氯化聚乙烯與氯磺化聚乙烯的結構與性能及共混硫化體系栗娟，王艷志，耿海磊，賈磊，辛振祥氯化聚乙烯(CM)是由高密度聚乙烯經無規氯化而生成的一種飽和彈性體。CM的分子結構具有與原料聚乙烯相同的主鏈結構，只是主鏈碳原子上的部分氫原子被氯原子取代。由于主鏈的飽和性賦予其優良的耐臭氧、耐侯、耐熱老化性，結構中的極性氯原子賦予它良好的耐油、耐燃和自由著色性。氯磺化聚乙烯(CSM)是聚乙烯經氯化和磺化處理后，其結構的規整性被破壞而變為在常溫下柔軟而有彈性的聚合物。CSM的分子結構與CM相似，但由于引入亞磺酰氯基做交聯點，使其像其他通用橡膠那樣便于硫化，這一點極有利于使其彈性充分發揮出來。CM是將代替受“蒙特利爾國際公約”限制的CR、CSM的產品，市場潛力巨大。CM的結構與CSM相似，但從材料的合成技術和工藝上看CM比CSM簡單，價格較便宜，因此在需要降低CSM的成本時，常并用一部分CM。本文主要研究了CM與CSM的結構與性能及共混硫化體系。1實驗部分1．1主要原料CM，青島海晶化工集團；CSM40，吉林石化公司；MgO，日本協和化工會社；N550，青島德固薩炭黑廠；DOP，濮陽億豐新型增塑劑有限公司；DCP，上海高橋石化精細化工有限公司；TAIC，黃巖東海化工廠；Na一22，鶴壁里程助劑有限公司；S，天津薊縣興興化工廠；TDD、NC，青島萊茵化學公司。1．2主要實驗儀器差示掃描量熱儀NETZSCHDSC204，德國NETZSC公司；橡膠開煉機S(X)160A，上海輕工機械技術研究所；高精密度自動快速前頂開模熱壓成型機HS一100T—FTMO一2RT，深圳佳鑫電子設備科技有限公司；硫化特性儀EKT一2000M，曄中科技有限公司；萬能試驗拉力機Ts一2000，曄中科技有限公司；邵爾硬度儀，上海險峰電影機械廠；老化試驗箱40lA型，上海試驗儀器廠有限公司。1．3試樣的制備混煉膠由開煉機混煉，加料順序為：生膠→穩定劑→填充劑、增塑劑→硫化劑。試片硫化溫度為160℃，時間為正硫化時間。1．4性能測試采用NETZSCHDSC204測試玻璃化轉變溫度。拉伸性能按GB／T528—1998測試；邵爾A型硬度按GB／T531—1999測試；耐老化性能按GB／T3512—2001測試；耐油性能按GB／T1690—1992測試；其他性能的測試均按照相應的國家標準進行。2結果與討論2.1CSM與CM的結構與性能熱分析是表征材料性能的基本方法之一，差示掃描量熱法(DSC)是應用最廣泛的熱分析技術之一。在實際應用中，塑料和橡膠材料的機械性能與其熱性質——玻璃化轉變溫度(Tg)、熔融溫度(Tm)、結晶溫度(Tc)、比熱(Cp)及熱焓值等有一定關系。從圖1可以得出，隨著氯化程度的增加，CM的玻璃化溫度升高。這是因為隨著氯含量的增加，分子鏈的柔順性變差，所以玻璃化溫度隨著CM氯含量的增加而升高。同樣氯含量的CSM的玻璃化轉變溫度低于CM，這可能是受分子鏈上亞磺酰氯基的影響。在CSM中部分氯原子連接在亞磺酰氯基上，在CM中氯原子連接在主鏈上，這兩種結構的差異，使同樣氯含量的CSM的耐寒性優于CM。圖l中50℃左右的峰是聚合物的二次結晶峰，這是因為CM氯化不均引起的。CM氯化不均勻，導致分子鏈中有部分未來得及結晶的聚乙烯的鏈節存在，隨著溫度的升高，這部分聚乙烯鏈節的活動能力提高并結晶，DSC圖上出現了結晶峰。CSM相比CM，其氯化的均勻程度比較好，在DSC圖上基本上沒有聚乙烯的結晶峰出現。圖1　CSM和CN的DSC曲線(1)CMl30BTg；249．1℃；(2)CMl35BTg：Z57．1℃；(3)CMl40BTgc267．5℃；(4)CSM40Tg：252．7℃。2．2CSM與CM的共混2．2．1實驗安排及結果表1為不同比例的CSM與CM共混實驗結果。2．2．2結果分析在實驗范圍內，隨著CM并用比例的增加，共混硫化膠的焦燒時間延長，加工安全性能增加；正硫化時間縮短，硫化效率提高；交聯程度增加。CSM經過氯磺化以后，分子鏈中引入亞磺酰氯基，表1不同比例的CSM與CM的共混結果配方編號l#2#3#4#5#6#CMl40B，份020406080100CSM40，份100806040200ML，N