杜仲胶、本体法TPI(反式-1,4-聚异戊二烯)、溶液法TPI共混改性天然橡胶的性能分析

张 伟,王 睿,高爱林,于 鑫,高 健,贺继东*

(青岛科技大学a.橡塑材料与工程教育部重点实验室;b.山东省橡塑材料与工程重点实验室,山东 青岛266042)

天然橡胶(NR)是一种高弹性的橡胶材料,具有优异的综合性能,在橡胶工业中始终占据重要地位,广泛应用于各类轮胎、减震制品、传送带和国防军事等行业[1-3]。就轮胎行业而言,在大、中型载重轮胎胎面胶中,主要采用NR 作为原料以满足对耐磨、耐刺扎、低生热的性能要求[4-6]。但NR 的耐动态疲劳性能较差,在长期受到周期性变化应力的时候,容易发生塑性形变,乃至断裂的现象,进而影响NR 制品的使用寿命,因此提高NR 的耐动态疲劳性能成为NR 研究的重要方向[7-8]。

反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)是NR 的同分异构体,具有双键、反式有序性高和柔顺性好三大特征[9]。双键结构决定了TPI可与其他橡胶进行共混硫化。反式有序性高和分子链柔顺性好,决定了TPI受到周期性应力时,分子链之间的摩擦小,生热低;同时也使得TPI容易结晶,形成的微晶结构可有效地减缓屈挠过程中裂纹的生长[10-12]。所以TPI是一种具有优异动态疲劳性能的材料,将TPI与NR 共混,制得的TPI/NR 共混胶可以在保持NR原有优良性能的基础上,提高共混胶的耐动态疲劳性能,并显著降低生热[13-14]。

目前TPI的来源有2种:一种是天然提取,从杜仲树的皮、叶和种子等部位提取而来[15-16];另一种是人工合成,合成的方法主要有本体法[17]和溶液法[18-19]。目前对于TPI改性NR 物理机械性能的配方设计研究较多[12-13],但从微观角度分析TPI对于NR 性能影响的理论体系尚不完善。……