交聯釋義:線型或支型高分子鏈間以共價鍵連線成網狀或體型高分子的過程。分為化學交聯和物理交聯。化學交聯一般透過縮聚反應和加聚反應來實現,如橡膠的硫化、不飽和聚酯樹脂的固化等;物理交聯利用光、熱等輻射使線型聚合物交聯。線型聚合物經適度交聯後,其力學強度、彈性、尺寸穩定性、耐溶劑性等均有改善。交聯常被用於聚合物的改性。
1、交聯結構
橡膠的高分子鏈之間透過支鏈聯結成一個三維空間網型大分子,形成交聯結構。交聯鍵型別和交聯密度是交聯結構中最重要的引數,分別表示交聯鍵具有的結構以及交聯點以何種密度在橡膠分子鏈間分佈。交聯後的橡膠各項物理效能都有較大的改變,其中受交聯密度影響最顯著的效能是模量和硬度,由於交聯產生的鏈與鏈之間交聯點抑制高分子鏈間的滑動,模量和硬度隨著交聯密度的增加而增加;交聯密度與拉伸強度和撕裂強度關係較為複雜,在一定交聯度範圍,其效能存在一個峰值。受交聯鍵型別影響較大的有耐疲勞效能和耐熱氧老化效能。由於存在多硫鍵的斷裂重排作用,硫化膠網路含有較多多硫鍵時的耐疲勞效能較好,而鍵能較高的碳碳交聯鍵有利於提高硫化膠耐熱氧老化效能。
2、交聯鍵型別
Blackman 等人發現硫化橡膠中存在以下交聯鍵:多硫交聯鍵、雙硫交聯鍵、單硫交聯鍵及碳碳交聯鍵等。對天然橡膠硫化膠網路的研究也證實了這一點。
交聯鍵型別依所用硫化體系種類而異。以天然橡膠為例,不同層次的硫化體系得到不同結構的硫化膠,其中採用CV (普通硫黃硫化體系) 得到的硫化膠網路含有較多的多硫鍵;採用EV (有效硫黃硫化體系) 得到的主要是單硫鍵;而採用semi EV(半有效硫黃硫化體系) 得到的交聯鍵型的比例介乎前兩者之間;採用過氧化物硫化體系得到的是具有很高鍵能的碳碳鍵。
3、表徵方法
定性分析:根據不同交聯鍵型別對應吸收峰的不同,採用紅外光譜和紫外光譜都可定性分析橡膠的交聯鍵型別。紅外光譜和紫外光譜可以有效地定性表徵橡膠交聯鍵型別,根據紅外光譜的吸收原理,吸收峰的強度在一定程度上也反映了所對應的化學鍵數量。但由於紅外和紫外光譜分析技術本身的特點以及當前分析技術的侷限,採用光譜的吸收峰的強度作定量分析會受到較多的不確定因數的影響,難以做到準確分析。
交聯釋義:線型或支型高分子鏈間以共價鍵連線成網狀或體型高分子的過程。分為化學交聯和物理交聯。化學交聯一般透過縮聚反應和加聚反應來實現,如橡膠的硫化、不飽和聚酯樹脂的固化等;物理交聯利用光、熱等輻射使線型聚合物交聯。線型聚合物經適度交聯後,其力學強度、彈性、尺寸穩定性、耐溶劑性等均有改善。交聯常被用於聚合物的改性。
1、交聯結構
橡膠的高分子鏈之間透過支鏈聯結成一個三維空間網型大分子,形成交聯結構。交聯鍵型別和交聯密度是交聯結構中最重要的引數,分別表示交聯鍵具有的結構以及交聯點以何種密度在橡膠分子鏈間分佈。交聯後的橡膠各項物理效能都有較大的改變,其中受交聯密度影響最顯著的效能是模量和硬度,由於交聯產生的鏈與鏈之間交聯點抑制高分子鏈間的滑動,模量和硬度隨著交聯密度的增加而增加;交聯密度與拉伸強度和撕裂強度關係較為複雜,在一定交聯度範圍,其效能存在一個峰值。受交聯鍵型別影響較大的有耐疲勞效能和耐熱氧老化效能。由於存在多硫鍵的斷裂重排作用,硫化膠網路含有較多多硫鍵時的耐疲勞效能較好,而鍵能較高的碳碳交聯鍵有利於提高硫化膠耐熱氧老化效能。
2、交聯鍵型別
Blackman 等人發現硫化橡膠中存在以下交聯鍵:多硫交聯鍵、雙硫交聯鍵、單硫交聯鍵及碳碳交聯鍵等。對天然橡膠硫化膠網路的研究也證實了這一點。
交聯鍵型別依所用硫化體系種類而異。以天然橡膠為例,不同層次的硫化體系得到不同結構的硫化膠,其中採用CV (普通硫黃硫化體系) 得到的硫化膠網路含有較多的多硫鍵;採用EV (有效硫黃硫化體系) 得到的主要是單硫鍵;而採用semi EV(半有效硫黃硫化體系) 得到的交聯鍵型的比例介乎前兩者之間;採用過氧化物硫化體系得到的是具有很高鍵能的碳碳鍵。
3、表徵方法
定性分析:根據不同交聯鍵型別對應吸收峰的不同,採用紅外光譜和紫外光譜都可定性分析橡膠的交聯鍵型別。紅外光譜和紫外光譜可以有效地定性表徵橡膠交聯鍵型別,根據紅外光譜的吸收原理,吸收峰的強度在一定程度上也反映了所對應的化學鍵數量。但由於紅外和紫外光譜分析技術本身的特點以及當前分析技術的侷限,採用光譜的吸收峰的強度作定量分析會受到較多的不確定因數的影響,難以做到準確分析。