低场核磁共振法的核心原理是利用氢原子的磁共振信号来分析橡胶交联密度。由于交联网络中的分子链运动受到交联点的约束,低场核磁共振可以通过测定橡胶网络中的残余偶极相互作用,反映分子链运动的受限程度。
由于交联网络中的运动受到限制,其偶极相互作用不会完全抵消。通过测量残余偶极相互作用产生的磁共振衰减信号,通过数学模型拟合弛豫曲线,可以计算交联点间的分子量(Mc),进而求得交联密度。低场核磁法避免了传统化学溶剂的使用,测试速度快,不破坏样品,同时能提供更丰富的交联网络信息(交联密度、弛豫时间、组分比例、结合胶信息)。
1.硫化过程中的应用:硫化工艺会显著影响橡胶的交联密度。研究表明,硫化温度、硫化时间、促进剂等因素都会改变橡胶的交联网络,从而影响其物理性能。
2.老化过程中的应用:在老化过程中,橡胶的交联密度会发生变化,反映其抗老化性能。通过测定交联密度的变化,可以预测橡胶的使用寿命以及优化抗老化配方。
传统的橡胶交联密度测试方法包括化学法、平衡溶胀法和应力-应变法等。与这些方法相比,低场核磁共振法具有以下优势:
-无需制样:低场核磁法制样简单,方便高效;
-绿色环保:无须使用化学试剂,避免环境污染;
-测试周期短:快速获取结果,适用于工业质检、质控;
-信息全面:可获得交联网络的详细信息。
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