在橡膠加工的工藝過程中,其流變性質(zhì)主要是橡膠的粘度、彈性記憶和斷裂過程中的力學(xué)特性,簡稱為斷裂特性。從橡膠材料的本質(zhì)來講,加工性能的變化,主要是由于膠料的相對分子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量分布和長支鏈支化作用的結(jié)果。到目前為止,人們對橡膠的斷裂特性的研究主要集中在煉膠這一工藝過程中。
在煉膠加工過程中,膠料發(fā)生著大形變和小形變,因此,其形變并非平緩和穩(wěn)定,而是有屈服流動與破裂,在加工條件下的形變,還常常超過其斷裂極限。橡膠膠料的許多基本流變特性并不能說明生橡膠的斷裂特性,于是就采用了“干酪狀”和“橡膠狀”等術(shù)語來描述其斷裂特征。根據(jù)經(jīng)驗可知,“干酪狀”或“破棉絮狀”的膠料難以進行塑煉和混煉,炭黑補強-填充劑不易分解。有的觀點認(rèn)為,加工性能好的橡膠,應(yīng)是塑性和彈性適當(dāng)結(jié)合的膠料。雖然人們對硫化膠進行過不少的斷裂分析,但卻很少有人去對生橡膠進行斷裂分析。在外國,托基塔(To Kita)等人則對生橡膠的斷裂過程從力學(xué)角度作了非常重要的研究,并吧斷裂特性與生橡膠的加工性能和分子結(jié)構(gòu)特征聯(lián)系起來。簡而言之,生橡膠的斷裂特性主要是扯斷伸長率、彈性和塑性。橡膠在工業(yè)應(yīng)用中,以測定生橡膠的拉伸強度和扯斷伸長率這兩個力學(xué)參數(shù)來表征其斷裂過程。
橡膠的斷裂特性與其分子結(jié)構(gòu)有著如下的關(guān)系:相對分子質(zhì)量分布寬,其加工工藝性就好;如果相對分子質(zhì)量分布窄,那么,隨著相對分子質(zhì)量的增大,彈性就增高。這對橡膠來說就顯得干澀,沒有粘性,會在煉膠機輥距處被壓成碎片和碎渣,很難加工;分子鏈支化程度增加,則彈性增大,加工困難?梢哉f,橡膠的相對分子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量分布和分子鏈支化程度是生橡膠斷裂特性的主要影響因素,而斷裂特性則是影響煉膠加工工藝性能的主要因素。