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天然橡胶
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天然橡胶的性能和用途
天然橡胶的性能和用途 8 s8 k$ N. S- W2 b3 L; R, w
天然橡胶生胶的玻璃化温度为-72℃,胶流温度130℃,开始分解温度200℃,激烈分解温度270℃。当天然橡胶硫化后,其Tg 上升,也再不会发生粘流。
! } X8 j! [ ^/ l& @7 A2 i# S 天然橡胶的弹性 其生胶及交联密度不太高的硫化胶的弹性是高的。例如在0-100℃范围内,回弹性在50-85℃之间,其弹性模量仅为钢的1/3000,伸长率可达1000%,拉伸到350%,后,缩回永久变形仅为15%,天然橡胶的弹性较高,在通用橡胶中仅次于顺丁橡胶。 ; i9 }) C% S U& G, x1 q+ O
8 x f7 ~+ }# ?) k7 P" [ 天然橡胶的强度% c( r1 l5 u5 I5 c
在弹性材料中,天然橡胶的生胶、混炼胶、硫化胶的强度都比较高。未硫化橡胶的拉伸强度称为格林强度,天然橡胶的格林强度可达1.4~2.5Mpa,适当的格林强度对于橡胶加工成型是必要的。天然橡胶撕裂强度也较高,可达98kN/m,其耐磨性也较好。天然橡胶机械强度高的原因在于它是自补强橡胶,当拉伸时会使大分子链沿应力方向取向形成结晶。
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* B @; f( C. w& q 天然橡胶的电性能7 U; G# }5 b0 i5 q4 i0 _$ G
天然橡胶是非极性物质,是一种较好的绝缘材料。当天然橡胶硫化后,因引入极性因素,如硫黄、促进剂等,从而使绝缘性能下降。 1 _3 g! m" | @ UM- mU
. B0 n9 F9 p6 @; r2 ] 天然橡胶的耐介质性能
7 g" k1 \" i {( J% ~ o 天然橡胶是一种非极性物质,它溶于非极性溶剂和非极性油中。天然橡胶不耐环己烷、汽油、苯等介质,未硫化胶能在上述介质中溶解,硫化橡胶则溶胀。天然橡胶不溶于极性的丙酮、乙醇中,更不溶于水中,耐10%的氢氟酸、20%的盐酸、30%的硫酸、50%的氢氧化钠等。 ) j4 Zk5 P* H4 u3 M
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天然橡胶主要用途
# Y- a _% _D 天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点,广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面,如交通运输上用的轮胎;工业上用的运输带、传动带、各种密封圈;医用的手套、输血管;日常生活中所用的胶鞋、雨衣、暖水袋等都是以橡胶为主要原料制造的,国防上使用的飞机、大炮、坦克,甚至尖端科技领域里的火箭、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等都需要大量的橡胶零部件。轮胎的用量要占天然橡胶使用量的一半以上。
天然橡胶
natural rubber
从天然产胶植物中制取的橡胶。市售的天然橡胶主要是由三叶橡胶树的乳胶制得。天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物,分子式是(C5H8)n,其成分中91%~94%是橡胶烃(聚异戊二烯),其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶是应用最广的通用橡胶。
世界上约有2000种不同的植物可生产类似天然橡胶的聚合物,已从其中500种中得到了不同种类的橡胶,但真正有实用价值的是三叶橡胶树。橡胶树的表面被割开时,树皮内的乳管被割断,胶乳从树上流出。从橡胶树上采集的乳胶,经过稀释后加酸凝固、洗涤,然后压片、干燥、打包,即制得市售的天然橡胶。天然橡胶根据不同的制胶方法可制成烟片、风干胶片、绉片、技术分级橡胶和浓缩橡胶等。
标准橡胶或颗粒胶,是20世纪60年代发展起来的天然橡胶新品种。以前,通用的烟片、绉片、风干片这几种传统产品不论在分级方法、制造方法上都是束缚着天然橡胶的发展。因此,马来西亚于1965年开始实行标准橡胶计划,在使用生胶理化性能分级的基础上发展了颗粒橡胶的生产。标准橡胶是指按机械杂质、塑性保持率、塑性初值、氮含量、灰法分含量、灰分含量、颜色指数等理化性能指标进行分级的橡胶。标准橡胶包装也比较先进,一般用聚乙烯薄膜包装,并有鲜明的标识,包的重量较小,易于搬动。马来西亚包装重为33.3kg,我国规定为40kg。
标准胶的分级较为科学,所以这种分级方法很快为各主要天然橡胶生产国以及国际标准化机构所接受,并先后制定了标准胶的分级标准。这些标准大体相同,但又不完全一致。例如ISO2000规定分五个等级,我国的标准GB8081—87,规定有四个等级。
天然橡胶的主要特点是:①具有较高的莫尼粘度(Mooney Viscosity)(胶料在模腔内对粘度计转子转动所产生的剪切阻力),在存放过程中增硬,低温存放时容易结晶,在-70℃左右时变成脆性物质。②无一定熔点,加热到130~140℃完全软化,200℃左右开始分解。③具有高弹性,弹性模量约为3~6MPa,弹性伸长率可达1000%。④加工性能好,易于同填料及配合剂混合,而且可与多数合成橡胶并用。⑤为非极性橡胶,在非极性溶剂中膨胀,故耐油、耐溶剂性差。⑥因含大量不饱和双键,化学活性高,易于交联和氧化,耐老化性差。
现代科学工作者研究结果已经证明,普通的天然橡胶是异戊二烯聚合而成。
(1)天然橡胶的化学性质:天然橡胶是不饱和橡胶,容易与硫化剂发生硫化反应(结构化反应)。与氧、臭氧发生氧化、裂解反应,与卤素发生氯化、溴化反应,在催化剂和酸作用下发生环化反应等。
但由于天然橡胶是高分子化合物,所以它具有烯类有机化合物的反应特性,如反应速度慢,反应不完全、不均匀,同时具有多种化学瓜并存的现象(如氧化裂解反应各结构化反应)等。
在天然橡胶的各类化学反应中,最重要的是氧化裂解反应和结构化反应。前者是生胶进行塑加工的理论基础;后者则是生胶进行硫化加工制得的硫化胶的理论依据。而天然橡胶的氯化、环化、氢化等反应,则可应用于天然橡胶的改性方面。
(2)天然橡胶具有优异的综合物理机械性能:天然橡胶在常温下具有很好的巴门尼德。这是由于天然橡胶分子链在常温下呈无定形状态,伪分子链柔性好的缘故。其密度为0.913g/cm3,弹性模量为2-4Mpa,约为钢铁的三万分之一,而伸长率为钢铁的300倍,最大可达1000%,在0-100摄氏度范围内,天然橡胶的回弹性可以达到50%-85%以上。
(3)热性能:天然橡胶常温为高弹性体,玻璃化温度为-72摄氏度,受热后缓慢软化,在130-140摄氏度开始流动,200摄氏度左右开始分解,270摄氏度剧烈分解。
天然橡胶具有很高的机械强度,分子结构规整性好,外力售后服务下可以发生结晶,为结晶橡胶,具有自补强性。纯胶硫化胶的拉伸性能仅次于聚氨酯橡胶,可以达到目的17-25Mpa,经过炭黑补强后可达25-35Mpa,300%定伸应力可以达到6-10Mpa,500%定伸应力为12Mpa以上撕裂强度可以达到95kN/m,在高温(93摄氏度)下强度损失为35%左右。
(4)其他性能:天然橡胶还具有很好的耐屈挠疲劳性能,纯胶硫化胶屈挠20万次以上才出现裂口。其原因是滞后损失小,多次变形生热低。耐磨性、耐寒性较好,具有良好的气密性,渗透系数为2.969*10负12次方H2(s*Pa)-1,同时具有良好的防水性、电绝缘性和绝热性。
(5)耐介质性:介质是指油类、液态的化学物质等。若橡胶置于介质之间没有发生化学反应,又不相溶,则橡胶就耐这种介质。天然橡胶为非极性物质,易溶于非极性溶剂和非极性油,因此天然橡胶不耐环已烷、汽油、苯等介质,不溶于极性的丙酮、乙醇等,不溶于水,耐10%的氢氟酸,20%盐酸,30%的硫酸,50%的氢氧化钠等。不耐浓强酸和氧化性强的高锰酸钾、重铬酸钾等。
(6)天然橡胶的电性能:天然橡胶是非极性物质,是一种较好的绝缘材料。绝缘体的体积电阻率在10的10次方-10的20次方欧cm范围内,天然橡胶的体积电阻率一般为10的16次方欧cm。天然橡胶硫化后,绝缘性下降。
(7)良好的加工工艺性能:天然橡胶由于相对分子质量高、相对分子质量分布宽,伪君子链易于断裂,再加上生胶中存在一定数量的凝胶成分,因此很容易进行塑炼、混炼、压延、压出、成型等,并且硫化时流动性好,容易充模。
天然橡胶主要应用于轮胎、胶带、胶管,电线电缆和多数橡胶制品,是应用最广的橡胶。
天然橡胶的硫化天然橡胶的硫化过程是橡胶大分子链发生化学交联反应的过程。大致可以分为3个阶段:
第1阶段为诱导阶段,硫磺分子和促进剂体系(促进剂、氧化锌、硬脂酸)反应生成一种活性更大的中间化合物,它进一步引发橡胶分子链产生可交联的自由基。
第2阶段为交联反应阶段,可交联的自由基与橡胶分子链之间发生连锁反应,生成交联链。
第3阶段为网构形成阶段,同时可能发生交联键的重排和裂解等反应,在此阶段的后期交联反应已基本停止,随之发生的主要是交联键的重排和裂解等反应(即“硫化返原”反应)。
普通硫化体系在硫化交联过程中常产生较多的不稳定的多硫交联键,它与单硫交联键相比常表现出热不稳定性,在硫化曲线上表现为到达最大扭矩后随着硫化时间的延长,扭矩逐渐下降。
催化是纳米超微粒子应用的重要领域之一,纳米超微粒子高比面积与高活性可显著地增进催化效率。纳米超微粒子用于塑料、传统涂料改性等方面也已取得了显著成绩。本工作研究了纳米氧化锌作为硫化活性剂对天然橡胶复合体系硫化反应的影响,并同时与普通氧化锌的作用相比较。天然橡胶SMR20(马来西亚产品);普通ZnO(安庆市氧化锌厂);纳米ZnO(山西丰海纳米科技有限公司)。
基本配方(质量比):SMR20(100),硬脂酸(1.0),硫磺(2.5),促进剂Ⅳ一环己基一2一苯并噻唑基次磺酰胺(CZ)(1.0),ZnO(5.0)。
按常规方法在开炼机上混炼,在平板硫化机上硫化(总工作压力为100 t,硫化温度为151 C)。RheoTECH(R)一MD型无转子硫化仪,美国TECH PRO公司产品,摆角4- _1。,频率1.7 Hz,在151 C下测试硫化曲线,测定正硫化时间t90(以交联度为90% 时计算)和焦烧时间t 10(以交联度为10%时计算),并计算硫化返原指数R ,Rt指硫化曲线达到最高扭矩后下降0.1 dN •m所需的时间。
采用SiTECH(R)电子拉力机(美国TECH PRO公司),室温下测试硫化胶的力学性能。WRT一3P型热分析仪(上海精密仪器厂),升温速率15℃/rain,升温范围室温~5OO C,空气气氛,样品10.0 mg。
真假硅胶鉴别如何鉴别真假硅橡胶腕带?
从外观、手感上区别:
1、假的硅橡胶腕带容易变形,而真的硅橡胶会感觉回弹很好,扯拉永久变形比较小。
2、真的硅橡胶如果表层没有特殊处理的话手摸起来会感到比较光滑,因为表面层会存在一层油脂状物质。
3、硅橡胶表面容易粘灰尘、毛发之类的杂质。
燃烧处对比:
假硅橡胶的腕带经过火烧后边缘是黑色的,而真的无论什么颜色硅胶燃烧边缘为白色,燃烧剩余物为粉体。
燃烧对比:
假硅橡胶的腕带呈明火燃烧,烟黑色,且有恶臭。而真的硅橡胶腕带呈碳似燃烧,火焰均匀。冒白烟,无味。
溶液法:
取硅橡胶燃烧并用表面皿接触烟雾,收集白色粉末,将粉末溶于40% 氢氧化钠的热溶液中(60度)取一滴该溶液放进试管,加入两滴钼酸氨,微微加热,冷却后加入一滴苯胺溶液和3-8滴饱和的乙酸钠溶液,观察溶液的颜色反应,如果出现蓝色说明有硅元素,证明为硅橡胶。
橡胶基本工艺一、塑炼
塑炼定义:橡胶在外界因素的作用下由弹性物质变为具有可塑性物质的现象叫塑炼。
1、 塑炼的目的
A、 使生胶获得一定的可塑性,适合于混炼等后段工序。
B、 使生胶的可塑性均匀化,使胶料的质量均匀。
2、 需要塑炼胶料的判定:门尼在60以上(理论) 门尼在90以上(实际)
3、 塑炼的机器:
A、 开炼机
特点:劳动强度大、生产效率低、操作条件差,但是它比较机动灵活、投资小、适用于变化较多的场合。 开炼机的两个滚筒的速比:前比后(1:1.15-1.27)
操作方法:薄通塑炼法、包辊塑炼、爬架子法、化学塑解剂法。
操作时间:塑炼的时间不超过20min,停放时间:4-8小时。
B、 密炼机
特点:生产效率高、操作方便、劳动强度低、可塑度比较均匀,但是高温会使胶料的物理机械性能有所下降。
操作方法:称量→投料→塑炼→排胶→倒合→压片→冷却下片→存放。
操作时间:10-15min停放时间:4-6小时。
4、 常塑炼橡胶
经常需要塑炼的胶料:NR、硬NBR、硬质橡胶。门尼都在90以上的。
二、混炼
混炼的定义:将各种配合剂加入到橡胶中去制成混合胶。
1、 开炼机混炼
A、 包辊:将生胶包于前辊,用3-5分钟有个短时的预热过程
B、 吃粉过程:把需要加入的助剂按照一定的顺序加入,加入时要注意堆积胶的体积,少了难于混合,多了会打滚不容易混炼。
加料顺序:生胶→活性剂、加工助剂→硫磺→填充、软化剂、分散剂→加工助剂→促进剂
C、 翻炼过程:能更好、更快、更均匀的混炼。
刀法:a、斜刀法(八把刀法) b、三角包法c、打扭操作法d、捣胶法(走刀法)
D、开炼机的装胶容量计算公式:V=0.0065*D*L其中V-体积D是辊筒的直径(cm)L是辊筒的长度(cm)
E、辊筒的温度:50-60度
F:混炼时间:没有具体的规定,看操作员的熟练程度。
2、 密炼机混炼:
A、 一段混炼:一次混炼好,混炼的程序:生胶→小料→补强剂→软化剂→排胶→压片机加硫磺、促进剂→下片→冷却停放。
B、 二段混炼:分两段混炼 第一段:生胶→小料→补强剂→软化剂→排胶→压片→冷却第二段:母胶→硫磺、促进剂→压片→冷却。
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3、 常见的混炼胶的质量毛病
A、 配合剂结团主要原因有:生胶塑炼不充分;辊距过打;装胶容量过大;辊温过高;粉状配合剂中含有粗粒子或者结团;
B、 比重过大或者过小或者不均匀原因:配合剂称量不准,错配,漏配、混炼中错加、漏加。
C、 喷霜主要是由于某些配合剂用量过大、超过其常温下在橡胶中的溶解度造成的。当白色填充过多时也会有白色物质喷出,这时则称为喷粉。
D、 硬度过高、过低、不均匀,原因 硫化剂、促进剂、软化剂、补强剂、生胶等称量不准,错加、漏加、造成的,混炼不均造成硬度不均。
E、 焦烧:胶料的早期硫化现象。 原因:助剂配合不当;炼胶操作不当;冷却停放不当;气候影响等。
三、硫化
A、缺料
•1 模具与橡胶之间的空气无法排出.
•2 称重不够.
•3 压力不足.
•4 胶料流动性太差.
•5 模温过高,胶料焦烧.
•6 胶料早期焦烧(死料).
•7 料不够厚,流动不充分.
B、气泡.发孔
• 1. 硫化不足.
• 2. 压力不足.
• 3. 模内或胶料中有杂质或油污.
• 4. 硫化模温过高.
• 5. 硫化剂加少了,硫化速度太慢.
C、重皮.开裂
• 1. 硫化速度太快,胶流动不充分.
• 2. 模具脏或胶料粘污迹.
• 3. 隔离剂或脱模剂太多.
• 4. 胶料厚度不够.
D、产品脱模破裂
• 1. 模温过高或者硫时过长.
• 2. 硫化剂用量过多.
• 3. 脱模方法不对.
E、难加工
• 1. 产品撕裂强度太好,(如高拉力胶).这种难加工表现为毛边撕不下来.
• 2. 产品强度太差,表现为毛边很脆,会连产品一起撕破.
氢化丁腈橡胶的应用与研究进展随着汽车、石油工业的发展,橡胶部件除要求耐油外,还需具有良好的耐热、耐高温、高压、耐氧等特性。普通丁腈橡胶(NBR)已远不能满足这些要求,尽管其中一些用途已为氟橡胶所取代,但氟橡胶价格昂贵。因此人们开始探求对NBR性能的改进,氢化丁腈橡胶就是为了满足这种新的需要而开发成功的。
HNBR的耐高温性为130~180℃,耐寒性为-55~-38℃且机械性能优良,与其它聚合物相比更能满足汽车工业的要求。用ZnO/甲基丙烯酸(MAA)补强的HN BR可制作三角带、等规三角带、多用三角环的底层胶、隔振器等;也可制备密封圈、密封件,耐热管等。在石油钻井中,要求橡胶制品必须耐受高温、高压、酸、胺、H2S、CO2、CH4等蒸汽的考验。而用HNBR制备的各种制品,可耐酸、耐油、耐溶剂。用ZnO/MAA补强的HNBR可用于制作钻井保护箱和泥浆泵用活塞.此外,采用打浆法将HNBR制成纸型垫圈可用作石油工业及汽车工业的密封垫圈。HNBR的耐热、耐辐射性能比硅橡胶、氟橡胶、聚四氯乙烯要好,适宜作发电站的各种橡胶密封件,也用作液压管、液压密封、发电站用电缆护套,还可作印刷和织物辊筒、武器部件及航天用密封件、覆盖层、燃油囊等;HNBR胶乳可用作表面涂层(画),纺织、纸张、皮革、金属、陶瓷、无纺布纤维用的粘合剂,以及发泡橡胶、浸渍胶乳产品等。此外,用ZnO/MAA,过氧化物、高耐磨炉黑补强的HNBR,其综合性能比普通HNBR要好。
二、HNBR的制备
HNBR的制备方法主要有三种:乙烯一丙烯腈共聚法、NBR溶液加氢法和NBR乳液加氢法。丙烯腈一乙烯共聚法制备HNBR时,由于共聚反应中各单体的反应速率差异很大(rAN=0.04,rE=0.8),比较难控制,且所行聚合物性能还不太好,此法尚处于小试研究阶段.
NBR的乳液加氢法是利用对甲基磺酰肼热分解产生得到二酰亚胺,它是有效的加氢还原剂,1984年由WideMan首次发表了用二酰亚胺作还原剂制备乳液HN BR的工艺,他发现NBR胶乳可在水合肼、氧气或双氧水等氧化剂以及铜、铁等金属离子引发剂的作用下直接生成HNBR。美国GoodYear橡胶轮胎公司的Parker等采用乳液加氢法制得了HNBR胶乳,其配方为(质量份):NBR胶乳: 100g,CuSO4 5H2O: 0.008g,十二烷基硫酸钠 : 0.15g,消泡剂,水合肼: 15.6g,H2O2: 16.66g。在反应器中加人NBR胶乳,CuSO4•5H2O,表面活性剂,加热至45~50℃,加入水合肼,然后在以后7h内加完H2O2,并添加消泡剂,恒温搅拌1小时可得HNBR。由于氢化母体(对甲苯磺酰肼)价格昂贵,氢化速率慢,此法尚处于小试阶段。
NBR的溶液加氢法是在NBR溶液中,以贵金属钯、钙、铑为催化剂,用氢气进行加氢。NBR分子链上的丙烯睛含量决定了它的耐油性,氢化NBR时,只对二烯单元的双键选择性加氢还原成饱和键,并不氢化丙烯腈单元的侧链睛基—C≡N。目前这种加氢法主要选用两种催化剂,即非均相载体催化剂和均相配位催化剂。首先问世的非均相载体催化剂是以碳为载体的Pd/C催化剂,这种催化剂的选择性高,氢化率最高达95.6%,但在加氢反应中,与炭黑亲合的二烯橡胶易吸附在炭黑表面,搅拌时炭黑易凝聚成块,存在于HNBR中,对其硫化特性会产生不良影响。日本瑞翁公司选用SiO2为载体的Pd/SiO2催化剂,已实现了工业化。这两种载体催化剂氢化NBR时,NBR催化剂残留物或聚合反应中使用的助剂可能粘附于载体表面或滞留在微孔内,使催化剂活性急剧下降,影响再次使用。
均相配位催化剂目前常见的有三种:钯催化剂、铑催化剂和铱催化剂,钯型催化剂对水和空气稳定,贮运方便,可反复回收利用,但活性和选择性差;铱型催化剂氢化NBR具有非常高的活性和选择性,已成为HNBR开发的热点之一。铑型催化剂具有最高的活性和选择性,RhH(PPh3)3型氢化铑催化剂可在溶液或乳液中对NBR进行催化加氢,反应所用溶剂为苯,温度为80~160℃,氢压为0.05~3MPa,时间2~10小时。为使催化剂稳定还需加入PPh3,催化剂和PPh3的用量分别为0.05%~20%、l%~25%(以NBR为基准),两者质量比为0.6/1~20/1。该催化体系具有高活性和选择性,氢化率最低为95%。但铑资源紧张,价值昂贵,大规模生产应回收利用,有人用三氨基硅烷吸收了HNBR中81%的残余铑。
三、结论
HNBR在保持NBR原有的优异的耐油性的同时,又获得了非常好的耐热性(耐150℃高温)、耐臭氧性,其运用领域已突破了NBR的传统领域,使得氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯等特种橡胶也受到一定的冲击。从经济角度看,HNBR销售价暂时还较贵,但还是比氟橡胶低得多。同时,由于HNBR的刚度低,工艺性能好,密度低,可以加人更多的填料,而且HNBR制品单位体积只有氟橡胶的一半,所以,它将成为氟橡胶等特种弹性体的代用品。虽然,HNBR在国外已生产多年,其应用领域不断扩大,而在国内尚属空白,我们应不失时机地开发HNBR。据初步了解,我国大庆、胜利油田有2000余口二期井需用潜油泵在井深2000米,温度140℃左右下抽油,如用NBR的锭子,使用周期仅有几个月甚至更短,如用HNBR的锭子,使用周期可达一年以上。我国南京橡胶制品一厂每年就需HNBR30余吨。在HNBR的制造中,NBR的催化加氢技术是关键,溶液加氢NBR生产技术条件苛刻,兰化公司已在进行这项研究工作,由于铑回收率低,成本相对较高。近年来,水溶性两相催化剂加氢及加氢甲酰化的研究正是着眼于贵金属催化剂的分离回收及循环使用,一旦能使这类催化剂的应用扩大到高分子的加氢上,就可以用它们来进行NBR的氢化,目前,我们已合成了两个水溶性膦配体,正在进行这方面的尝试。
橡胶原料基础知识简述
三元乙丙胶(EPDM)
三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯经溶液共聚合而成的橡胶,再引入第三单体(ENB)。三元乙丙橡胶基本上是一种饱和的高聚物,耐老化性能非常好、耐天候性好、电绝缘性能优良、耐化学腐蚀性好、冲击弹性较好。乙丙橡胶的最主要缺点是硫化速度慢;与其它不饱和橡胶并用难,自粘和互粘性都很差,故加工性能不好。根据乙丙橡胶的性能特点,主要应用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀、电气绝缘几个领域,如用于轮胎的浅色胎侧、耐热运输带、电缆、电线、防腐衬里、密封垫圈、建筑防水片材、门窗密封条、家用电器配件、塑料改性等。
天然橡胶
天然橡胶是在橡胶树体内生物合成的聚异戊二烯。天然橡胶具有很好的弹性,弹性模量为2~4MPa,约为钢铁的1/30000,而伸长率为钢铁的300倍。天然橡胶是一种结晶性橡胶,自补强性大,具有非常好的机械强度。天然橡胶具有很好的气密性。天然橡胶具有较好的耐碱性能,但不耐强酸。天然橡胶为非极性橡胶,因此,只能耐一些极性溶剂,而在非极性溶剂中则膨胀,故其耐油和非极性溶剂性很差。
天然橡胶由于综合性能良好,可以单用作成各种橡胶制品,也可与其它橡胶并用,以改进其它橡胶性能,如成型粘性,拉伸强度等,从而全面提高橡胶制品的性能。广泛应用于轮胎、胶管、胶带及各种工业橡胶制品。
丁苯橡胶(SBR)
丁苯橡胶是苯乙烯与丁二烯的共聚物。丁苯橡胶按聚合方法分类,可分为乳液聚合和溶液聚合二种。由于这种胶具有较低的滚动阻力、较高的抗湿滑性和较好的综合性能,故发展较快。丁苯橡胶是一种产量最大的合成橡胶,据统计,1991年全世界总产量为755万吨,约占合成橡胶的55%,占全部橡胶的34%,其中大约有70%用于轮胎业。在各种丁苯橡胶中,低温乳聚丁苯橡胶产量最大。
氟胶(F)
氟橡胶是指一组分子链侧基含氟的弹性体,有10种,其中普遍使用的是偏氟乙烯与全氟丙烯或再加上四氟乙烯的共聚物。氟橡胶属碳链饱和极性橡胶,耐高温性能在橡胶材料中是最高的,在250℃下可长期工作,320℃下可短期工作工矿企耐油性在橡胶材料中也是最好的
高苯乙烯橡胶
高苯乙烯橡胶是苯乙烯含量为85-87%的高苯乙烯树脂胶乳与丁苯橡胶胶乳以一定比例混合后,经共凝聚得到的产品。高苯乙烯橡胶适于制造高硬度的制品,用作加工助剂及有机强化剂。用于鞋底、地板材、玩具球、高尔夫球、脚轮、吸尘器喷嘴、硬质橡胶等。
氯磺化聚乙烯(CSM)
氯磺化聚乙烯是聚乙烯经氯化及磺化的产物,一般氯含量在27-45%间,最适宜的含量37%,这时弹性刚性最低。硫僻量为1-5%间,一般含量为1.5%以下,以磺酰氯形式存在于分子中,提供交联点。氯磺化聚乙烯是饱和性橡胶,而且含有氯磺酰斟和氯原子,因此具有优异的耐臭扭送老化、耐天候老化和耐热老化性能,还具有优良的不延燃性,其耐燃性仅次于氯丁胶。另外它的物理机械性能良好,以及较好的耐酸、碱等化学药品的性能。其缺点是压缩永久变形大,低温弹性差,耐油性远不如丁腈橡胶。氯磺化聚乙烯橡胶主要用于制造胶管、胶带和各种特殊胶布制品,各种涂层,电线和电缆的保护皮等。
丙烯酸酯橡胶(ACM)
丙烯酸酯橡胶是由丙烯酸丁酯与丙烯腈或少许第三单体共聚而成,属饱和碳链极性橡胶,丙烯酸酯橡胶的耐热耐油的综合性能很好,适用于制造180oC高温下使用的橡胶油封、O型圈、垫片和胶管的适用材料,是汽车工业中的重要材料。丙烯酸酯橡胶还具有许多其他的优异性能——耐臭氧、耐屈挠、耐日光老化、气密性良好、橡胶透明性及织物粘着性良好等。这些使得丙烯酸酯橡胶的应用领域相当广泛——海绵产品、深井勘探、电器工业中部分代替硅橡胶、胶粘剂方面。
丁腈胶(NBR)
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液共聚而成的聚合物,丁腈橡胶以其优异的耐油性而蓍称,其耐油性仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶和氟橡胶,此外丁腈橡胶还具有良好的耐磨性、耐老化性和气密性,但耐臭氧性、电绝缘性和耐寒性都比较差,而导电性动比较好。因而在橡胶工业中应用得广泛。丁腈橡胶的用途,主要应用于耐油制品,例如各种密封制品。其它还有作为PVC改性剂及与PVC并用做阻燃制品,与酚醛并用做结构胶粘剂,做抗静电好的橡胶制品等。
氢化丁腈橡胶(HNBR)
氢化丁腈橡胶具有优异的耐油性、耐热性、耐溶剂性、耐磨性。主要用于油田、汽车工业方面。随着油井的深度的增加,使用条件日益苛刻。氢化丁腈橡胶由于其优异的耐热及耐油性,良好的耐综合介质的性能,在油田上的用量迅速增长。在汽车工业方面,随着科技的进步,产品的更新,对橡胶制品的要求不断提升,氢化丁腈橡胶性能优异,被越来越多的客户认可,得到广泛的应用。
丁腈胶与聚氯乙烯混合物(NBR/PVC)
橡塑合金是依靠科学方法使橡胶与塑料在特定配方和工艺条件下熔合为共融体,由此得名“橡塑合金”。NV橡塑合金是丁腈胶和PVC的共融体,是橡胶和塑料互相取长补短,发挥特长的有效方法,因此NV橡塑合金是一种理想的耐油材料,其特点是:粘度高、强度大、耐油、耐溶剂、耐磨抗撕、耐臭氧、耐天候老化、耐热老化。综合物理机械性能优于丁腈,是胶辊、胶管、汽车配件的首选材料,同时也广泛用于胶板、输送带、电线、电缆等各种耐油、耐老化橡塑制品。
常用橡胶的品种,特性,用途
1、天然橡胶(NR) 以橡胶烃(聚异戊二烯)为主,含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。 弹性大,定伸强度高,抗撕裂性和电绝缘性优良,耐磨性和耐旱性良好,加工性佳,易于其它材料粘合,在综合性能方面优于多数合成橡胶。缺点是耐氧和耐臭氧性差,容易老化变质;耐油和耐溶剂性不好,第抗酸碱的腐蚀能力低;耐热性不高。使用温度范围:约-60℃~+80℃。 制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶-金属悬挂元件、膜片、模压制品。
2、丁苯橡胶(SBR) 丁二烯和苯乙烯的共聚体。 性能接近天然橡胶,是目前产量最大的通用合成橡胶,其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶,质地也较天然橡胶均匀。缺点是:弹性较低,抗屈挠、抗撕裂性能较差;加工性能差,特别是自粘性差、生胶强度低。使用温度范围:约-50℃~+100℃。 主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。
3、顺丁橡胶(BR) 是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。 优点是:弹性与耐磨性优良,耐老化性好,耐低温性优异,在动态负荷下发热量小,易于金属粘合。缺点是强度较低,抗撕裂性差,加工性能与自粘性差。使用温度范围:约-60℃~+100℃。 一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用,主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。
4、异戊橡胶(IR) 是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。 化学组成、立体结构与天然橡胶相似,性能也非常接近天然橡胶,故有合成天然橡胶之称。它具有天然橡胶的大部分优点,耐老化由于天然橡胶,弹性和强力比天然橡胶稍低,加工性能差,成本较高。使用温度范围:约-50℃~+100℃ 可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。
5、氯丁橡胶(CR) 是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。 这种橡胶分子中含有氯原子,所以与其他通用橡胶相比:它具有优良的抗氧、抗臭氧性,不易燃,着火后能自熄,耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点;其物理机械性能也比天然橡胶好,故可用作通用橡胶,也可用作特种橡胶。主要缺点是耐寒性较差,比重较大、相对成本高,电绝缘性不好,加工时易粘滚、易焦烧及易粘模。此外,生胶稳定性差,不易保存。使用温度范围:约-45℃~+100℃。 主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套及各种防护套、保护罩;耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬里;耐燃的地下采矿用橡胶制品,以及各种模压制品、密封圈、垫、粘结剂等。
6、丁基橡胶(IIR) 是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体。 最大特点是气密性好,耐臭氧、耐老化性能好,耐热性较高,长期工作温度可在130℃以下;能耐无机强酸(如硫酸、硝酸等)和一般有机溶剂,吸振和阻尼特性良好,电绝缘性也非常好。缺点是弹性差,加工性能差,硫化速度慢,粘着性和耐油性差。使用温度范围:约-40℃~+120℃。 主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及防震制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。
7、丁晴橡胶(NBR) 丁二烯和丙烯晴的共聚体。 特点是耐汽油和脂肪烃油类的性能特别好,仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯和氟橡胶,而优于其他通用橡胶。耐热性好,气密性、耐磨及耐水性等均较好,粘结力强。缺点是耐寒及耐臭氧性较差,强力及弹性较低,耐酸性差,电绝缘性不好,耐极性溶剂性能也较差。使用温度范围:约-30℃~+100℃。 主要用于制造各种耐油制品,如胶管、密封制品等。
8、氢化丁晴橡胶(HNBR) 丁二烯和丙烯晴的共聚体。 它是通过全部或部分氢化NBR的丁二烯中的双键而得到的。其特点是机械强度和耐磨性高,用过氧化物交联时耐热性比NBR好,其他性能与丁晴橡胶一样。缺点是价格较高。使用温度范围:约-30℃~+150℃。 主要用于耐油、耐高温的密封制品。
9、乙丙橡胶(EPM\\EPDM) 乙烯和丙烯的共聚体,一般分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶。 特点是抗臭氧、耐紫外线、耐天候性和耐老化性优异,居通用橡胶之首。电绝缘性、耐化学性、冲击弹性很好,耐酸碱,比重小,可进行高填充配合。耐热可达150℃,耐极性溶剂-酮、酯等,但不耐脂肪烃和芳香烃,其他物理机械性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。缺点是自粘性和互粘性很差,不易粘合。使用温度范围:约-50℃~+150℃。 主要用作化工设备衬里、电线电缆包皮、蒸汽胶管、耐热运输带、汽车用橡胶制品及其他工业制品。
10、硅橡胶(Q) 为主链含有硅、氧原子的特种橡胶,其中起主要作用的是硅元素。 其主要特点是既耐高温(最高300℃)又耐低温(最低-100℃),是目前最好扥艾寒、耐高温橡胶;同时电绝缘性优良,对热氧化和臭氧的稳定性很高,化学惰性大。缺点是机械强度较低,耐油、耐溶剂和耐酸碱性差,较难硫化,价格较贵。使用温度:-60℃~+200℃。 主要用于制作耐高低温制品(胶管、密封件等)、耐高温电线电缆绝缘层,由于其无毒无味,还用于食品及医疗工业。
11、氟橡胶(FPM) 是由含氟单体共聚而成的有机弹性体。 其特点耐温高可达300℃,耐酸碱,耐油性是耐油橡胶中最好的,抗辐射、耐高真空性能好;电绝缘性、机械性能、耐化学腐蚀性、耐臭氧、耐大气老化性均优良。缺点是加工性差,价格昂贵耐寒性差,弹性透气性较低。使用温度范围:-20℃~+200℃。 主要用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、耐化学腐蚀的密封材料、胶管或其他零件及汽车工业。
12、聚氨酯橡胶(AU\\EU) 有聚酯(或聚醚)与二异氰酸酯类化合物聚合而成的弹性体。 其特点是耐磨性好,在各种橡胶中是最好的;强度高、弹性好、耐油性优良。耐臭氧、耐老化、气密性等也优异。缺点是耐温性能较差,耐水和耐碱性差,耐芳香烃、氯化烃及酮、酯、醇类等溶剂性较差。使用温度范围:约-30℃~+80℃。 制作轮胎紧挨由零件、垫圈、防震制品,以及耐磨、高强度和耐油的橡胶制品。
13、丙烯酸酯橡胶(ACM\\AEM) 它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物。 其特点是兼有良好的耐热、耐油性能,在含有硫、磷、氯添加剂的润滑油中性能稳定。同时耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外线、气密性优良。缺点是耐寒性差,不耐水,不耐蒸汽及有机和无机酸、碱。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液内膨胀严重。同时弹性和耐磨性差,电绝缘性差,加工性能较差。使用温度范围:约-25℃~+150℃。 可用于制造耐油、耐热、耐老化的制品,如密封件、胶管、化工衬里等。
14、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM) 它是聚乙烯经氯化和磺化处理后,所得到具有弹性的聚合物。 耐臭氧紧挨老化优良,耐候性优于其它橡胶。阻燃、耐热、耐溶剂性及耐大多数化学药品和耐酸碱性能较好。电绝缘性尚可,耐磨性与丁苯橡胶相似。缺点是抗撕裂性能差,加工性能不好。使用温度范围:约-20℃~+120℃。 可用作臭氧发生器上的密封材料,制造耐油密封件、电线电缆包皮以及耐油橡胶制品和化工衬里。
15、氯醚橡胶(CO\\ECO) 由环氧氯丙烷均聚或由环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚而成的聚合物。 特点是耐脂肪烃及氯化烃溶剂、耐碱、耐水、耐老化性能极好,耐臭氧性、耐蛐越舭と刃浴⑵苄愿摺H钡闶乔苛系汀⒌越喜睢⒌缇敌圆涣肌J褂梦露确段В涸迹?0℃~+140℃。 可用作胶管、密封件、薄膜和容器衬里、油箱、胶辊,制造油封、水封等。
16、氯化聚乙烯橡胶(CM或CPE) 是聚乙烯通过氯取代反应制成的具有弹性的聚合物。 性能与氯磺化聚乙烯橡胶接近,其特点是流动性好,容易加工;有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性,耐热、耐酸碱、耐油性良好。缺点是弹性差、压缩变形较大,电绝缘性较低。使用温度范围:约-20℃~+120℃。 电线电缆护套、胶管、胶带、胶辊化工衬里等。
橡胶分类
橡胶品种很多,分类方法也不统一
1)按材料来源可分为天然橡胶(Natural Rubber)和合成橡胶(Synthetic Rubber)两大类。
2)按其性能和用途可分为通用橡胶(Universal Rubber)和特种橡胶(Specialty Rubber Eastomer)两大类。
凡是性能与天然橡胶相同或接近,物理性能和加工性能较好,能广泛用于轮胎和其它一般橡胶制品的橡胶称为通用橡胶。通用橡胶有:天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(聚丁二烯橡胶,BR)、异戊橡胶(聚异戊二烯橡胶,IR)
凡是具有特殊性能,专供耐热、耐寒、耐化学腐蚀、耐油、耐溶剂、耐辐射等特殊性能橡胶制品使用的称为特种橡胶。特种橡胶有:丁腈橡胶(NBR)、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚硫橡胶、聚丙烯酸酯橡胶(UR)、氯醚橡胶、氯化聚乙烯橡胶(CPE)、氯磺化聚乙烯(CSM)、丁吡橡胶等。
实际上,通用橡胶和特种橡胶之间并无严格的界限,如乙丙橡胶兼具上述两方面的特点。通用橡胶与特种橡胶之间的有:氯丁橡胶(CR)、乙丙橡胶(EPDM)、丁基橡胶(IIR)
3)热塑性橡胶:SBS热塑性橡胶
橡胶定义及种类划分
1、橡胶分为天然橡胶和合成橡胶。
天然橡胶主要来源于三叶橡胶树,当这种橡胶树的表皮被割开时,就会流出乳白色的汁液,称为胶乳,胶乳经凝聚、洗涤、成型、干燥即得天然橡胶。
合成橡胶是由人工合成方法而制得的,采用不同的原料(单体)可以合成出不同种类的橡胶。
2、通用橡胶
是指部分或全部代替天然橡胶使用的胶种,如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等,主要用于制造轮胎和一般工业橡胶制品。通用橡胶的需求量大,是合成橡胶的主要品种。
丁苯橡胶:
丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯共聚制得的,是产量最大的通用合成橡胶,有乳聚丁苯橡胶 、溶聚丁苯橡胶 和热塑性橡胶(SBS)。
顺丁橡胶 :
是丁二烯经溶液聚合制得的,顺丁橡胶具有特别优异的耐寒性、耐磨性和弹性,还具有较好的耐老化性能。顺丁橡胶绝大部分用于生产轮胎,少部分用于制造耐寒制品、缓冲材料以及胶带、胶鞋等。顺丁橡胶的缺点是抗撕裂性能交差,抗湿滑性能不好。
异戊橡胶 :
异戊橡胶是聚异戊二烯橡胶的简称,采用溶液聚合法生产。异戊橡胶与天然橡胶一样,具有良好的弹性和耐磨性,优良的耐热性和较好的化学稳定性。异戊橡胶生胶(未加工前)强度显著低于天然橡胶,但质量均一性、加工性能等优于天然橡胶。异戊橡胶可以代替天然橡胶制造载重轮胎和越野轮胎还可以用于生产各种橡胶制品。
异丙橡胶 :
乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原料合成,耐老化、电绝缘性能和耐臭氧性能突出。乙丙橡胶可大量充油和填充碳黑,制品价格较低,乙丙橡胶化学稳定性好,耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近。乙丙橡胶的用途十分广泛,可以作为轮胎胎侧、胶条和内胎以及汽车的零部件,还可以作电线、电缆包皮及高压、超高压绝缘材料。还可制造胶鞋、卫生用品等浅色制品。
氯丁橡胶 :
它是以氯丁二烯为主要原料,通过均聚或少量其它单体共聚而成的。如抗张强度高,耐热、耐光、耐老化性能优良,耐油性能均优于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。具有较强的耐燃性和优异的抗延燃性,其化学稳定性较高,耐水性良好。氯丁橡胶的缺点是电绝缘性能,耐寒性能较差,生胶在贮存时不稳定。氯丁橡胶用途广泛,如用来制作运输皮带和传动带, 电线、电缆的包皮材料,制造耐油胶管、垫圈以及耐化学腐蚀的设备衬里。
橡胶种类代号:
NR:天然橡胶Natutal Rubber
IR:异戊橡胶Polyisoprene
SBR:丁苯胶Styrene butadiene copolyme
BR:顺丁胶Polybutadiene
IIR:丁基橡胶 Butyl Rubber
EPDM:乙丙胶Ethylene propylene Rubber
CR:氯丁胶Polychloroprene
NBR:丁睛胶Nitrle Rubber
PU:聚氨酯胶Urethane Rubber
CSM:氯磺化聚乙烯胶Hypalon Polyethylene
ACM:丙烯酸酯橡胶Polyacrylate Rubber
ECO:氯酯橡胶Epichlorohydrin
SI:硅橡胶Silicone Rubber
FPM:氟素橡胶Fluoro Carbon Rubber
HNBR:氢化丁睛胶Hydrogenate Nitrile
合成橡胶的分类
一、丁苯橡胶
丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯经共聚合制得的橡胶。英文缩写是SBR。是产量最大的通用合成橡胶,有乳聚丁苯橡胶 、溶聚丁苯橡胶。
世界丁苯橡胶生产能力中约87%使用乳液聚合法,通常所说的丁苯橡胶主要是指乳聚丁苯橡胶。乳聚丁苯橡胶又包括高温乳液聚合的热丁苯与低温乳液聚合的冷丁苯。前者于1942年工业化,目前仍有少量生产,主要用于水泥、粘合剂、口香糖、以及某些织物包覆与模塑制品及机械制品。通常所说的丁苯橡胶主要是指低温乳液聚合法生产的丁苯橡胶,1947年工业化,它有较高的耐磨性和很高的抗张强度,良好的加工性能,以及其它综合性能,是目前产量最大、用途最广的合成橡胶品种。
溶聚丁苯橡胶(SSBR)是丁二烯与苯乙烯在烃类溶剂中,在丁基锂催化剂存在下聚合制得。80年代后期生产的第二代溶聚丁苯橡胶滚动阻力优于乳聚丁苯橡胶和天然橡胶,抗湿滑性优于顺丁橡胶,耐磨性也好,可以满足轮胎高速、安全、节能、舒适的要求,用其制造轮胎比乳聚丁苯橡胶节油3%~5%。
丁苯生胶是浅黄褐色弹性固体,密度随苯乙烯含量的增加而变大,耐油性差,但介电性能较好;生胶抗拉强度只有20-35千克力/厘米2,加入炭黑补强后,抗拉强度可达250-280千克力/厘米2;其黏合性﹑弹性和形变发热量均不如天然橡胶,但耐磨性﹑耐自然老化性﹑耐水性﹑气密性等却优于天然橡胶,因此是一种综合性能较好的橡胶。
丁苯橡胶是橡胶工业的骨干产品,它是合成橡胶第一大品种,综合性能良好,价格低,在多数场合可代替天然橡胶使用,主要用于轮胎工业,汽车部件、胶管、胶带、胶鞋、电线电缆以及其它橡胶制品。
二、顺丁橡胶\\聚丁二烯橡胶(BR)
丁二烯在聚合时由于条件不同可产生不同类型的聚合物。高顺式聚丁二烯橡胶1960年在国外正式投入工业生产,我国于1967年工业生产。这种橡胶习惯上称为顺丁橡胶。它是一个大品种的合成橡胶,主要用于轮胎工业。由于顺丁橡胶性能优越,成本较低,所以在橡胶生产中一直占有重要地位。
(1)聚丁二烯橡胶的分类聚丁二烯橡胶主要按制法分类:
溶聚---- 1.高顺式聚丁二烯橡胶(顺式96%-98%,镍、钴、稀土催化剂)
2.低顺式聚丁二烯橡胶(顺式35%-40%,锂催化剂)
3.超高顺式聚丁二烯橡胶(顺式98%以上)
4.低乙烯基聚丁二烯橡胶(乙烯基8%,顺式91%)
5.中乙烯基聚丁二烯橡胶(乙烯基35%-55%)
6.高乙烯基聚丁二烯橡胶(乙烯基70%以上)
7.低反式聚丁二烯橡胶(反式9%,顺式90%)
8.反式聚丁二烯橡胶(反式95%以上,室温为非橡胶态)
乳聚---- 乳聚聚丁二烯橡胶
本体聚合---- 丁钠橡胶(已淘汰)
(2)顺丁橡胶的结构顺丁橡胶含顺势1,4-结构为96%~98%,反式1,4-结构1%~2%,1,2-结构1%~2%。顺丁橡胶是结晶性橡胶,但结晶能力不强,所以自补强能力较小。另外,顺丁橡胶的结晶对应变得敏感性低,这也是使顺丁橡胶的自补强性比天然橡胶的低得多的原因之一。
(3)顺丁橡胶的性能由于顺丁橡胶的分子结构主要是顺式1,4-结构,分子排列规整,所以其弹性比天然橡胶还好。顺丁橡胶的玻璃化温度Tg=-105℃,故它的低温物理性能很好,耐寒温度低于-55℃。弹性是通用橡胶中最好的一种。耐热性与天然橡胶相同,都为120℃,但耐热老化性能却优于天然橡胶。拉伸强度比天然橡胶、丁苯橡胶都低,因此必须加入炭黑等补强剂。撕裂强度也比天然橡胶低,抗湿滑性能不好,用于轮胎胎面、鞋底时,在湿路上易打滑。顺丁橡胶的耐磨性优异,滞后损失小,生热低,这对制品在多次变形下的生热和永久变形的降低都十分有利。
顺丁橡胶在混炼前不需要塑炼。混炼胶的压出性能良好,适于注压成型,但粘着性差。顺丁橡胶对加工温度的变化较敏感,当开炼机辊温在60℃以上时,胶料易脱辊,给加工带来一定的困难。一般需要与天然橡胶或丁苯橡胶并用,以改善工艺加工性能。
顺丁橡胶的冷流性较大,这对生胶的包装、贮存和半成品的存放都提出了较高的要求。
(4) 顺丁橡胶的用途主要用于制造轮胎,还可用于制造耐磨制品(如胶鞋、胶辊)、耐寒制品和防震制品,可作为塑料的改性剂。顺丁橡胶可与多种橡胶并用。制造乘用汽车轮时,可与丁苯橡胶并用,并用量为35%~50%。制造载重汽车轮胎胎面时,常与天然橡胶并用,并用量为25%~50%。用于重型越野汽车轮胎胎面时,天然橡胶75份,顺丁橡胶25份较好。用于胶布时,一般与丁苯橡胶并用,并用量为15%~30%。用于制造轮胎胎侧时可与氯丁橡胶并用,以提高耐低温性能。顺丁橡胶也可与氯磺化聚乙烯并用。
工业用橡胶制品的分类
橡胶,同塑料、纤维并称为三大合成材料,是唯一具有高度伸缩性与极好弹性的高分子材料。橡胶的最大特征首先是弹性模量非常小,而伸长率很高。其次是它具有相当好的耐透气性以及耐各种化学介质和电绝缘的性能。某些特种合成橡胶更具备良好的耐油性及耐温性,能抵抗脂肪油、润滑油、液压油、燃料油以及溶剂油的溶胀;耐寒可低到-60℃至-80℃,耐热可高到+180℃至+350℃。橡胶还耐各种曲挠、弯曲变形,因为滞后损失小。橡胶的第三个特征在于它能与多种材料进行并用、共混、复合,由此进行改性,以得到良好的综合性能。橡胶的这些基本性能,是它成为工业上极好的减震、密封、屈挠、耐磨、防腐、绝缘以及粘接等材料。
工业用橡胶品种很多,按材料来源可分为天然橡胶(Natural Rubber)和合成橡胶(Synthetic Rubber)两大类。按其性能和用途可分为通用橡胶(Universal Rubber)和特种橡胶(Specialty Rubber Eastomer)两大类。
凡是性能与天然橡胶相同或接近,物理性能和加工性能较好,能广泛用于轮胎和其它一般橡胶制品的橡胶称为通用橡胶。通用橡胶有:天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(聚丁二烯橡胶,BR)、异戊橡胶(聚异戊二烯橡胶,IR)
凡是具有特殊性能,专供耐热、耐寒、耐化学腐蚀、耐油、耐溶剂、耐辐射等特殊性能橡胶制品使用的称为特种橡胶。特种橡胶有:丁腈橡胶(NBR)、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚硫橡胶、聚丙烯酸酯橡胶(UR)、氯醚橡胶、氯化聚乙烯橡胶(CPE)、氯磺化聚乙烯(CSM)、丁吡橡胶等。
实际上,通用橡胶和特种橡胶之间并无严格的界限,如乙丙橡胶兼具上述两方面的特点。通用橡胶与特种橡胶之间的有:氯丁橡胶(CR)、乙丙橡胶(EPDM)、丁基橡胶(IIR)
天然橡胶品种概况
一、自然属性
通常我们所说的天然橡胶,是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳,经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物,分子式是(C5H8)n,其橡胶烃(聚异戊二烯)含量在90%以上,还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等。
天然橡胶的物理特性。天然橡胶在常温下具有较高的弹性,稍带塑性,具有非常好的机械强度,滞后损失小,在多次变形时生热低,因此其耐屈挠性也很好,并且因为是非极性橡胶,所以电绝缘性能良好。
天然橡胶的化学特性。因为有不饱和双键,所以天然橡胶是一种化学反应能力较强的物质,光、热、臭氧、辐射、屈挠变形和铜、锰等金属都能促进橡胶的老化
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