一种CM/EPDM共混胶单相刻蚀的方法及提高表征橡胶共混物微观结构时分辨率的方法与流程

本发明涉及一种CM/EPDM共混胶单相刻蚀的方法及提高表征橡胶共混物微观结构时分辨率的方法。

背景技术：

表征两种橡胶共混物微观结构的方法通常有扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜和相差显微镜等方式，应用最多的是扫描电镜和透射电镜。相比于扫描电镜，透射电镜要求共混物中的两相有足够大的衬度差以便观察，而且对于固体样品需要采用超薄切片，制样水平直接影响测试结果。

采用透射电镜对微观相结构进行观察时通常采用染色法对共混物中的一相进行染色，从而提高称度来提高分辨率，常用的染色剂有四氧化锇和四氧化钌。由于这两种染色剂在进行熏染时存在较大的操作危险而大大限制了这种方法的使用。

使用扫描电镜观察共混物微观相结构时，需要材料界面断裂时产生较大起伏，两相之间存在明显分离。氯化聚乙烯橡胶(CM)以及三元乙丙橡胶(EPDM)共混物的透射电镜相差不明显，脆断后表面无明显起伏，不利于扫描电镜的观察。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种CM/EPDM共混胶单相刻蚀的方法及提高表征橡胶共混物微观结构时分辨率的方法，通过刻蚀的方法将两相结构中的一相刻蚀形成空洞，利于扫描电镜观察微观结构。

两种塑料共混时，刻蚀其中一相，或者橡塑共混时刻蚀橡胶相，未被刻蚀的塑料相仍能保持空间结构便于扫描电镜观察。两种橡胶共混时，对未硫化胶进行单相刻蚀后，未被刻蚀的橡胶由于仍具有较好的流动性而堵塞被刻蚀的孔洞。而完全硫化的共混胶由于网络结构的形成只能被溶胀而不能被刻蚀。

氯化聚乙烯橡胶常用的三种硫化体系中，只有过氧化物硫化体系能硫化EPDM。基于上述考虑，本发明提出了一种CM/EPDM共混胶单相刻蚀的方法。

本发明CM/EPDM共混胶单相刻蚀的方法，首先通过对CM/EPDM共混胶中的一相进行硫化形成网状结构，使其在刻蚀过程中保持稳定结构而不被溶剂侵蚀，将未硫化相刻蚀，形成可观测的表面形貌。

本发明CM/EPDM共混胶单相刻蚀的方法，通过使用硫化体系硫化CM/EPDM共混胶中的CM相，而保持EPDM相处于未硫化状态；随后利用刻蚀剂将CM/EPDM共混胶中的EPDM相从共混体系中刻蚀掉形成孔洞，留下未被刻蚀的CM相，再利用易挥发的溶剂将多余的刻蚀剂从共混胶中萃取出来，干燥后即可。

所述CM/EPDM共混胶中CM胶与EPDM胶的共混质量比为10：90～90：10，共混方式为开炼共混或者密炼共混。

所述硫化体系为噻二唑硫化体系或硫脲硫化体系。

所述噻二唑硫化体系包括交联剂和促进剂；

所述交联剂选自ECHO·A、ECHO·S、Vanax 189或Rhenogran TDD，交联剂的添加量为0.5～5phr；所述促进剂选自Vanax 808或Rhenogran NC，促进剂的添加量为0.5～5phr。

所述硫脲硫化体系为硫化剂NA-22，添加量为0.5～5phr。

硫化温度控制在150～190℃，硫化时间为3～60分钟。

所述刻蚀剂为二甲苯、氯仿或汽油等，刻蚀剂的质量与CM/EPDM共混胶质量之比为5～20：1；刻蚀温度控制在20～80℃，刻蚀时间为5～240小时。

所述易挥发的溶剂包括乙醇、异丙醇或石油醚等，该溶剂的质量与CM/EPDM共混胶的质量比为5～20：1。

本发明提高表征橡胶共混物微观结构时分辨率的方法，是首先将橡胶共混物按照上述方法进行单相刻蚀，液氮处理获得断面后再利用扫描电镜对共混胶的微观结构进行观察。

所述橡胶共混物为CM/EPDM共混胶，所述CM/EPDM共混胶中CM胶与EPDM胶的共混质量比为10：90～90：10。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明利用刻蚀技术可以有效的改变共混胶的微观形貌，从而反映出共混胶中共混组分的微观相结构。有效改善了橡胶共混材料不易刻蚀和很难通过现有手段直观观察共混体系微观相结构的现状。

附图说明

图1是本发明CM/EPDM共混胶单相刻蚀方法的流程示意图。

图2是CM/EPDM共混胶单相刻蚀后的扫描电镜照片。从图2中可以看出共混胶表面出现连续孔洞，说明溶剂二甲苯将共混胶中的EPDM组分溶解，留下CM组分。经过刻蚀技术，可以清晰的分辨共混胶中CM组分与EPDM组分的微观相结构。

图3是CM/EPDM共混胶未经刻蚀处理的扫描电镜照片。

具体实施方式

实施例1：

本实施例中CM/EPDM共混胶单相刻蚀的方法如下：

1、CM胶与EPDM胶按质量比50：50的比例进行共混，共混方式开炼，辊距2mm、辊温40℃，开炼时间5min；

2、通过噻二唑硫化体系硫化CM/EPDM共混胶中的CM相，而保持EPDM相处于未硫化状态；噻二唑硫化体系中交联剂为ECHO·A，用量1phr，促进剂为Vanax 808，用量为1phr；硫化温度为170℃，硫化时间10分钟。

3、利用刻蚀剂二甲苯将CM/EPDM共混胶中的EPDM相从共混体系中刻蚀掉形成孔洞，留下未被刻蚀的CM相，再利用溶剂乙醇将多余的刻蚀剂从共混胶中萃取出来，干燥后即可；

刻蚀剂的质量与CM/EPDM共混胶质量之比为10:1；刻蚀温度控制在50℃，刻蚀时间为48小时；溶剂乙醇的质量与CM/EPDM共混胶的质量比为10:1。

4、液氮处理获得断面后再利用扫描电镜对共混胶的微观结构进行观察，结果见图2。CM/EPDM共混胶未经刻蚀处理的扫描电镜照片见图3。从图2、图3对比可以看出，经过刻蚀技术，可以清晰的分辨共混胶中CM组分与EPDM组分的微观相结构。