耐寒橡胶硫化体系的选择

1、交联密度对玻璃化温度Tg的影响
交联生成的化学键，可使Tg回升，其起因是交联后分子链段的活动性受到了限度。另一说明是，相邻的分子链通过交联键结合起来，随交联密度增加，网络结构中的自由体积减小，从而降落了分子链段的活动性。
随硫磺用量增加，天然橡胶、丁苯橡胶硫化胶的Tg会随之回升。例如：在未填充填料的天然橡胶跟丁苯橡胶硫化胶中，硫磺用量增加1品质分数时，其玻璃化温度Tg分辨回升4.1～5.9℃跟6℃；而丁腈橡胶无填料的硫化胶，加硫磺3%品质分数时，Tg从-24℃回升到-13℃，其后硫磺含量每增加1品质份，Tg值直线地进步3.5℃。 产生上述景象的起因，在于如下两个因素的影响：一是交联密度的进步；二是多硫键的环化作用，使分子内部也形成了交联。前者对丁腈橡胶起决定性作用，而后者对天然橡胶、丁苯橡胶是重要的因素。随交联密度增加，聚氨酯橡胶输送带的硬度（绍尔A）从64回升到87，玻璃化温度Tg从-10℃回升到-5℃。可见，进步交联密度，会使玻璃化温度Tg回升。然而，对绝对稀少的网络结构而言，只有活动链段的长度不大于网状结构中交联点之间距，则Tg大抵上可能始终不变。也就是说，在稀少的橡胶网络结构中，Mc值大（交联点间的绝对分子品质大），则链段的活性多少乎不受限度。

　　2、交联密度对耐寒系数的影响。耐高温输送带由多层橡胶棉帆布（涤棉布）或者聚酯帆布上下覆有耐高温或耐热橡胶、经高温硫化粘合在一起，适合输送175℃以下热焦碳、水泥、熔渣和热铸件等。
为了评估硫化胶从室温降到玻璃化温度Tg的进程中的弹性模量的变更，常利用耐寒系数K来表征。K是用室温下跟低温下的弹性模量的值来判断的。实验表明，丁苯橡胶生胶的弹性模量随温度降落而进步的水平，比无填料的丁苯橡胶硫化胶高得多。当温度从20℃降落到-10℃时，丁苯橡胶的弹性模量进步了3倍，而硫化胶仅仅进步了10%。这是因为未交联的生胶的应变机能取决于它的结构特点，其分子间的作使劲重要来源于各品种型的物理键形成的范德华力、链的缠结跟极性基团的作使劲。随温度降落，链段的活动能量减弱，弹性模量进步。而交联的硫化胶内除物理键之外，还存在着由化学交联键形成的网络结构。化学键的键能比物理键大，牢固性高，对温度的敏理性比物理键小得多。在一定温度范畴内，交联键对其形变起决定性的作用，所以温度降落，弹性模量变更不大。然而在交联密度过大时，会大大加强分子链之间的作使劲，使弹性模量大增，耐寒性降落。
综上可知，化学键的形成减弱了对温度十分敏感的物理键的作用，所以低温下硫化胶的模量变更比生胶小。耐高温输送带由多层橡胶棉帆布（涤棉布）或者聚酯帆布上下覆有耐高温或耐热橡胶、经高温硫化粘合在一起，适合输送175℃以下热焦碳、水泥、熔渣和热铸件等。由此推论：随交联密度进步，耐寒系数K回升到某个最大值，然而当交联密度过大，交联点之间的间隔小于活动链段的长度时，K值便开端降落。
3、交联键类型对耐寒性的影响
对天然橡胶硫化所作的各项研究表明，利用传统的硫化体系时，随硫磺用量增加，直到30品质份，其剪切模式随之进步，玻璃化温度Tg也随之回升（可回升20～30℃）。利用有效硫化体系时，Tg比传统硫化体系降落7℃.用过氧化物或辐射硫化时，诚然剪切模量进步也会与硫黄硫化同样的数值，但玻璃化温度Tg变更却不大，始终处于-50℃的水平。
产生上述差别的起因是，用硫磺硫化时，在生成多硫键的同时，还生成分子内交联键，并且产生环化反应，因此使得连段的活动性降落，弹性模量进步，玻璃化温度Tg回升。减少硫磺用量、利用半有效或有效硫化体系时，多硫键数量减少，重要生成单硫键跟二硫键，分子内结合硫的可能性降落，因此Tg回升的幅度较多硫键小。用过氧化物跟辐射硫化时，其耐寒性优于有效硫化体系跟传统硫化体系，这是因为过氧化物硫化胶的体积膨胀系数较大。过氧化物硫化胶的体积膨胀系数为6.04×10-4/℃，而硫磺硫化胶的体积膨胀系数为4.56×10-4/℃.体积膨胀系数大，可使链段活动的自由空间增加，有利于玻璃化温度降落。另外，过氧化物硫化时，形成坚固的、短小的C-C交联键，而用硫磺硫化时，则会形成坚固度较小，长度较大的多硫键，因此在产生形变时，要克服分子间作使劲会更大一些，同时弱键产生畸变，这样就增加了滞后丧失，增大了蠕变速率，硫化胶中的黏性阻力局部比过氧化物硫化胶更大一些。也就是说，用硫磺硫化的橡胶中，分子间的作使劲要大得多，这恰是硫化胶耐寒性较差的起因。输送带

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