如何改善橡膠的耐熱性和耐寒性？

如何改善橡膠的耐熱性和耐寒性，即擴(kuò)大其使用溫度的范圍：在高于一定溫度時，橡膠由于老化而失去彈性；在低于一定溫度時，橡膠由于玻璃化而失去彈性。

一、改善高溫耐老化性能，提高耐熱性

1、改變橡膠的主鏈結(jié)構(gòu)

(1)、主鏈不含雙鍵。

(2)、主鏈上含雙鍵較少的丁基橡膠（異丁烯與異戊二烯）。

(3)、主鏈上含S原子的聚硫橡膠。

(4)、主鏈上含有O原子的聚醚橡膠。

(5)、主鏈上均為非碳原子的二甲基硅橡膠。

2、改變?nèi)〈Y(jié)構(gòu)

(1)、帶有供電子取代基的橡膠易氧化：天然橡膠、丁苯橡膠。

(2)、帶有吸電子取代基的橡膠不易氧化：氯丁橡膠、氟橡膠。

3、改變交聯(lián)鏈的結(jié)構(gòu)：原則：含硫少的交聯(lián)鏈鍵能較大，耐熱性好，如果交聯(lián)鍵是C-C或C-O，鍵能更大，耐熱性更好。（氯丁橡膠用ZnO硫化交聯(lián)鍵為-C-O-C-，天然橡膠用過氧化物或輻射交聯(lián)，交聯(lián)鍵為-C-C-）。

二、降低玻璃化溫度，改善耐寒性

任何增加分子鏈的活動性，削弱分子間相互作用的措施都會使玻璃化溫度下降，任何降低聚合物結(jié)晶能力和結(jié)晶速度的措施均會增加聚合物的彈性，提高耐寒性（因?yàn)榻Y(jié)晶就是高分子鏈或鏈段規(guī)整排列，它會大大增加分子間相互作用力，使聚合物強(qiáng)度增加，彈性下降）。

1、加增塑劑：削弱分子間作用力

如：氯丁膠Tg-45℃，加葵二酸二丁酯 Tg（-80℃）可使其的 Tg-62℃；

如：用磷酸三甲酚酯（-64℃）可使其Tg-57℃。

可見增塑效果不僅與增塑劑結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與它本身Tg有關(guān)，增塑劑得越低，則增塑聚合物的也越低。

2、共聚：聚苯乙烯有大的側(cè)基，所以主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)難，較剛性， Tg高于室溫，但共聚后的丁苯橡膠為-53℃，聚丙烯腈有極性，所以主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)難，較剛性，Tg高于室溫，用丁二烯與丙烯晴共聚后的丁睛橡膠為-42℃。

3、降低聚合物結(jié)晶能力：線型聚乙烯分子鏈很柔，Tg很低，但由于規(guī)整度高，所以結(jié)晶，聚乙烯難以當(dāng)橡膠用，引入體積較小的非極性取代基甲基來破壞其聚乙烯分子鏈的規(guī)整性，從而破壞其結(jié)晶性，這就是乙烯與丙烯共聚橡膠Tg=-60℃。通過破壞鏈的規(guī)整性來降低聚合物結(jié)晶能力，改善了彈性但副作用是有損于強(qiáng)度。