橡胶改性

186橡　胶　工　业　　　　　　　　　　　　　　　2006年第53卷

橡胶表面改性的方法

石　锐1,田　明1,2,齐1,1,2

(1.北京化工大学,北京;2.先进制备技术及应用科学重点实验室,　　　摘要:,(氟化、氯化、)、;物理技术改性包括表面涂层、等离子处理与等离子聚合改性、辐射(等离子)引发表面接枝聚合等。指出橡胶表面改性还需从橡胶表面分子的微观结构入手,不断,从而达到适应不同环境的目的。

关键词:橡胶;表面改性;化学技术改性;物理技术改性

中图分类号:TQ330.7+5　　文献标识码:B　　文章编号:10002890X(2006)0320186206

　　很多情况下,橡胶材料是通过其表面和表面性能来参与工作的。橡胶表面改性是在不影响橡胶基材性质的基础上通过改变橡胶的表面性质来适应某些特定的用途或赋予橡胶某些特殊的性能。硅橡胶属于表面疏水性物质,但通过表面改性可以提高其表面亲水性,从而作为生物材料使用,扩展其使用范围;通过表面改性可在不影响材料强度的前提下减小旋转轴密封圈的表面摩擦。

橡胶材料表面改性按照改性目的可分为改变表面摩擦性能、改变表面粘合性能和改变表面亲水性能等;按照橡胶材料表面大分子发生变化的性质可分为物理改性和化学改性;按照改性方法可分为化学技术改性和物理技术改性。本文按照改性方法对橡胶材料的表面改性进行介绍。1　化学技术改性

1.1　表面卤化

(1)表面氟化

表面氟化是利用氟气和二氟化氙等与橡胶材

料表面相接触产生化学反应进行的,目前较多采用二氟化氙进行表面氟化。二氟化氙表面氟化是通过控制温度使二氟化氙升华为气态,并与橡胶表面发生氟化反应。此外还有氟气氟化、等离子体活化氟化和离子注入氟化等,其中氟气氟化时反应较难控制,而等离子体活化氟化和离子注入氟化的设备及操作较为复杂。

表面氟化机理是随着反应时间的延长,橡胶表面氢原子被氟原子取代逐步生成—CH2—CHF—CH2—,—CHF—CH2—CHF—和—CHF—CHF—CHF—等。以二氟化氙为例,反应机理如下

:

化学技术改性是指通过反应剂与材料表面发

生化学反应,使材料表面在化学结构(有时伴随物理结构)上发生改变,从而达到提高材料某些性能的目的。橡胶表面化学技术改性属于化学改性,改性时所发生的化学反应很复杂,涉及到取代、置换和环化反应等。

作者简介:石锐(19812),女,河南林州人,北京化工大学在读博士研究生,主要从事新型生物弹性体的设计、改性和应用研究。

　　研究[1,2]表明,经过表面氟化的橡胶表面平

整性增加,耐磨性、耐腐蚀性和耐油性都大大提高,但硬度增大,强伸性能下降。

(2)表面氯化

表面氯化是利用含有机溶剂的氯化剂处理SBR或异戊二烯2苯乙烯橡胶表面,从而提高橡胶表面与其它有机材料之间粘合力的一种常用表面改性方法。三氯氰酸是常用的表面氯化剂,使用