Page 36 - 《橡塑智造与节能环保》2025年4期

综述与专论

品进行的动态机械分析（DMA）证明了这一点，该样 晶相只会对损耗因子值产生轻微影响（图6）。事实
品含有中等顺式BR和30份的炭黑（CB），用于在其 上，结晶相的形成可能对许多应用有利。结晶相的存
表面吸附VMQ大分子，从而防止其结晶（图5）。正 在通过增加橡胶在伸长过程中的模量来影响橡胶的机
如文献所报道的那样，炭黑具有与二氧化硅类似的作 械性能，这可能会带来更好的耐久性和耐磨性，从而
用，能够吸附硅橡胶大分子，防止其结晶，并为BR/ 延长橡胶轮胎、鞋底或电缆盖的使用寿命。结晶高顺
VMQ共混胶提供更好的机械性能。 式BR的T g 较低，因此在选择BR/VMQ混合物的BR类型
时，最好仔细考虑该橡胶部件在火星上的最终用途。

3 聚合物：太空污染物
火星之旅本身就是一次极具挑战性的冒险：长达
六个月的真空太空之旅，完全暴露在太阳和银河辐射
以及巨大的温差之下。在这样的环境中，聚合物的一
种特殊性质开始发挥关键作用，即放气。放气是指从
聚合物材料的主体中释放出挥发性微粒，这些微粒会
吸附在周围元素的表面，从而污染周围的所有元素。

因此，聚合物放气会对航天器使用的敏感设备造成严
图5 amBR-VMQ-N330-30和crBR-VMQ-N330-30胶料的
DMA分析图，显示其储存（E'）和损耗（E"）模量 重威胁，例如会影响负责导航的光学传感器。
为防止出现这种情况，所有在太空中使用的
相比之下，基于高顺式 BR 牌号的 crBR - 聚合物材料和黏合剂都要根据美国宇航局制定的
VMQ-N330-30样品在冷结晶和晶粒熔化之间的温度范 ASTME595标准进行测试。该标准详细描述了材料在
围内显示出存储（E'）和损耗（E"）模量值的显著增 真空中受热时的放气测试。释放出的挥发物会被量化
加，这是由于晶体-晶体滑移效应导致单晶在外加应变 并收集起来做进一步的化学分析。根据该测试结果，
场中发生变形，从而产生高能耗。 聚合物材料可用于太空应用。实际上，最终用户决定
接受或拒绝接受测试材料的标准。不过，从历史上
看，总质量损失为1.00%，收集的挥发性可凝结物质

为0.10%。
聚合物材料中存在不同来源的挥发性物质。它
们可能是聚合反应的残留物，如溶剂、引发剂、抑制
剂、催化剂等。它们也可能来自聚合物材料的复合、
加工和成型阶段，如抗氧化剂、加工助剂、脱模剂、
增塑剂、硫化剂、偶联剂等。最后，它们可能是在太
空中由高温、辐射或化学反应引发的聚合物链降解或

图6 amBR-VMQ-N330-30和crBR-VMQ-N330-30化合物 解聚的产物；例如，由地球周围的原子氧引发的降解
的DMA分析图，显示其损耗因子（tanδ）
或解聚。由于潜在的挥发性物质来源种类繁多，为太
空应用设计的聚合物材料在应用前通常要经过额外处
然而，橡胶不仅在密封应用中发挥着主要作用。
理以去除挥发性物质。这通常需要在真空室中进行脱
轮胎和减震器、宇航服鞋底和输电电缆盖的开发也具
气处理，并伴有加热。只有经过这样的处理，聚合物
有重要的实际意义。然而，在所有这些应用中，橡胶
材料才可用于太空。
大分子的结晶即使存在，也是一个小问题。例如，结
有鉴于此，在火星上使用橡胶需要特殊的设计，

8 橡塑智造与节能环保