水基法蒲公英橡胶与天然橡胶力学性能比较研究

蒲公英橡胶具有和三叶橡胶相同的化学分子式，都是顺式-1,4-聚异戊二烯。但是最新研究结果表明三叶橡胶端基结构形成的天然网络结构赋予三叶橡胶优异的应变诱导结晶性能。因此三叶橡胶可以在高度冲击、大载荷、砂石路面、矿山等极端工况领域安全服役，因而可以制成航空轮胎、载重轮胎、工程轮胎、军用轮胎、坦克负重轮、探空气球等产品。但是结构与之近似的合成异戊橡胶并不具备应变诱导结晶性能，因此异戊橡胶的应用领域受到限制。

虽然蒲公英橡胶的化学分子式和天然橡胶相同。但是二者是否具有相同的端基网络结构，进而具有相同力学性能，特别是应变诱导结晶性能，受到人们的高度关注。在中国蒲公英橡胶产业技术创新战略联盟发展规划的指导下，以及山东玲珑轮胎股份有限公司的资助下，北京化工大学研究团队对此进行了深入研究。研究小组对比了水基工艺蒲公英橡胶、酸解工艺蒲公英橡胶、碱解工艺蒲公英橡胶、溶剂工艺蒲公英橡胶和天然橡胶的力学性能，主要是彼此之间应力--应变曲线之间的差异。结果表明，水基工艺蒲公英橡胶、酸解工艺蒲公英橡胶、碱解工艺蒲公英橡胶具有近似的应力—应变曲线，和三叶橡胶类似也都显示出应力诱导结晶的趋势，程度还比三叶橡胶大。但是溶剂法工艺蒲公英橡胶并未显示出应变诱导结晶的趋势。初步分析认为，水基工艺、酸解工艺、碱解工艺并未破坏蒲公英橡胶原生态的分子结构，加上内部残余的木质纤维素残渣起到了物理填料的作用，因此造成三者应力--应变曲线的斜率（表观模量）比三叶橡胶高。此外，三者的扯断伸长率较低也间接证明了残存木质纤维素渣体虽然增加了模量，但是产生的缺陷也降低了扯断伸长率。溶剂不能溶解具有天然网络的分子结构，溶解的只是线性分子，因此模量比三叶橡胶低很多，且未能显示出应变诱导结晶性能。