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橡膠制品的溶解與溶脹對其性能影響

一、溶解與溶脹

根據有機化學的知識，有機溶劑可以親和高分子有機物，但是有的高分子有機物是不容易溶解的，他們會吸附溶劑分子而使體積膨脹；親水性的高分子物質也會吸收水分子而體積膨脹，這就是所謂極性物質的溶脹性。溶脹性也可從相似相溶原理得到解釋，它們在接觸時或在一定壓力、溫度下會具有互溶作用，但和分子間的引力無關。

二、橡膠的溶解與溶脹

未硫化的橡膠可以溶于與其溶解度參數相近的溶劑中。對硫化膠而言，由于化學交聯使橡膠大分子聯接成三維網狀結構，故在溶劑中僅能吸收溶劑逐漸脹大并達到平衡值（最大溶脹）。這種現象稱為橡膠的“溶脹”。溶脹后的體積可達橡膠體積的數倍。并伴隨機械強度的損失。硫化膠的最大溶脹與其交聯密度有關。在吸收溶劑時，硫化橡膠的交聯網絡也脹開而產生將溶劑擠出網外的彈性收縮力，當溶劑擴散滲入的壓力與交聯網絡的彈性收縮力相等時，即達到溶脹平衡。

由于液體浸入橡膠的深度是接觸時間平方根的函數，因此，即使橡膠對所接觸的液體無特別阻抗能力，如果橡膠制件本身有一定的體積，也能使其有一定的使用壽命。

溶脹性能是橡膠或聚合物的共性之一。在某些溶劑中，交聯的橡膠或者是其他的聚合物一般不會溶解，但是溶劑分子會進入到高分子鏈的空隙中，增大了鏈段間的體積，所以聚合物的體積因膨脹而溶脹。橡膠溶脹后一般力學性能會大幅下降。溶脹性是橡膠的一個很重要的性質，所以，橡膠應盡量避免和極性相似的溶劑接觸。

三、橡膠溶脹性表現

(1）無限溶脹：線型聚合物溶于良性溶劑中，能無限制吸收溶劑，直到溶解成均相溶液為止。所以溶解也可看成是聚合物無限溶脹的結果。例如天然橡膠在汽油中溶脹。

(2）對于交聯聚合物以及在不良溶劑中的線性聚合物來講，溶脹只能進行到一定程度為止，以后無論與溶劑接觸多久，吸入溶劑的量不再增加，而達到平衡，體系始終保持兩相狀態。例如丁腈橡膠（是一種合成橡膠）能在液化二甲醚有機溶液中的溶脹。

煙臺桑尼橡膠有限公司質檢部撰稿。