探討國產鎳系順丁橡膠流變性能的研究

馬翔（四川石化公司生產六部，四川 彭州 611930）

順丁橡膠的全稱為“順式1，4聚丁二烯橡膠”，是一種綜合性能優秀的通用橡膠。其有點主要體現在耐磨性、抗寒性和彈性等諸多方面，尤其在硫化之后的各方面性能更加優秀，是目前我國主要生產的一類人工合成橡膠產品。按照順式1，4的含量不同，劃分為高中低三種不同的類別。

其中，當順式1，4含量高于95%的狀態下被稱之為高順式順丁橡膠，順式1，4位于90%-95%之間的含量被稱之為中式順式順丁橡膠，順式1，4含量在35%-40%之間被稱之為低順式順丁橡膠。不同類型的橡膠中分子量高低不同、分子間力不同，應用的范圍也不同。例如，高順式的順丁橡膠中分子間作用力比較小，分子量很高，在顯示應用中的表現為常溫無固定形態，承受較大外力之后會產生形態改變，同時由于內部分子間的鏈柔性比較大，因此具有很好的延伸性和抗寒性。

橡膠工業存在的近百年中，人們通過不斷研究來擴大橡膠產品的應用范圍，尤其是在人工合成橡膠出現之后，人們開始關注合成橡膠的流變性特征，包括流動性、斷裂性以及彈性復合度等。通過流變性的研究，進一步促進合成橡膠產品的生產工藝、加工技術以及機械配合性。

本文以國產鎳系順丁橡膠為對象，研究不同因素對流變性的影響，包括材質鏈結構、平均分子量、材料黏度等方面，并進一步提出基于鎳系順丁橡膠的加工設計。

1 鎳系順丁橡膠材料鏈結構對流變性的影響

鎳系順丁橡膠的流變性研究中，影響最大的是材料本身。鏈結構是影響順丁橡膠順性的主要因素，其余的如分子鏈大小、主鏈構成、取代基性質等，也在不同程度上發揮著影響流動性的作用；一般情況下，極性橡膠鏈結構中的相互作用力大于非極性橡膠的鏈結構作用力，而作用力越大，流變性就越差。舉例說明，鎳系丁順橡膠與氯丁橡膠相比，流動性方面前者強于后者，但鎳系丁順橡膠與天然合成橡膠相比又略遜一籌。

在以上出現的三種不同的橡膠產品中，鎳系順丁橡膠、氯丁橡膠和天然橡膠所構成的材質鏈結構明顯不同，同時，在大側基的橡膠鏈結構結構中，無論是那一種橡膠產品的流變性都不高。

鎳系順丁橡膠的材料鏈結構作用力較大，因此給運輸和加工帶來一定的困難，結合材料構成的方式，要改變這種流變性可以通過添加劑來實現。

2 鎳系順丁橡膠材料分子量對流變性的影響

早期針對鎳系順丁橡膠及其他合成橡膠性質的分析，一般都通過分子式加以證明，同時，分子鏈結構雖然和材料的關系影響緊密，但從橡膠產品的存在形式上可以直接進行判斷，例如非線性流變體、固相超分子流變體等等。

結合分子量對流變性盡心該研究是一種柔性鏈橡膠濃度分析方式，根據多項測試結果表明，當平均分子量小于柔性鏈橡膠濃度時，分子間的作用力就比較弱，流變性較好，相反的情況下，流變性會隨之減弱。

隨著合成橡膠在現代機械工業中的應用逐漸深入，從產品加工的角度來說，降低鎳系順丁橡膠合成中的分子量，可以改善材料加工的難度。不過分子量一旦降低，又會造成合成橡膠產品的強度和、彈性和可塑性。鎳系順丁橡膠生產工藝中涉及大量地化合劑產品，如環烷酸鎳、三氯化硼乙醚絡合物、乙醇等等，同時會對橡膠流變性產生影響；此外，要實現需要的滿足條件的流變性特征，還要從材料的粘度考慮。

3 鎳系順丁橡膠材料粘度對流變性的影響

鎳系順丁橡膠材料的粘度對流變性的影響更為直接，同時受到影響的因素也很多，主要涉及到的參數為濃度、比例、溫度和壓力等。在現代橡膠合成工業中，設計鎳系順丁橡膠的生產及產品加工，通常都會針對溫度及分子結構相應的數據進行測試。就單純地溫度而言，溫度的高低影響不大，需要關注的是在單位時間內溫度發生的變化數值，即溫度差。

濃度和比例是較為容易控制的部分，在其中一方穩定的情況下，另一方數值越高，粘度越大，材料的流變性就越差；壓力作用的反應主要應用于鎳系順丁橡膠制品生產中，壓力越大，粘度所形成的阻力就越大，流變性就越差。因此在進行橡膠塑性的過程中，一般都會在高壓環境下進行。

4 結語

橡膠工業可以看作是整個現代化工業的配套系統，橡膠產品廣泛地應用于工業、農業、科技等各種產品中。隨著現代工業的發展，橡膠制品的需求量也越來越大，并開始從原料層次向產品細分化發展。

結合我國現階段的發展情況，人工合成橡膠在產量和規模上發展較快，但在核心技術、產品性能等方面的研究明顯不足。橡膠材料作為一種戰略物資、必備物資，對其積極開發研究具有深刻的現實意義。

[1]宋宏,郭春玲,王金良.鎳系充油順丁橡膠的結構及某炭黑混煉膠的流變行為[J].合成橡膠工業,1985,03:182-188.

[2]陳建煌,張萍.國產稀土順丁橡膠的基本性能研究[J].特種橡膠制品,2013,05:5-8.

[3]傅彥杰,劉潤祺,龔懷耀.鈦系與鎳系順丁橡膠的性能比較[J].橡膠工業,1994,12:713-720+736.

[4]路鐵硯,張洪林.鎳系聚丁二烯橡膠生產技術進展[J].齊魯石油化工,2008,04:327-330.

[5]陳鼎希,李浩,王夢蛟,吳祥龍.鎳系順丁膠料的流變性能試驗[J].合成橡膠工業,1983,06:458-462.