71. Мостична теорія вулканізації. Рівноважний модуль.

Вулканизация – технологический процесс превращения пластичных каучуков или «сырых» резиновых смесей в эластичную резину – материал, обладающий в достаточно широкой температурной области в основном высокоэластическими свойствами и необходимыми эксплуатационными характеристиками.

Существует «мостичная» теория вулканизации, согласно которой сера образует при вулканизации поперечные связи (мостики) между молекулами каучука, поэтому для вулканизации характерна сетчатая структура. С химической точки зрения вулканизация – это образование их цепных макромолекул каучука трехмерной пространственной сетки. Известно, что структура вулканизационной сетки оказывает существенное влияние на прочностные и эластические свойства вулканизатов, а также определяет стойкость резин к термическим и термоокислительным воздействиям. Структура вулканизационной сетки определяется концентрацией и строением поперечных связей, функциональным и геометрическим характером узлов, характером распределения поперечных связей.

Образование поперечных связей между молекулами каучука при вулканизации происходит постепенно. Одной из основных характеристик образующейся пространственной сетки является среднечисловая М_с отрезков цепей полимера между соседними узлами сетки вулканизата. Плотность сшивания – количество поперечных связей в единице объема вулканизата определяется как:

В процессе образования пространственной структуры с увеличением степени поперечного сшивания происходит уменьшение М_с и соответственно увеличение плотности сшивания.

С изменением степени сшивания происходит постепенное изменение свойств вулканизата. Равновесный модуль с увеличением густоты вулканизационной сетки и в соответствии с молекулярно- кинетической теорией эластичности растет прямопропорционально числу поперечных связей и обратно пропорционально средней молекулярной массе отрезков цепи между узлами пространственной сетки вулканизата:

Степень (плотность) поперечного сшивания при вулканизации можно определить по величине равновесного модуля или по степени набухания вулканизатов.