天然橡膠的力學(xué),超聲學(xué),絕緣性與物理性能

~天然橡膠的力學(xué)、超聲、介電與物理性能王進(jìn)，楊柳校譯（株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司，412007）摘要：通過超聲頻譜和電介質(zhì)頻譜研究了硬脂酸鋅（ZnSt）對(duì)天然膠NR性能的影響。加入ZnSt后，提高了膠料的斷裂應(yīng)力和模量，改善了膠料的力學(xué)性能。根據(jù)2MHz實(shí)驗(yàn)條件下的超聲測(cè)試結(jié)果表明，ZnSt對(duì)NR的縱向和橫向超聲速，彈性模量，硬化度等也有影響。寬頻介電松弛（0.01Hz-10MHz）表明，與白色填料相比，加入ZnSt提高了NR的彈性模量U,并且ZnSt可以在更高溫度下在離子范疇作增塑劑。關(guān)鍵詞：天然膠，氧化鋅，硬脂酸，硬脂酸鋅，應(yīng)力-應(yīng)變，溶脹，SEM，超聲，介電性天然膠（NR）由于具有優(yōu)良的黏結(jié)性能、硫化后強(qiáng)度、高拉伸強(qiáng)度和抗裂紋擴(kuò)展性能，在橡膠工業(yè)中占有獨(dú)特的地位。這些特征歸因于NR在拉伸時(shí)迅速結(jié)晶的能力［1］。NR主要由順-1,4-聚異戊二烯和少量非橡膠成分，以及連接在高聚物鏈上的特征基團(tuán)組成。存在于聚合物中的長鏈脂肪酸及脂肪酸脂等非橡膠組分，使NR的物理機(jī)械性能得以增強(qiáng)。人們也普遍認(rèn)為這些化合物對(duì)天然膠的結(jié)晶行為有重大影響［2］。為改善橡膠的性能，應(yīng)加入某些助劑，如硫化促進(jìn)劑，活化劑，防老劑和軟化劑等。生膠中填加少量添加劑，能夠影響混煉膠的電性能，機(jī)械性能和超聲性能。另一方面，硫化促進(jìn)劑，活化劑常用于硫化促進(jìn)體系的活化以提高硫化速率，使硫化效率更高。人們認(rèn)為它們以某種方式與促進(jìn)劑迅速反應(yīng)形成配合物。該配合物能更有效的活化混煉膠中的硫磺，所以提高了硫化速率，并且從硫化促進(jìn)體系中得到最大硫化效率改善了產(chǎn)品質(zhì)量。引入離子基團(tuán)可以使聚合物改性。離子化聚合物，也被稱為離聚物，在各種應(yīng)用領(lǐng)域有~~著巨大的潛力。離子化橡膠在一定環(huán)境條件下，表現(xiàn)出中到高的拉伸強(qiáng)度，撕裂強(qiáng)度和伸長率。由于加熱可以使離子交聯(lián)，因此可以像熱塑性塑料一樣加工[3]。本實(shí)驗(yàn)的目的是系統(tǒng)研究NR在ZnO/脂肪酸（硬脂酸）或在不同濃度的ZnSt（脂肪酸鹽）的條件下硫化時(shí)，NR的介電，超聲，力學(xué)性能和流變行為。實(shí)驗(yàn)部分材料天然膠（NR）:密度為0.913的煙片膠（RSS-1）；門尼粘度ML（1+4）,100℃:60-90;Tg-75℃；由運(yùn)輸工程公司提供（埃及，亞歷山大工ZnSt，本地產(chǎn)；橡膠級(jí)，熔點(diǎn)128℃。其它通常用于橡膠工業(yè)助劑見表1；溶劑和化學(xué)藥品均為化學(xué)純。制備和表征所有橡膠混煉均采用直徑470mm的實(shí)驗(yàn)用雙輥開煉機(jī)，輥距300mm。慢輥速率24rpm,齒輪比1:1.4。橡膠與助劑的混煉按照ASTM（D15-72）執(zhí)行，嚴(yán)格控制溫度，輥距和添加助劑的順序。硫化采用單層電加熱自動(dòng)控制液壓機(jī)，硫化溫度（142±1）℃,壓力4MPa?；鞜捘z和硫化膠依據(jù)如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試:硫化特性：依據(jù)ASTMD2084-95Q995）,Monsanto流變儀（型號(hào)100）力學(xué)性能：依據(jù)ASTMD412-8a（1998）,Zwick拉伸試驗(yàn)機(jī)（型號(hào)-1425）。硬度：依據(jù)ASTMD2240-97（1997）。疲勞性能：依據(jù)ASTMD3629（1998）,Monsanto疲勞龜裂測(cè)試儀。?溶漲：依據(jù)ASTMD471-97(1998)。模壓樣品，溶劑甲苯，25℃下放置24小時(shí)后測(cè)定。?熱氧老化性：依據(jù)ASTMD573-88(1994)。應(yīng)變能測(cè)試應(yīng)變能通過對(duì)硫化膠樣品的應(yīng)力-應(yīng)變曲線所圍成的面積積分得到，計(jì)算方法采用Simpson法則［4］。掃描電鏡采用JoelJSM-T20型掃描電鏡(SEM)對(duì)樣品形態(tài)進(jìn)行測(cè)試。樣品表面噴涂一層薄金，以避免在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生靜電荷。密度測(cè)試橡膠試樣的密度(P)根據(jù)阿基米德原理，利用油的浮力和以下關(guān)系計(jì)算得到：p二Pb(Wa/(WaWb))式中，pb是油的密度，Wa和Wb分別是樣品在空氣和油中的重量。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，所有樣品測(cè)量結(jié)果的估計(jì)誤差為±1kg/m3。1．樣品配方各組分的ABCDEFG質(zhì)量份NR1001001001001001001002.5ZnO2.5??硬脂酸210.5CBS0.60.60.60.60.60.60.6PBN1111111S2.52.52.52.52.52.52.5ZnSt2557911表2．140℃下的流變特性性質(zhì)ABCDEFG△M53.5514731.253334.77532.25TC90(mi16.2520.2519.2514.2514.7517.7521.5n)TS2(min)587.577.259.7510.5CRI8.888.168.5113.7913.3312.759.09表3．最佳硫化時(shí)間條件下，樣品的力學(xué)性能性質(zhì)ABCDEFG100%定伸，MPa1.121.191.381.171.41.6150.886200%定伸，MPa1.762.12.311.511.812.11.31拉伸強(qiáng)度，MPa12.8423.525.4718.122.1727.9620.58斷裂強(qiáng)度，MPa12.6523.4125.441821.2727.520.58屈服應(yīng)變，%684863954914116911551139斷裂應(yīng)變，%684863954915116911551139

楊氏模量，N/mm21.021.071.091.121.371.590.86斷裂循環(huán)次數(shù)，X1O2635123312361485149315901498硬度，shoreA41474545464143應(yīng)變能，MJ/m34.215.456.43.233.293.913.4超聲測(cè)試使用脈沖反射技術(shù)（USIP20,Krautkramer,德國）和標(biāo)準(zhǔn)電子回路示波器（54615B,HewlettPackard）[5]測(cè)定樣品（直徑1.5cm和厚度0.95cm的薄片）的縱向和剪切超聲速。縱向和剪切超聲速根據(jù)公式V=2X"t計(jì)算，即由往返距離除以所用時(shí)間得到。式中，X是樣品的厚度，4是時(shí)間間隔。測(cè)量在2MHz和室溫條件下進(jìn)行?？v向波速（VL）的測(cè)量精度為±16m/s，剪切波速（VS）的測(cè)量精度為±15m/s。樣品的縱向彈性模量（L）,剪切模量（G）,體積模量（K）,楊氏模量（E）和泊松比（。）可以根據(jù)超聲波速率和密度測(cè)試結(jié)果計(jì)算得到。圖1ZnSt對(duì)混煉膠相對(duì)最小扭矩的影響縱坐標(biāo)：相對(duì)最小扭矩，DRmin 橫坐標(biāo)：ZnSt用量，phr圖2硫化過程中，ZnSt作為MZ/Mp的函數(shù)，扭矩的最大變化縱坐標(biāo)：扭矩最大變化 橫坐標(biāo)：MZ/MP圖3填加不同濃度的ZnSt的NR硫化膠的應(yīng)力-應(yīng)變曲線縱坐標(biāo)：應(yīng)力，MPa縱坐標(biāo)：應(yīng)力，MPa橫坐標(biāo)：應(yīng)變，%寬頻介電松弛測(cè)試如前所述[6],采用阻抗分析儀（SchlumbergerSolartron1260），靜電計(jì)放大器和測(cè)量單元進(jìn)行介電常數(shù)￡'和介電損耗J測(cè)試。tanQ的測(cè)量精度為10-3。實(shí)驗(yàn)完成后再次測(cè)量￡'和J以驗(yàn)證重復(fù)性。結(jié)果與討論流變特性和力學(xué)性能表2和表3是填加2門0/硬脂酸或不同質(zhì)量份數(shù)的ZnSt的NR的流變特性和力學(xué)性能。眾所周知，最高扭矩與最低扭矩的差值是對(duì)樣品交聯(lián)密度的粗略測(cè)定，通常用△乂表示。由表可見，用ZnSt取代ZnO/硬脂酸后，^減小另外，△乂隨著2門51在硫化膠中用量的增加而增大，而用量超過9phr后降低。焦燒時(shí)間ts2和最佳硫化時(shí)間%0隨樣品中ZnSt用量的增大而增加，硫化指數(shù)CRI反而減小由表2流變特性的結(jié)果可見，硫化速率的變化取決于2門51的用量。為了證實(shí)這個(gè)研究結(jié)（1）果，根據(jù)以下公式計(jì)算相對(duì)最小扭矩DRmin,DRmin為加入2門（1）DRmin=(DZmin/D0min)-1式中，Dzmi^tIJDZnSt的混煉膠的最小扭矩，Domin為僅含有ZnO/硬脂酸的純膠料的最小扭矩。計(jì)算結(jié)果如圖1所示。很明顯，在ZnSt用量小于9phr時(shí)，相對(duì)最小扭矩隨著2門51用量的增加而減小，用量超過9phr后（11phr）,Dzmin迅速降低。從這些結(jié)果可以得出結(jié)論,

填加9phr的ZnSt時(shí)，脂肪酸與橡膠之間有強(qiáng)烈的相互作用。此外，硫化時(shí)，扭矩的最大變化值出現(xiàn)在tUDZnSt的NR中，并且混煉膠與純膠的扭矩增加比例直接與ZnSt的用量成正比。用來表征扭矩增加值的直線斜率是ZnSt的函數(shù)，被Wolff[7]定義為af。用如下公式表示:表4.填加和不加ZnSt的NR硫化膠的溶漲性性質(zhì)ABCDEFG平衡溶漲Q%356353364387422358424摩爾質(zhì)量（g/mol）5112503553305966700251707062交聯(lián)密度乂1。59.789.939.388.387.149.677.08溶液分?jǐn)?shù)％0.230.06640.05180.02330.04710.03070.04293表5?不同濃度的ZnSt條件下，密度（P）,縱向超聲速率（VL）,剪切超聲速率（Vs）,縱向模量（L）,剪切模量（5）,體積模量（g,楊氏模量（E）,泊松比（Q）,交聯(lián)密度（Nc）的變化樣p±1VL±16VS±15L±0.03S±0.007E±0.01K±0.03品Kg/mm/sm/s(GPa)(GPa)(GPa)(GPa) q±0.02Nc3A939.514727012.040.4621.251.42 0.35 0.4096B941.114697002.030.4611.251.42 0.35 0.4096C924.714176441.860.3841.051.35 0.37 0.328

oD922.914466731.93o.4171.141.37o.36o.366oE924.314697oo1.99o.4521.221.39o.35o.4o96F929.614797212.o3o.4841.3o1.39o.34o.4599G931.914236781.89o.4281.161.32o.35o.4o9Dmax—mzminmzminD0maxD0minD0maxD0min(2)式中，(Dmax-Dmin)是填加ZnSt的混煉膠在硫化時(shí)的扭矩最大變化值，Domax-Domin是未加ZnSt的純膠在硫化時(shí)的扭矩最大變化值，mp和mz分別為橡膠和ZnS^質(zhì)量。參數(shù)mz常用來表征ZnSt的最佳濃度(圖1,2)。另外，表2說明了當(dāng)用ZnSt取代小部分的ZnO/硬脂酸時(shí)，硫化時(shí)間增加。原因可能是ZnSt與ZnO/硬脂酸的顆粒聚集，在橡膠基體中形成凝膠［7］。該凝膠使橡膠不易硫化，因而增加了硫化時(shí)間。值得注意的是，填加ZnSt時(shí)，硫化時(shí)間先減小，而后隨著2門51用量的增加，硫化時(shí)間增加，歸因于ZnSt的潤滑劑作用。另一方面，用ZnSt取代部分ZnO/硬脂酸后，硫化膠的機(jī)械性能和疲勞壽命都增加了。該發(fā)現(xiàn)可以用ZnSt作為NR的補(bǔ)強(qiáng)填料來解釋。反過來，可以解釋在橡膠中隨著2門51濃度的增加，硫化膠的機(jī)械性能改善。由表4還可以看出，隨著2門51比例的增加，平衡溶脹增加，用量為9phr時(shí)，溶脹（Q）減小，然后隨2門51用量的增加而增加。先前物理性能的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加入2門51后，硫化膠性能增強(qiáng)了。為證實(shí)這些結(jié)果，通過交聯(lián)時(shí)的摩爾質(zhì)量測(cè)定平衡溶漲，再通過平衡溶漲來測(cè)定交聯(lián)的形成。Mc根據(jù)佛-雷方程式計(jì)算[8]：1 1 1n（1-Vr）+Vr+|jVr2= [ 1 ]2Mc 2pV0 Vri/3-——Vr2（3）式中，P是NR的密度（g/cm3）,V0是溶劑（甲苯）的摩爾體積=106.3cm3/mol,Vr是溶脹后橡膠的體積分?jǐn)?shù)，可以從橡膠樣品和溶劑的質(zhì)量和密度計(jì)算得到，U是橡膠與甲苯的相互作用參數(shù)，NR的幅為0.393。交聯(lián)度u由以下公式計(jì)算得到：圖4（a）100%應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力保留值（b）拉伸強(qiáng)度保留值（c）斷裂應(yīng)力保留值（a）縱坐標(biāo)：應(yīng)力保留值，%橫坐標(biāo)：老化時(shí)間，天（b）縱坐標(biāo)：拉伸強(qiáng)度保留值，%橫坐標(biāo)：老化時(shí)間，天（c）縱坐標(biāo)：斷裂應(yīng)力保留值，%橫坐標(biāo)：老化時(shí)間，天u=1/(2Mc)u值列于表3中，由該表可見，用2phr的2門51代替部分ZnO/脂肪酸（樣B）后，u值增加；隨著2門51用量的增加,u值減小，直到ZnSt增加到9phr（樣F）。加入2門51后，u值的增加可能歸因于額外的物理和化學(xué)交聯(lián)。圖3是填加和未tUDZnSt的NR硫化膠的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。從圖可以清楚看出，高于800%表6.NR硫化膠老化前和老化后的松弛參數(shù)老化前老化后樣品T1T2X104T3X108T1T2X104T3X108A6.4777.555.397.46B6.46644.287.555.3942.127.43C6.33946.867.575.4043.527.51D6.33950.117.5855.4753.957.62E6.33951.517.625.5255.207.89F5.64955.807.765.5259.117.99G5.63858.467.735.5154.567.75圖5填加不同用量的ZnO/脂肪酸和ZnSt的NR膠的SEM圖圖6填加ZnSt的NR膠的縱向波速和剪切波速的變化縱坐標(biāo)：縱向波速（m/s）剪切波速（m/s） 橫坐標(biāo)：ZnSt用量，phr的伸長率后，應(yīng)力顯著增加。應(yīng)力增加的原因是NR在拉伸時(shí)發(fā)生了結(jié)晶［1,2］。此外，因?yàn)闃悠稟含有ZnO/脂肪酸，降低了拉伸結(jié)晶的速率，所以生膠強(qiáng)度很低。在樣品B和樣品C中，分別用2phr和3phr的2門51代替了2門0/脂肪酸后，隨應(yīng)變?cè)黾拥?00%,應(yīng)力增加，繼續(xù)增加ZnSt的濃度至9phr，應(yīng)力持續(xù)增加，而后隨2門51用量的增加，應(yīng)力減小。從這些結(jié)果可以得出結(jié)論，含有9phr的ZnSt的樣品F在所有測(cè)量樣品中的值最大。另外，這些結(jié)果與表3列出的結(jié)果非常一致。還能明顯看出加入2門51后，應(yīng)變能減小，而疲勞壽命增加。這意味著含有脂肪酸鹽的聚合物更加穩(wěn)定。熱氧老化對(duì)機(jī)械性能的影響硫化樣品在90℃的烘箱中老化7天，然后重新測(cè)試機(jī)械性能并繪制圖表，如圖4a-c所示。從這些圖表中可以看出，測(cè)量的保留值開始都是增加的，這可能歸因于老化最初階段，進(jìn)一步交聯(lián)的形成，抵消了降解作用。然而，隨著老化時(shí)間的延長這些保留值減小了，原因可能是發(fā)生了降解。含有ZnSt的樣品(D,E,F和G)對(duì)老化表現(xiàn)出最高的敏感性。圖4a-c中所繪制的這些參數(shù)之間的關(guān)系可以用以下等式4表示：y=AeBx (4)式中，丫表示拉伸強(qiáng)度或斷裂應(yīng)力，x是老化時(shí)間，B是斜率。該等式的一階導(dǎo)數(shù)dY/dX是曲線在某點(diǎn)的斜率，給出了某性能的變化率，例如等式5dYAbeBx

dYdX（dX（5）因此，斜率最小意味著該性質(zhì)有最大的變化率，這樣可以舉例說明ZnSt或ZnO/硬脂酸的效率。我們發(fā)現(xiàn)100%應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力與聚合物加入/不加入2門51時(shí)的老化時(shí)間有關(guān)，符合冪律方程6：y=Axb （6）式中，丫表示100%應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力，X是NR的老化時(shí)間，dY/dX仍然表示某性能的變化率，等式7說明了使用ZnO/脂肪酸或ZnSt的效率。dY 二ABx（b-i） （7）dX掃描電鏡圖5a為加入2門0/脂肪酸的NR的SEM照片，由于ZnO/脂肪酸體系產(chǎn)生大量聚集體，從該照片可以看出分散性不好。當(dāng)加入2門51和ZnO/脂肪酸時(shí)，如圖55所示，可以看到分散性變好了。用5phr的ZnSt取代ZnO/脂肪酸時(shí)，如圖5d所示，聚集體尺寸顯著減小。進(jìn)一步增加ZnSt的含量，如圖5e,f所示，聚集體尺寸更加均勻，從這些清晰的分散圖中觀察到基體和分散相，也就是說NR中加入2門51后，提高了界面附著力，并減小了分散相的尺寸。此外，從這一系列加入了2門51的NR的顯微照片（如圖5b,c,d,e）可見，ZnSt是一種有效的活化劑，軟化劑，特別是加入9phr，作為補(bǔ)強(qiáng)填料，在橡膠中溶解和分散性好。增加ZnSt的添加量（11phr）反而增大了分散相尺寸，分散性又不好了（圖5g）超聲測(cè)試研究了加入2門。/硬脂酸或不同含量ZnSt的NR樣品的密度，（縱向和剪切）超聲速率，彈性模量，泊松比，交聯(lián)密度如表5所示當(dāng)用2門5聯(lián)替2門。/硬脂酸時(shí)，樣品A-C的縱向波速（VL）和橫向波速（Vs）均減小，樣品D-F的波速隨著2門51比例的增加而增大，當(dāng)ZnSt用量達(dá)到11phr時(shí)，波速減小。圖6是超聲速率和2門51用量的關(guān)系圖?？v向和剪切超聲速率增加的原因是材料結(jié)構(gòu)中的鏈段之間空隙的減小，空隙的減小的原因可能是鏈段之間的交聯(lián)增加，從而導(dǎo)致材料剛度增加。表5列出了彈性模量，縱向模量（L）,剪切模量（5）,楊氏模量（E）和體積模量（K）的實(shí)驗(yàn)值。如圖7所示，隨著樣品A,B,C中的ZnO從5到1phr，ZnSt從2-0.5phr，楊氏模量（E）和體積模量（K）有相同的隨之減小的趨勢(shì)，如表5所示，2門5功口入量為2，3.5,5,7和9phr圖7楊氏模量（E）和體積模量（K）^nSt用量的變化縱坐標(biāo)：楊氏3MPa體積模量GPa橫坐標(biāo)：ZnSt用量，phr圖8（a）20℃下不同濃度ZnSt的NR的介電常數(shù)U與頻率的關(guān)系（b）20℃下不同濃度ZnSt的NR的介電損耗「與頻率的關(guān)系時(shí)，彈性模量增加，當(dāng)用量達(dá)到11phr時(shí)，彈性模量減小，這說明加入9phr的ZnSt,NR與脂肪酸之間的作用力最強(qiáng)。換句話說，在橡膠態(tài)，當(dāng)鄰近的鏈段有高移動(dòng)性時(shí)，交聯(lián)阻止了鄰近鏈段的移動(dòng)，增加了分子間相互作用的有效性。就是這個(gè)原因?qū)е铝藦椥阅Ａ亢吐曀匐S著交聯(lián)度的增加而增加［9］。填加和未加ZnSt樣品的泊松比變化如表5所示，與其它機(jī)械性能相反，我們知道泊松比的定義是在拉伸試驗(yàn)中，材料產(chǎn)生的橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比。因?yàn)槭┘拥睦ζ叫杏阪湺?，所以縱向應(yīng)變是一致的，與鏈段中化學(xué)鍵的方向無關(guān)。另外，隨著交聯(lián)密度的增加，橫向應(yīng)變減小。聚合物的泊松比與交聯(lián)度(Nc)成反比［。=0.28(Nc)-o.25］［1O］。所以，泊松比降低(樣品C-F)的原因是交聯(lián)密度的增加，如表5所示。此外，這些結(jié)果與流變特性和力學(xué)性能測(cè)試的結(jié)果一致。介電性能測(cè)試在0.01Hz到10MHz的頻率范圍，20℃至180℃的溫度范圍測(cè)定樣品的介電常數(shù)U和介電損耗「。以20℃得到的數(shù)據(jù)為例繪制成圖表，如圖8a,b所示?？梢钥吹酵瑫r(shí)加有ZnSt,ZnO和硬脂酸(樣品b和c)時(shí)，U增加。即使沒有ZnO和硬脂酸(樣品d,e,f和g),U仍然增加。通常，補(bǔ)強(qiáng)填料會(huì)引起橡膠U的增加［11-14］。因此，我們相信ZnSt不僅僅只充當(dāng)交聯(lián)點(diǎn)，而且還是補(bǔ)強(qiáng)填料［15-17］。因?yàn)閆nSt在一定環(huán)境條件下是補(bǔ)強(qiáng)填料，所以這表明與橡膠分子發(fā)生的某些作用是導(dǎo)致U和U’隨著2門51含量的增加而增加的原因。圖9(a)NR+5phrZnO+2phrHSt(b)NR+9phrZnSt(c)NR+11phr2門5珀勺吸收曲線圖10樣品A,F和G在100Hz時(shí)的介電常數(shù)U與溫度的關(guān)系縱坐標(biāo)：介電常數(shù)U 橫坐標(biāo)：溫度，℃從該圖中還能明顯看出log「和log值線比德拜曲線的范圍要寬［18］,表明不止有一個(gè)松弛過程出現(xiàn)。除了對(duì)導(dǎo)電率有貢獻(xiàn)，還在cole-cole［19］的基礎(chǔ)上用計(jì)算機(jī)預(yù)先擬合數(shù)據(jù)。如表6所示，根據(jù)這些擬合數(shù)據(jù)可以得到松弛參數(shù)。樣品A，F(xiàn)和G的介電譜和擬合數(shù)據(jù)如圖9所示。所有被測(cè)樣品均大約在0.0195Hz處出現(xiàn)了第一個(gè)松弛過程?？赡苁怯捎诒粶y(cè)體系的多組分引起的界面極化，從而引起了Maxwell-Wagner損耗，由此產(chǎn)生了低頻損耗。被測(cè)樣品中各組分的電容率和電導(dǎo)率的差異被認(rèn)為是產(chǎn)生該結(jié)果的原因。加入2門51后出現(xiàn)了第二次相對(duì)較高頻的松弛過程，增加ZnSt含量，松弛過程向低頻方向移動(dòng)，這可能是NR低活動(dòng)性鏈段被牢牢束縛在ZnSt表面的緣故。換句話說，這意味著該過程有某些分子動(dòng)力學(xué)方面的限制，阻止了NR鏈段的運(yùn)動(dòng)。在這一點(diǎn)上，值得一提的是Datta等人［3］和Hird等人［15］用口乂丁人研究了填加2門51做填料的NR。在該研究中（用tanb對(duì)溫度作圖）他們發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)松弛過程，第一個(gè)叫做主松弛過程，與Tg有關(guān)，發(fā)生在較低溫度。第二個(gè)叫高溫松弛，當(dāng)加入2門51時(shí)，該松弛過程特別明顯。相信高溫松弛峰是由于鏈段被叫做簇的離子聚集體牢牢抓住，限制了其運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的［15］。但是，在該研究的基礎(chǔ)上，可以將第二個(gè)KHz的松弛過程歸因于鏈段的運(yùn)動(dòng)受到限制。此外，這些發(fā)現(xiàn)也曾經(jīng)被更早的探討過，使用的填料為二氧化硅［14,20］。此外，加入2門51對(duì)大約在1.75MHz處的松弛過程影響不大。這說明在硫化膠中NR的某部分鏈段仍然大部分被NR鏈段圍繞，這些鏈段的運(yùn)動(dòng)不受影響。該結(jié)論與之前得到的結(jié)果基本吻合［20］。溫度對(duì)介電性能的影響樣品A,F和G的介電性能隨溫度變化的規(guī)律如圖10所示，可以看出大約100℃以下，樣