Page 131 - 《橡塑技术与装备》2025年12期

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FOREIGN LANGUAGE PRECISION TRANSLATION

V r 是通过膨胀试验来测量的，并使用方程式 5 进
行计算 ：

m r
V r = d r (5)
m r m s
+
d r d s
其中 m r , 为溶剂蒸发后橡胶的质量，d r 为萃取后
干橡胶的密度， m s , 为萃取后橡胶质量减去干橡胶质量，
d s 为用于膨胀试验的溶剂密度。参与网络构筑的有效
聚合物链数可通过公式 6 获得 ：
2
ν e=ν 0 (1- s ) (6)
若再生过程主要由随机主链断裂主导，则 v 0 保持
图 1 原始弹性体的 Horikx 图谱，黑线对应纯随机链断
恒定，可溶性组分 (s) 与参与网络形成的有效链数减
裂机制，灰线为纯选择性交联断裂机制的极限值
少量通过方程 7a 关联 ：
2 示其应用。
1-s f
υ f
1- =1- 2 (7a)
υ i
2 材料与实验
1-s i
其中 v i 和 v f 分别表示再生过程前后参与网络构
2.1 材料
成的弹性活性链数量，s i 和 s f 分别表示脱硫化过程前
实验及计算所用测试材料为乙烯 - 丙烯 - 二烯
后可溶性组分的比例。
（EPDM）橡胶配方，该配方包含 EPDM 聚合物，并
对于选择性交联断裂，重复单元数 N 保持恒定，
填充炭黑及添加剂（增塑剂和硫磺硫化剂）。该工业橡
但交联点数量减少。因此，交联密度相对降低量取决
胶在盐浴中于 230 ℃硫化 2 min，随后冷却并用水清
于 γ i 和 γ f ，具体关系如式 7b 所示 ：
洗。试品通过双螺杆挤出机在高温下进行复硫处理。
2
1-s f 2.2 实验
υ f γ f
1- =1- 2 (7b)
υ i 为确保可重复性，在 EPDM 材料进行脱硫化处理
γ i 1-s i
其中 v i 和 v f 分别表示脱硫化工艺前后每条链的 前后，系统性地重复了该操作流程 3 次。
交联数。γ 的值可通过方程 (8) 与可溶性组分相关联 ： 2.2.1 热重分析（TGA）
-s+ s 采用 TGA Stare 系统（梅特勒 - 托利多）进行热
γ = (8)
s(1-s） 重分析，以测定试品组成及填料含量。在氮气流环境
在以下部分，图 1 展示了理论 Horikx 图的计算示
下，以 10 ℃ /min 升温速率对约 5 mg 试品进行热分析，
例，该示例考虑原始弹性体的情况，其初始可溶组分
记录 30~800 ℃的热重曲线。
为 0.01。Horikx 图是可溶组分与脱硫化组分（1-(v i /
2.2.2 索氏提取分析 —— 可溶性组分
v f )）的对应关系图。方程 7a 可绘制随机断裂曲线，
交联试品中的可溶性组分由两类化学物质构成 ：
其中可溶组分随脱硫化组分增加而上升 ；方程 7b 则可
可溶性聚合物物质与低分子量化合物。两者均采用索
绘制选择性交联断裂曲线，该曲线显示可溶组分在脱
氏提取法处理，但通过两步法使用不同溶剂进行提取。
硫化值约达 0.7 前保持恒定。此情形意味着必须断开
首次索氏提取使用丙酮进行 24 h，以去除增塑剂和硫
所有交联桥才能释放可溶组分。
化体系。初始试品质量约为 7 g。此步骤后，通过质量
然而，大多数橡胶配方中都含有大量填料，如炭
差值计算可溶性产物含量。剩余试品分为两部分 ：一
黑或二氧化硅。这些填料会影响橡胶在溶剂中的膨胀
部分用于膨胀测试，另一部分用于二次萃取。第二次
程度或可溶链比例，进而影响 Horikx 理论方程中的参
提取使用二甲苯进行，持续 72 h，以提取可溶性聚合
数。本研究旨在对原始理论应用进行调整，以分析脱
物（未交联或脱硫化）部分，约 1~2 g。根据方程式 9，
硫填料橡胶。将探讨新方法对结果的影响，并以含炭
根据二甲苯提取前（mi）和提取后（md）的质量计算
黑的乙烯 - 丙烯 - 二烯单体共聚物（EPDM）为例展
可溶性部分的量。
2025 第 51 卷 ·79·
年