橡胶分子可以看成是柔性链段,炭黑粒子与橡胶分子结合形成刚性链段,炭黑与橡胶之间由范德华力和化学键联系在一起,
在低温时,范德华力很大,刚性链段的作用力大,橡胶分子的运动受阻,表现出来模量高;在高温时,范德华力对橡胶和炭黑之间的束缚较小,分子容易运动,表现出来模量降低。
在硬度较低时,炭黑与橡胶之间形成的刚性链段较少,所以高低温的硬度变化不大,硬度升高后,刚性链段增加,变化大。
当然,由于橡胶本身在低温下会产生结晶,变为玻璃态,所以以上的推论都是在高于橡胶的玻璃化温度下的结论,当达到玻璃化温度后,橡胶失去弹性,硬度急剧升高,就没有讨论的必要了。
橡胶材料与弹性材料本身有一个软化点,不管是高硬度还是低硬度的材料,达到一定的温度时,都会出现硬度软化的现象,硬度越低的材料,软化点的温度也越低,所以材料的硬度偏软与温度偏高多少是成正比的,低温时出现硬度变硬,为材料玻璃化温度决定。
橡胶硬度是由于橡胶配方设计时加的硫化试剂、填料等主要作用决定橡胶硫化后硬度!!如果想讨论橡胶硬度变化趋势,最好把变量(配方、硫化工艺)定一个变量,硫化剂变、硬度变,再探讨硬度和温度变化,这样好解释!!