yīng)用，以緩解我國(guó)在天然橡膠方面面臨的困境。
　　杜仲膠做為我國(guó)特有的可再生天然高分子材料，可以從我國(guó)中西部地區(qū)廣泛種植的杜仲樹(shù)的各個(gè)組織結(jié)構(gòu)中獲取。其與天然橡膠為同分異構(gòu)體，由反式-1，4-聚異戊二烯組成，由于順?lè)串悩?gòu)體在分子規(guī)整度方面有比較大的差異，所以杜仲膠與天然橡膠在宏觀領(lǐng)域還是有比較大的差別。常溫條件下杜仲膠由于結(jié)晶的存在表現(xiàn)為硬質(zhì)塑料態(tài)，而天然橡膠在常溫條件下分子結(jié)構(gòu)無(wú)定型分布表現(xiàn)為有很高彈

3、性的彈性體。但將杜仲膠的結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞后，杜仲膠的分子結(jié)構(gòu)又重新無(wú)定型分布，可以表現(xiàn)為彈性體。一定程度上如果將杜仲膠與天然橡膠共混使用，一方面可以緩解我國(guó)天然橡膠極度短缺的問(wèn)題，同時(shí)杜仲膠作為可在生的綠色高分子材料一定程度上還可以改善天然橡膠的耐疲勞、撕裂等方面性能。
　　本課題實(shí)驗(yàn)部分四個(gè)部分進(jìn)行研究。第一部分通過(guò)對(duì)溶劑法提取的杜仲膠的分子組成、結(jié)晶形態(tài)、分子量及分布、力學(xué)性能等方面進(jìn)行表征和研究，了解杜仲膠的基本性能，同時(shí)在某些

4、方面與合成的反式-1，4-聚異戊二烯進(jìn)行對(duì)比。然后著重的對(duì)硫化后的杜仲膠性能進(jìn)行研究，通過(guò)橡膠領(lǐng)域常用的兩種硫化體系對(duì)杜仲膠進(jìn)行輕微交聯(lián)、完全交聯(lián)、過(guò)交聯(lián)三個(gè)階段探索杜仲膠的結(jié)晶、分子結(jié)構(gòu)、力學(xué)方面的性能，研究發(fā)現(xiàn)杜仲膠在硫磺硫化體系下，完全硫化后，其結(jié)晶結(jié)構(gòu)完全被破壞的情況下，力學(xué)性能出現(xiàn)明顯的拉伸增強(qiáng)現(xiàn)象。
　　第二部分通過(guò)原子力顯微鏡探測(cè)微觀條件下性能差異比較大的兩種物質(zhì)共混相態(tài)的分布，對(duì)未硫化的杜仲膠與天然橡膠的相態(tài)進(jìn)行研

5、究，發(fā)現(xiàn)少量的杜仲膠分散在天然橡膠的連續(xù)相中，杜仲膠的分散相直徑非常小，同時(shí)隨著杜仲相的逐漸增多，杜仲膠在開(kāi)煉機(jī)的剪切作用下形成山脊?fàn)畹臈l狀連續(xù)相，在與天然橡膠的接觸界面處還存在一層不規(guī)則的性能介于兩相之間的過(guò)渡相。
　　第三部分研究了杜仲膠與天然橡膠共混后的性能，杜仲膠與天然橡膠共混后有著良好的硫化性能，同時(shí)兩相共混后的共混膠的力學(xué)性能下降不是特別明顯，但疲勞壽命、裂紋擴(kuò)展、韌性、耐撕裂等性能有明顯的提升。
　　第四部分研