各種生膠膠料的彈性既與膠料的聚合物組分的化學特性有關，也與膠料形成的相結構有關。后者可能是由于生膠的不相容性和由于硫化時膠料組分的不同反應性能而形成的交聯鍵網絡的不均勻引起的。這一狀況對由高不飽和彈性體(如丁苯橡膠t3Cl~、丁腈橡膠BI{l＼、天然橡膠HK及聚異戊二烯橡膠CKII一3等)組成的復合材料中使用了低不飽和度的三元乙丙橡膠(CK3rIT)時特別重要，因為該橡膠的性能在諸多方面與其組成中的共聚單體的比例有關，它將決定CNgIirr鏈的微觀結構，而對此種微觀結構對其硫化膠及膠料性能的影響至今還研究得不多。 本文研究三元乙丙橡膠的化學組成及物理結構對其性能的影響，以及對與CKII一3組成的并用膠料及共硫化膠性能的影響。研究對象為DSM 公司生產的各種牌號的三元乙丙橡膠(見表1)和工業用異戊橡膠cl＼II一3。三元乙丙橡膠、CKII-3及它們的并用橡膠的彈性用熱機械分析法在yIII1儀上脈沖負荷條件下進行評估，它能分出應變的塑性分量和彈性分量。用光學顯微鏡、¨ II-6進行CNII-3與CN3HT并用膠料及共硫化膠料的形態研究。并用Mosanto一100流變儀評估CK3HT、CNII一3及它們的并用膠的網絡結構形成的動力學參數。用硫黃次磺酰胺體系(促進劑CZ)在150。C、壓力19．6 MPa下進行硫化。在空氣中進行硫化膠及與三元乙丙橡膠的共硫化膠的老化(120。C×48 h)。CKII-3一CK3HT混合料是在開煉機上將母膠混煉3 min制得。 熱機械分析方法研究表明：在分子量恒定時(按門尼粘度)隨乙烯鏈節含量增加，未塑煉的CNOHT的彈性組成的變形減小，且其最大值往較低溫度方向移動(見表2)，在生膠778及4778中，乙烯基含量很高(大于60 )，生成穩定的超分子結構。后者是由于乙烯鏈節微嵌段分布形成的。超分子結構導致松弛過程減緩而使這兩種三元乙丙膠的性能低于乙烯鏈節中等含量的三元乙丙膠712。隨著門尼粘度的增高(試樣378和778)漲落網絡節點數增加，這是由于彈性部分形變的最大值移向較高溫區，且其最大值增大所致。至于主鏈形態影響的問題，支化的OKOYIT(712，778)的最大彈性變形值比線型CN3YIT(4778)更大。 機械塑煉不改變CKgHT的玻璃化溫度，但使彈性成分變形降低，其最大值向溫度低的方向偏移，這可能與在開煉機上加工后生膠的分子量減小有關(見表2；圖1曲線2～4)。而塑煉后彈性與乙烯鏈節含量的關系與門尼粘度及支化度等的關系不變。表3為CKgl1T的種類對其交聯流變動力學參數的影響。與CKgHT 712相比，CKgHT378、778及4778具有較短的誘導期。可能是在乙烯鏈節含量大于6O 時，CKDIIT的無定形相含有緊密排列的大分子段的有序區，它們起著漲落網絡節點的作用。這些區域的存在隨著在無定形相的無序區內交聯劑局部濃度提高引起硫化組分分布不均，在該區內可能集中二烯鏈節。其結果是CKaIlq 378、778及4778的試樣的硫化誘導期較CKDI1 r 712的短。而CKaHT712由于整體的無序結構，交聯劑在其中的分布較均勻，交聯劑局部濃度較低。CKgHT 378、778及4778等高乙烯鏈段含量的三元乙丙膠的最大扭矩值較大(見表3)及硫化膠在氯仿中的平衡溶脹度數據可以證實這一點。CK~IIT378、778及4778在溶脹的凝膠中生膠的份額分別為0．3，0．3及0．31，即這些CKaHT的化學網絡密度大致相同。而CKgHT 712的化學網絡密度則較?。浩湓谌苊浀哪z中的生膠份額為0．25。 根據文獻資料報導，CKaHT的強度是取決于乙烯段的含量。從表4所列數據可見，隨乙烯鏈節含量的增加(見表1)，硫化膠的300 9／6定伸應力及拉伸強度均增加?；瘜W組成和分子量都相近的橡膠778及4778的強度指標有差別，是因為CKaHT 4778由于主鏈的線型結構而具有 高度發達的物理網絡所致。 由于CKaHT與二烯類橡膠的并用得到了廣泛的應用，因此研究了共聚物結構參數對并用膠及與聚異戊二烯橡膠的共硫化膠性能的影響。 未交聯的CKII一3+CKaHT(70：30)并用膠料的熱機械曲線，有兩個分別相應于CKH一3及CKaHT單獨相玻璃化溫度的拐點(見表2)。含高粘度CKaHT 712、778及4778的6O：4O的共混膠則只有一個相應于玻璃化溫度的拐點。可以認為，在組成為CKII一3：CKaHT 70：30的并用膠料中CKaHT任意地分布在CKII一3基料中，從而使膠料有兩個玻璃化溫度。在含高粘度CKaHT的組成為6O：4O的并用膠料中，生成了CKaHT及CKI1—3的基料結構，與聚合物互穿網絡結構相似。由于形成了較剛性的CKaHT的連續相，并用膠只有一個玻璃化溫度，且這一溫度與相應的CKaHT相近。 往二烯類橡膠中加入CKaHT導致高不飽和的基料的彈性下降。例如，CKII一3+CKaHT(70：30)并用膠的彈性變形最大值較單獨的CKII一3的小(見圖1，曲線1、5～7)，且對于含支化度較高的CKaHT 712及778的并用膠這些數值較含線型CKaHT 4778并用膠的為高。類似規律在單獨的共聚物中亦曾觀察到(見圖1，曲線2～4)。 與《純})ckII-3相比，在cKII-3+CKaHT組成為7O：3O的并用膠里CKaHT中乙烯鏈節的含量越大，其呈現彈性的溫度范圍越縮小。而乙烯鏈節含量最小的CKaHT 712并用膠則具有較寬的彈性溫度范圍。當并用膠中CKaHT的含量增至4O (質量份)時，可以看到最大彈性變形的絕對值增加，而且它們移向較高溫度區，而呈現彈性的溫度區間實際上不變(見圖1，曲線5 ～7 )。同時，含乙烯鏈節大于6O 的CKaHT 778及4778的并用膠，其彈性變形最大值的增加比含52 乙烯鏈節的CK3HT 712并用膠的更明顯。CKII一3+CKa[IT(60：40)并用膠料呈現彈性的溫度范圍與70：3O的并用膠料相似。由此可見，c lI-3+CK3HT并用膠的彈性決定于組分的比例和共聚物的組成。除這些原因外，共混物的相區組織及組分相容性的改變也會起作用。 為了解釋這些因素曾分析了CKgHT分散相濃度對cI＼II一3+CKaIIT并用膠形態特征的影響(見表5)。由表5中的數據可見：所有被研究的并用膠都有較寬的粒子大小范圍。在含10 (質量份)的CK3HT并用膠中，粒子很小(直徑約為0．23 m)，CKgHT粒子形狀接近球形(見圖2，a)。 當CKaHT分散相的濃度增至3O (質量份)時，小粒子的數量減少。中等大小的粒子數增加并開始形成復雜形狀的粒子(見圖2，6)。需要指出的是：在CKII一3+CKgHT(70：30)的并用膠中，含乙烯鏈節較多的共聚物778(見表1)隨意分布在cI＼II一3基料中，而在含中等乙烯鏈節的共聚物712并用膠中則呈現出CKaHT的連續結構片段。進一步增加CKaHq’712在并用膠中的含量(至4O )沒有明顯地改變形態參數，而cKaiIT 778只是在這一濃度下開始生成其連續結構(圖2， )，其平均粒徑和比界面的顯著改變(見表5)可以證明這一點。因此，在相同門尼粘度條件下，含乙烯鏈節約50％的CKalIT在CKI1-3中生成連續相的濃度低于含6O％ 乙烯鏈節的CKgIIT的濃度。由熱機械分析和形態研究的結果可以認為：CKII-3+CKaHT并用膠的最大彈性變形的急劇變化是在共聚物(CKglIT)在聚異戊二烯基料中由隨意分布過渡到連續分布的時候發生的(見圖1，曲線3，4和3 、4”)。 所研究的CKaIIT與cI＼II一3并用膠料的硫化特性和硫化膠性能各不相同。cI＼II-3+CKaHq、并用膠料的誘導期和正硫化時間比CKII-3的短(見表3)。可能這與硫化劑從CKaHT相遷移到cI＼II-3相有關，使CkII-3較快開始交聯。 在并用膠料硫化過程中，CKOIIT粒徑增大(見表5)。這是由于分散相粒子在膠凝點之前進行的熱聚結所致。顯而易見，互為連續相的并用膠料由于硫化后(1＼9IIT相的平均粒徑變化不大，因而要穩定得多，而組成比為CKII-3：cl＼9IIl、一70：30的并用膠料在交聯過程中，這一指標幾乎增大了5O。 隨著并用膠交聯誘導期的延長，分散相粒子的分散度降低。例如，CKII-3+CKaIIT 778(70：30)硫化膠的誘導期為10 rain，其比相界面大于同樣組成比的cl＼l I一3+Cb,alIT 712，后者的誘導期略長，為16 min(見表3,5)。對并用膠料硫化膠物理機械性能指標的分析表明，往Cb,lI-3中加入3O (質量份)CKDIIl、可以使共硫化膠具有很高的拉伸強度和扯斷伸長率。加入此用量CK,~IIT，可使共硫化膠的耐熱性比聚異戊二烯橡膠硫化膠的提高幾倍(見表4)。含線型Cb,aHT一4778的共硫化膠的熱穩定性最高。當CkaIH’在并用膠中的含量增至4O (質量份)時，CKgHT在Cb,II一3基料中形成連續相，共硫化膠的強伸性能變化不大。但含支化的CK．~[IT的共硫化膠的耐熱性都顯著下降，如Cb,II-3+CKaHT并用膠(組成比為6O：40)硫化膠按拉伸強度的老化系數對于Cb,al1T 712及778為0．34；而對Ckal JT 378為0．26；對CKaI1T 4778為0．70?？赡苓@是因為這些聚合物主鏈的支化度及其大用量使組分的均一性遭破壞所致。類似的結果，在以往研究CklI-3與(氯化丁基橡膠)并用膠的耐臭氧性時也曾觀察到，當XBK含量達5O～7O (體積份)時在并用料中生成兩個連續互穿相時，老化指標下降。 因此，含高乙烯鏈節的CKaIIT具有較好的物理機械性能。這些生膠的特點是由于乙烯微嵌段而有開展的物理網絡。由此可以認為，在共聚物無定形區內二烯類共單體含量高于試樣整體中的平均值。由于硫化劑集中于無定形區，則在這些共聚物中的硫化進行得比含乙烯鏈節平均值的生膠為快。 并用膠的彈性特征與CkII-3及CKalIT的比例有關，也與CKaIIT的類型、其在聚異戊二烯基料中形成連續相的能力有關。在CKII一3+CI＼gHT并用膠料中由于硫化劑從CKaIIT相遷移至聚異戊二烯基料，而使共混物的硫化誘導期和正硫化時間比《純))cklI-3<