Page 35 - 《橡塑智造与节能环保》2025年4期

综述与专论

出，两种橡胶都出现了冷结晶现象。这很可能是由于 二烯橡胶共混物的文献结果证实，二氧化硅团簇主要
硫交叉链节限制了大分子的流动性。因此，在加热阶 以分散相的形式存在于硅橡胶的丁二烯橡胶基体中，
段之前的冷却过程中，受限制的大分子无法完全结 尤其是在共混聚合物的界面处。这可能就是为什么BR
晶，因此在加热之后出现冷结晶。对于混合物，两种 的晶化和熔化峰仍然清晰可见的原因，因为硅在BR相
橡胶的特征峰清晰可见。此外，与未硫化橡胶（图1） 中的干扰较少。出于后一个原因，通过添加硅橡胶，
相比，硫化胶的结晶温度和熔化温度明显较低。这是 降低了块状化合物中的聚合物比例。硅橡胶在混合物
由于硫化橡胶块体中形成的晶体结构不完善造成的。 中的添加量仅为20份。随着二氧化硅含量的增加，未

交叉链接扰乱了分子排列，降低了链的柔韧性，导致 结合的硅橡胶含量与未结合的BR含量相比明显减少。
结晶和熔化温度降低。 因此，白藜芦醇可观察到清晰的结晶和熔化峰，而硅
例如，“精神”号探测器在火星赤道上记录到的大 橡胶则相对不明显。
气温度从冬夜的-90 ℃到夏日的35 ℃不等，日振幅 还有一种避免BR结晶的方法，即合成具有不同数
约为80。从DSC结果中观察到的橡胶冷结晶和熔化证 量的各种构型的聚合物（顺式、反式或乙烯基）的弹
明，这种BR-VMQ混合橡胶的体积和机械性能每天都 性体大分子。在钕催化的BR中，顺式聚合物的含量非
会发生变化，因此不适合用于密封应用。 常高，达到96%以上，这有利于BR结晶。将聚合催化
剂改为锂后，顺式聚合体的含量为中等，而反式聚合

体和乙烯基聚合体的含量较高。这样，BR大分子的结
构规整性大大降低，导致无法结晶。对使用钕催化剂
（丁腈橡胶CB1220）或锂催化剂（丁腈橡胶CB380）
合成的两种牌号的丁腈橡胶进行DSC分析，就可以证
明这一点(图4)。BunaCB380中较低的顺式聚合物含量
导致其无法结晶，但也使其T g 上升了约10 ℃。从火星
应用的角度来看，这又是一个负面影响，因为火星应
用需要非常低的T g 值。

图3 BR-VMQ硫化胶的DSC热曲线图；未填充和填充了
5、15或30份的二氧化硅

图3显示，加入二氧化硅填料可减少或部分消除

分散硅橡胶相的结晶。这一发现可能是由于在共混物
中加入填料而产生的稀释效应。气相二氧化硅通常在
硅橡胶配方中用作补强剂或增稠剂。它具有较高的比
表面积，可与硅聚合物基质产生良好的相互作用。硅
橡胶具有独特的化学结构，其骨架由硅原子和氧原子
交替组成，与构成有机橡胶主链的碳-碳键相比，硅
橡胶的原子间距较大，旋转能极低，因此具有优异的 图4 两种不同丁二烯橡胶的DSC热曲线图：高顺式钕丁
柔韧性、耐热性和低温性能。二氧化硅的表面化学性 二烯橡胶和中顺式锂丁二烯橡胶
质可通过硅醇（Si—OH）基团与硅聚合物链形成强氢
将这两种方法结合起来是设计火星密封应用橡胶
键。这种相互作用改善了硫化硅橡胶的补强性和机械
的一种前瞻性解决方案。成功消除BR-VMQ共混胶中
性能，还促进了良好的分散性和界面粘附性。
的结晶现象，可产生一个宽而稳定的橡胶高原，覆盖
因此，二氧化硅团簇/颗粒会阻碍硅橡胶结晶结构
火星上大部分的日温差。对amBR-VMQ-N330-30样
的形成，该结构由薄片和球状颗粒组成。有关硅酮-丁

2025年 第4期 总第568期 7