Hoe kan de koudebestandheid van rubbermaterialen worden verbeterd?

Om de koudebestendigheid van rubbermaterialen te verbeteren, hebben onderzoekers verschillende methoden toegepast. Deze methoden omvatten voornamelijk rubbercopolymerisatie en chemische modificatie, rubbermenging, toevoeging van weekmakers, rationele selectie van vulkanisatie- en vulsystemen, enz.

1. Rubbercopolymerisatie en chemische modificatie Rubbercopolymerisatie en chemische modificatie zijn effectieve methoden om de koudebestendigheid van rubbermaterialen te verbeteren. Door monomeren met grote zijketens te introduceren voor copolymerisatie, kan de regelmaat van rubbermolecuulketens worden verstoord en kunnen hun Tg en Tb worden verlaagd. Door bijvoorbeeld monomeren met flexibele structuren in fluorrubbermoleculen te introduceren, kan de flexibiliteit van de molecuulketens worden verhoogd, de intermoleculaire krachten worden verminderd en zo de koudebestendigheid van fluorrubber worden verbeterd. Bovendien kunnen chemische modificatiemethoden zoals epoxidatie en isomerisatie worden gebruikt om de structuur van rubbermolecuulketens te veranderen en hun koudebestendigheid te verbeteren.

Rubbermenging is een veelgebruikte methode om de koudebestendigheid in rubberformuleontwerp aan te passen. Door verschillende soorten rubber te combineren, kunnen hun respectievelijke voordelen uitgebreid worden benut om de koudebestendigheid van rubbermaterialen te verbeteren. Door bijvoorbeeld styreen-butadieenrubber (SBR) te combineren met butadieenrubber (BR) kan de koudebestendigheid van het rubber worden verbeterd. Dit komt omdat SBR en BR een lagere Tg en een goede flexibiliteit van de molecuulketen hebben en bij lage temperaturen nog steeds een zekere mate van elasticiteit kunnen behouden.

Het toevoegen van weekmakers is een van de effectieve maatregelen om de koudebestendigheid van rubbermaterialen te verbeteren. Weekmakers kunnen de flexibiliteit van rubbermolecuulketens verhogen, intermoleculaire krachten verminderen en moleculaire segmenten gemakkelijker laten bewegen. Bij lage temperaturen kunnen weekmakers als smeermiddelen fungeren, waardoor de wrijving en weerstand tussen rubbermolecuulketens worden verminderd, waardoor de koudebestendigheid van rubber wordt verbeterd. Veelvoorkomende weekmakers zijn onder meer op aardolie gebaseerde koolwaterstofoplosmiddelweekmakers en niet-oplosmiddelweekmakers.