粘度影响因素

影响橡胶粘度的因素分析

发布日期：2010-06-28

一切增大液体内摩擦的因素都会使粘度增加，一切减小内摩擦的因素都会使粘度降低。影响胶料粘度的因素很多，一般来说，主要有化学结构、分子量、分子量分布、剪切速率、压力、温度、时间、填充补强剂和软化剂等，其中尤以分子量、温度和剪切速率影响最为重要。

1、化学结构

一般的说，极性橡胶的分子间力比非极性的大，前者粘度比后者大，流动性也较差。分子间力小，链柔顺性大（玻璃化温度Tg低）的橡胶，粘度就低，流动性好。例如顺丁胶，结构简单，取代基均为氢，链段柔顺性大，Tg较低（-100℃），流动性良好，甚至室温下会出现“冷流”。

2、分子量

分子量越大，粘度越高。因为分子量越大，分子链越长，分子间力越大，流动越困难。

3、分子量分布

分子量分布的影响比较复杂。一般说来，分子量分布窄的橡胶，分子链发生相对位移温度范围较窄，粘流温度Tf较高，而分子量分布宽者，分子链发生相对位移的温度范围较宽，同时低分子量级分有增塑作用，Tf较低，工艺性能较好。

4、支链

生胶一般由直链型分子所组成，但有时也有支链，支链的存在，对橡胶的粘度有一定的影响。通过对多链聚合物的研究，表明多链聚合物对粘度的影响有两种情况，当支链相当短时，则粘度比同等分子量的直连分子低得多，易于流动；如果支链很长，则粘度比同等分子量的直连分子高很多。短支链分子对降低胶料粘度效果很大，利用这一特性，在胶料中加入少量再生胶就能获得很好的流动性，易压出，膨胀率小。这是由于再生胶大多由带不太长的支链的大分子所组成。

5、温度

温度对橡胶的粘度影响很大，温度增高，粘度下降。不同橡胶在温度升高时，粘度下降的幅度并不一样。

6、剪切速率

橡胶作为非牛顿流体，其粘度随剪切速率的提高而下降。

7、压力

高聚物具有长链结构，容易产生较多空洞，在加工温度下的压缩性比普通液体大得多。在较高压力下，体积收缩较大，自由体积减小，分子间力增大，粘度随之增大。对高聚物来说，压力增大相当于降低温度，两者对粘度的影响可以看作是等效的。

8、时间

橡胶的粘度对时间有依赖性，这种现象称为触变性。它是指橡胶流体形变所需外力随时间而减小的一种可逆现象。橡胶塑炼后，在停放过程中可塑度会随时间而下降，加入活性炭黑或白炭黑会使胶料的触变性表现的更为明显。

9、配合剂

配合剂对粘度影响很大，其中以炭黑’填充剂和软化剂（增塑剂）等尤为显著。

炭黑会与橡胶产生某些物理或化学结合，阻碍橡胶分子链的运动和滑动，所以增加粘度。炭黑用量越大，粒径越小，结构性越高胶料的粘度越大。

软化剂能降低胶料的粘度和弹性，降低脆性温度，因而能显著改善胶料流动性能，使胶料柔软、压出膨胀率减小和压出速度的提高等。因为软化剂能减少橡胶分子间的作用力，又起稀释作用。在一定范围内，软化剂用量越多，胶料粘度越低，胶料流动性越好。除常用的增塑剂、软化剂外，能有效降低胶料粘度的还有石蜡、乙二醇、硬脂酸盐、改性脂肪酸、低分子聚乙烯和热塑性树脂等。