橡胶的使用温度范围

    4.2.3　橡胶的使用温度范围

    高弹态是高聚物特有的基于链段运动的一种力学状态，它所表现的高弹性是材料中一项十分难得的可贵性能，因而具有高弹性的橡胶在人们的生活和国民经济各个领域中成为不可代替的重要材料之一，但是大多数橡胶含有双键，会影响其实用价值，特别是在国防和尖端技术中，对其性能提出了越来越高的要求。

    1.改善高温耐老化性能，提高耐热性

    (1)主链结构

    天然和大多数合成橡胶基本上都是双烯的聚合物或共聚物，其中含有大量的双键，易被臭氧破坏导致裂解；双键旁的α-H也容易被氧化，导致降解或交联，故天然橡胶等都易高温老化。而不含双键的乙丙橡胶、丙烯腈-丙烯酰酯橡胶，以及含双键较少的丁基橡胶则较耐高温老化。此外，主链分子中含有硫原子的聚硫胶和含氧原子的聚醚或氯醇胶也有很好的耐老化性能，如主链均为非碳原子的二甲基硅橡胶、乙基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶等，可在200℃以上长期使用。

    (2)取代基结构

    带有供电取代基者易氧化，而吸电子基者较难氧化，例如天然橡胶和丁苯橡胶，取代基是甲基和苯基，耐高温性能差。而氯丁橡胶、氟橡胶则耐热性能很好，后者耐热可达300℃。

    (3)交联键结构

    不仅交联程度能影响其耐热性能，交联键结构也对耐热性有影响。如交联链为─C─O─C─或C─C，由于键能大，耐热性能好。

    2.降低T_g、避免结晶、改善耐寒性

    橡胶在低温下会发生玻璃化转变或发生结晶，从而导致橡胶变硬发脆，丧失弹性，因此削弱分子间的相互作用，增加分子链的活动性，都会使T_g下降。结晶会大大增加分子间的相互作用力，使聚合物强度、硬度增加，弹性下降。因此任何降低聚合物结晶能力和结晶速度的措施，均会增加聚合物的弹性，提高耐寒性。