Page 44 - 《橡塑智造与节能环保》2019年2期

技术与装备
T echnology & equipment

式中，W为浸泡一段时间后橡胶试样的质量，W 0 为 常重要。而耐油性是油中溶胀度的倒数，由橡胶在低
浸泡前的初始质量。Φ rubber 和Φ PVC 为橡胶和PVC的体积 分子量油中溶解驱动力和聚合物基体中分子相互作用
分数。聚合物的体积分数Ф按下式计算： 力的竞争决定。橡胶（NBR或CR）或橡胶/PVC共混物中
1/Φ=1+（W S ρ r /W i ρ s ） 油扩散系数根据下列模型确定。用下式计算：
2
2
式中，W i 和W S 分别为橡胶试样在空气中和溶胀 M t /M ∞ =1-(8/π )e -π2Dt /l (7)
状态的质量，ρ s 和ρ r 分别为溶液和橡胶的密度。 式中，Mt为试样在时间t时的质量，M∞为试样在
ΔW rubber 为浸泡一段时间后橡胶质量增加百分数，N为 无限时间的质量，l为试样厚度，D为扩散系数。
与油分子扩散路径和PVC相分数状态相关的参数。 M t /M ∞ =X
2
2
2
该式表明，如果PVC分散相为球形，则N=1。所以 Ln(1-x)=ln(8/π )-π Dt/l (8)
在减少油膨胀方面没有效果。另一方面，若PVC分散相 通过绘制ln（1-x）相对（t）的曲线，扩散系数
为椭圆形或细长PVC相，则N>1。因为胶片通常通过开 （D）可以从斜率（-π2Dt/l2 ）计算获得。图4表示
炼机成型，这会导致大部分PVC相取向为细长型。所 出Ln(1-x)相对t的曲线，从中可以计算扩散系数值，
以，共混物油吸入量将减少。侵油试样的质量增加量 见表4。从这些数值中可看出，PVC加入到橡胶中导致
∆W blend 依据老化时间绘制的图线，如图3所示。结果表 油在橡胶中的扩散系数减小。在NBR/PVC中的扩散系数
明，油溶胀量随老化时间减小。另一方面，弯曲效应 比在CR/PVC中扩散系数要小。在NBR/PVC中的扩散系数
的出现使得不可透过的PVC相增加了油分子在橡胶基体 比在CR/PVC中扩散系数要小。这可归于极性的不同，
中扩散路径的长度，也减少了油分子可透过的橡胶基 因为C≡N基团比C1原子有更强的吸电子能力。所以，
体的断面面积。 认为存在极性基团是良好耐油性的原因。

图3 研究共混物的质量增大的分数（∆W blend 随老化时间的变
化，油中浸泡）

2.7 PVC对扩散系数的影响
橡胶中的扩散非常重要，因为它总是应用于与外
图4 ln（1-x）-T曲线
来分子接触的情况，外来分子可能为气体，液体或固
体。从科学和经济角度来看，橡胶产品中油或有机溶 2.8 交联密度测试
剂的扩散研究十分重要。耐油橡胶在汽车工业中也非 测定了硫化胶在甲苯的平衡溶胀，以计算交联程

16 橡塑智造与节能环保 2019年 总第26期 第3卷 第2期