橡胶的溶解和溶胀

橡胶的溶解：

固态的未硫化橡胶能够溶解于某些有机溶剂之中，但作为高分子材料，它的溶解过程和固态低分子材料有明显的差别。首先，溶解的过程缓慢，不能像低分子材料那样在瞬息间完成 。第二，整个过程分成两个阶段 —先溶胀、后溶解，而非一步到位。由于在橡胶溶液中，作为溶质的橡胶大分子的体积庞大，处于微米级，而且因为长径比很大，强烈地互缠在一起，这种缠结虽没有达到交联的牢度，却也不能在短时间内完全解体，从而出现了溶剂小分子迅速向橡胶大分子的间隙扩散，并逐渐撑开大分子纠缠网。一直继续到大分子间力降到零，纠缠网彻底解体为止。即由第一阶段 (溶胀) 转入到第二阶段 (溶解)。

即使进入溶解阶段，其过程也并不顺畅，原因是溶质体积大，粘度又高，在溶剂中的扩散也慢。为了达到均匀扩散，还得借助于外力。在橡胶浆制备中，通常要依靠打浆机的桨叶搅拌。经过长时间的搅拌，才能得到均匀的溶液胶浆 。

硫化橡胶的溶胀：

以上介绍的是溶剂溶入未硫化胶的过程，其中第一阶段是溶胀，它仅仅是溶解的预备环节，而不是最终目的。但是溶胀的实用价值却在硫化胶。经过硫化的橡胶制品，有时需与溶剂接触而产生溶胀，出现体积膨胀(也称膨润或体膨) 或质量增加 (也称增重)。这是因为硫化橡胶与溶剂接触后，溶剂分子也会被吸收，并进入大分子的三维结构之中，其情况与进入未硫化橡胶相似，但不同的是溶剂分子无法瓦解或破坏硫化网，充其量只能导致体膨或耐增重。在耐油或耐溶剂制品中，常通过对实物或试片的体膨或增重检测，来评价该产品的耐溶剂、耐油、耐介质性能，并确定其是否达到使用要求。

溶解度参数：

溶解度参数(solubility parameter，简称 Sp)是衡量液体材料(包括橡胶，因为橡胶在加工条件下呈液态) 相容性的一项物理常数。其物理意义是材料单位体积内聚能密度的开方值。

式中，SP是溶解度参数，E是内聚能，V是体积，E/V是内聚能密度。各种常用高分子材料(包括橡胶、塑料) 的溶解度参数如下：

橡胶 异戊胶IR7. 8～8. 0，天然胶NR7. 95，三元乙丙胶EPDM7. 95，顺丁胶BR8. 1，丁苯胶SBR8. 5～8. 6，丁腈胶NBR 8. 7～8. 9，氯丁胶CR 8. 85，氯磺化聚乙烯CSM 8. 9；

塑料 聚乙PE7. 8，聚丙烯PP 8. 1，聚苯乙烯PS8. 5，乙烯-乙酸乙烯共聚物EVA 9. 1～9. 5，聚氯乙烯PVC 9. 57，尼龙PA 13. 6 。

在橡胶加工中，溶解度参数的实际用途包括以下三个方面：

1.掌握不同聚合物之间的相容程度，为能否成功并用提供依据。例如两种高分子材料的溶解度参数越接近，则共混效果越好，如两者的差值超过0. 5，则一般就难以共混均匀，需添加增容剂才行。例如，天然胶的Sp为7. 85，而顺丁胶为8. 1，差值为0. 35，在允许范围之内，故适合于并用。在设计橡塑共混时，也得作同样的考虑。如果共混体中两个组分的Sp差异很大，而又非如此组配不可，那就只能借助于增容剂的使用来缩小矛盾。增容剂的作用是降低两相的表面张力，使界面处的表面被激化、活化而提高相容程度。增容剂往往是一种共聚物，能起到桥梁中介作用。

2.设计配方时，在为某胶种选择液态助剂(如软化剂、增塑剂)时，也得考虑它们双方的Sp是否接近，以保证这些组分在橡胶中均匀分散 。

3.制备胶浆时，也要根据溶解度参数来组配溶剂品种，因为两者(橡胶和溶剂)的Sp越接近，则溶解越快，胶浆均匀性和稳定性也越理想。