橡胶的透过性与配合技术

对气体和液体的透过性，由来就是橡胶材料或橡胶制品的重要的物理性能之一。轮胎等抗气体透过或胶管等抗液体透过的低透过性橡胶制品，早就在各领域进行了研究并实际应用近年来，人们利用聚合物的透过性功能研究了和各种分离膜等制品。但也不可忽视，因透过和扩散致使各种橡胶制品产生许多不良现象，如增塑剂、硫化剂、促进剂和石蜡等各种配合剂的喷霜或污染、迁移等，以及因氧气、水份等透过而引起制品老化等。另外，近年来由于环保问题的化，人们对高屏蔽性即低透过性材料的要求在日益增强。

橡胶材料的透过性与扩散有关，对于气体和液体基本上无差异。但是，就各种液体而言，材料的膨润有赖于液体的浓度，使其透过行为和处理方法变得复杂起来。液体的透过系数随着蒸气压的增大而提高，在蒸气压力下，液体的透过量与浓度的关系愈密切，则橡胶与液体的相容性就越好，而且橡胶在液体中的膨润量也相应增大。

气体和液体从橡胶材料的一面向另一面迁移的过程称为扩散，而要明确这种扩散行业，还考虑气体和液体对橡胶表面的溶解。此外，气体和液体经过溶解、扩散向外界蒸发的过程称为透过。透过过程虽因扩散和溶解的交互作用而变得复杂，但它仍容易进行试验研究。

图1为气体和液体对橡胶材料溶解、扩散、透过的过程。由该图1可见，透过过程分为三个阶段：第一阶段是透过物质(气体和液体)吸附在胶膜表面即溶解，而溶解速度和浓度取决于高压一侧的蒸气压力；第二阶段是透过物质向胶膜低压一侧移动即扩散；第三阶段是透过物质脱离低压一侧胶膜的表面即透过，而透过浓度取决于蒸气压力 

橡胶结构与透过性的关系

含极性基团和甲基的橡胶，其扩散系数一般较小。对于丁腈橡胶，其透气系数随着丙烯腈含量增加而降低；对于SBR，苯乙烯结合量大的透过性小；对于聚异丁烯和IIR等，因其分子的空间位阻致使扩散系数减小；对于EPDM等，扩散系数随丙烯含量增加而减小。另外，由双键引起内部可移动的不饱和橡胶和由SiO键引起内部可移动的硅橡胶，其扩散系数较大。总之，有极性基团、存在甲基空间位阻、不含双键、结晶性大、内部可移动性小的橡胶材料，其扩散性就小；有极性和沸点高的橡胶材料，其溶解性小。但不能忽视温度的作用。例如，IIR的CO₂透过量，在常温下为SBR的1/20，而在75°下为SBR的1/2～1/3。此外，透气量往往随橡胶配方而异。