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1,橡胶知识培训,2007-12-20,目录,一、橡胶的定义二、橡胶的分类简介三、橡胶混炼胶的配方结构四、常用橡胶种类、性质、用途五、各橡胶的性质对比表,通俗定义:橡胶是一种高弹性的高分子化合物（分子量一般在10万以上），因而具有其它材料所没有的高弹性。因而也称为弹性体。橡胶的起源:由热带美洲天然的哭泪树的乳液晒干凝固而成。发展:硫化法的发明。硫化是橡胶的线性大分子链通过化学交联而构成三维网状结构的化学变化过程。,橡胶的定义,橡胶的分类,按材料来源：天然橡胶和合成橡胶。按性能和用途分：通用橡胶和特种橡胶。,一、天然橡胶顾名思义，是由天然或人工种植的橡胶树经过割胶，过滤清洗。干燥等工序加工而成。其成分中9194是橡胶烃，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。二、合成橡胶以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子。,三、通用橡胶：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）、丁腈橡胶（NBR）、顺丁橡胶（聚丁二烯橡胶，BR）、异戊橡胶（聚异戊二烯橡胶，IR）、氯丁橡胶（CR）、乙丙橡胶（EPR）、丁基橡胶（IIR）。,1.异戊胶(IR)异戊二烯为单体。因为结构与NR一样，所以也称为人造天然胶。性质与NR类似。2.顺丁胶(BR)丁二烯其弹性和耐低温性是通用胶中最好的，用于轮胎，耐磨制品、耐寒制品、防震制品及塑料改性等。由于加工困难，通常与NR、SBR并用。3.氯丁橡胶（CR）氯丁二烯为主要原料，通过均聚或少量其它单体共聚而成。为一物性,耐药性,耐热性，耐候性，低燃烧与耐油性均衡的合成橡胶，但是电绝缘性能，耐寒性能较差，生胶在贮存时不稳定。主要应用于接著剂，传送带，耐油胶管与垫片等。4.丁基橡胶（IIR）异丁烯/异戊二烯的共聚物。其特点为极低的透气性。具有优良的耐极性溶剂，耐热性与耐药性,但加工性差，硫化困难，且不易于NR，SBR等橡胶混合。5.丁腈橡胶（NBR）6.丁苯胶(SBR)7.三元乙丙胶(EPDM),四、特种橡胶：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：硅橡胶（Q）、氟橡胶（FPM）、聚氨酯橡胶（AU/EU）、聚硫橡胶（TR）、聚丙烯酸酯橡胶（ACM/AEM）、氯醚橡胶（ECO）、氯化聚乙烯橡胶（CPE）、氯磺化聚乙烯（CSM）、丁吡橡胶（PBR）等。,橡胶混炼胶的配方结构,生胶：也叫原胶，没添加其它成分。硫化剂：能使橡胶发生硫化（交联）的化学物质。如硫磺，过氧化物等等。促进剂：能缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量，提高和改善硫化胶力学性能和化学稳定性的化学物质。如TT、CZ等。活性剂：能增加促进剂活性，提高硫化速度和硫化效率，改善硫化胶性能的化学物质。如ZnO等。,补强剂：能改善橡胶的力学性能，如提高拉伸强度、耐磨性、撕裂强度和定伸应力，从而达到提高使用性能，延长使用寿命的作用。如碳黑,白碳黑。增塑剂：也叫软化剂，降低胶料硬度用。大部分是油类，如DOP、环氧大豆油、石蜡油等等。防老剂：增强橡胶抵抗光，热，氧气，臭氧，紫外线等破坏的物质，如4010-NA,RD等等。防焦剂：少量添加到胶料中能防止或延缓胶料在硫化前的加工和贮存过程中发生早期硫化（焦烧）现象的物质。其它：如着色剂，分散剂，抗静电剂，阻燃剂，发泡剂，增粘剂等。,常用的橡胶种类,1.天然橡胶（NR)2.丁苯橡胶（SBR)3.丁腈橡胶（NBR)4.乙丙橡胶（EPR)5.硅橡胶（Q）,橡胶知识培训资料(下),1.天然橡胶的特点,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，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。物理机械性能：常温下具有很好的弹性，伸长率最大可达1000%。在0100范围内，回弹性可达5085%以上。热性能：受热后缓慢软化，130140开始流动，200开始分解，270剧烈分解。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。耐介质性：介质指油类、液态的化学物质等。天然橡胶非极性，易溶于非极性溶剂和非极性油，不耐环己烷、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，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。电性能：较好的绝缘材料，但硫化后，绝缘性下降。加工性能：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。其他性能：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。耐磨性、耐寒性较好，具有良好的气密性、防水性、电绝缘性和绝热性。,天然橡胶的用途,1.日常生活中的水鞋、暖水袋、松紧带；2.医疗卫生上所用的医用手套、输血管；3.交通运输上所用的各种轮胎；4.工业上所用的传输带、耐酸和耐碱手套；5.农业上使用的排灌胶管、氨水袋；6.天文气象上使用的气象气球；目前，世界上天然橡胶制品已达10万种以上。,2.丁苯橡胶SBR,丁二稀/苯乙稀的共聚合物，最早合成出的橡胶。弹性比NR稍差，耐磨和耐老化比NR好。化学性质：与天然橡胶一样是不饱和碳链橡胶，但双键数目较少，活性较低，由于苯基侧基和乙烯侧基的存在，空间位阻大，柔韧性较差。物理机械性能：较好的综合性能。机械性能、加工性能和制品使用性能均与天然橡胶相近。也是不饱和橡胶，可用硫磺硫化，因不饱和度比天然橡胶底，硫化速度较慢，加工安全性提高。硫化胶比NR有更好的耐磨性、耐老化、永久变形（高硬度时的压缩变形较差）、耐透气性，但弹性、耐寒性、耐撕裂性（尤其是耐热撕裂性）差，耐屈挠龟裂性差。SBR依其结合苯乙烯的多少，性质有所差异。耐介质性：非极性橡胶，耐油性和耐非极性溶剂性差。但由于结构紧密，所以耐油性和耐非极性溶剂性、耐化学腐蚀性/耐水性均比天然橡胶好，因杂质少，电绝缘性也比天然橡胶稍好。加工性能：因分子链柔韧性差，加工性能较差。表现在混炼时，对配合剂的湿润能力差，温升高，设备负荷大；压出操作较困难，半成品收缩率或膨胀率大。与NR、BR等通用橡胶的并用性能好。耐温：0C100C。不建议使用强酸、臭氧、油类、油酯和酯及大部分的碳氢化合物之中。,丁苯橡胶的用途,SBR可代替天然橡胶使用，而且可与天然橡胶、顺丁橡胶并用。主要用于充气轮胎，其次用于胶鞋、胶管、胶带、胶布及模型制品。世界上生产的丁苯橡胶有75%用于轮胎。丁苯橡胶还可用于制造透明性软质件、医疗器械、食品容器、文化用品和汽车内装饰件等。,3.丁腈橡胶NBR,丙烯腈/丁二烯共聚合而成。结构特点：不饱和橡胶，丙烯腈含量由18%50%，丙烯腈含量愈高，极性越强，对石化油品碳氢燃料油之抵抗性愈好，但分子链柔韧性越差。低温性能也变差。物理机械性能：由于NBR的极性，增大了分子间力，使耐磨性提高，比天然橡胶高30%45%。透气率低，仅次于丁基橡胶。硫化胶的弹性、耐寒性、耐屈挠性、抗撕裂性差，变形生热大。耐介质性：由于氰基极性较高，NBR对非极性和弱极性油类基本不溶胀，耐油性是通用橡胶中最好的，但能溶于苯、甲苯、酯类、氯仿等芳香烃和极性溶剂。对强氧化性酸的抵抗能力较差。耐热性能：耐热性能优于天然橡、丁苯橡胶等通用橡胶，较其它橡胶有更宽的使用温度，能在120下长期使用。耐寒性比一般通用橡胶都差，脆性温度-20-10。加工性能：加工性能差，表现为塑炼效果低，混炼操作较困难，塑混炼加工中生热高，压延、压出的收缩率和膨胀率大，硫化速度慢等。,丁腈橡胶的用途,1、广泛用于各种耐油制品。如油封、输油胶管、化工容器衬里、垫圈等。可说是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件。2、由于NBR的极性，属于半导体橡胶，可用于需要导出静电，避免引起火灾的地方，如纺织皮辊、皮圈、阻燃运输带等。3、与其他橡胶或塑料并用改善各方面的性能，最广泛与PVC并用，以进一步提高它的耐油、耐臭氧老化性能。,4.乙丙橡胶EPR,由乙稀/丙烯为基础单体合成的共聚物。有二元乙丙和三元乙丙橡胶之分。前者为乙烯丙烯的共聚物，代号为EPM，因合而成主链不含双链，因此耐热性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常优秀，但无法硫磺加硫；为解决此问题，后者在EP主链上导入少量有双键之第三成份而可硫黄加硫即成EPDM。结构特点决定了它具有很好的耐老化性、电绝缘性等，同时具有接近于NR的弹性和很好的耐寒性。,物理机械性能：良好的弹性和抗压缩变形性。低温状态下的弹性保持性好，冷冻到-57才变硬，到-77变脆。耐老化性：现有通用型橡胶中是最好的。EPR的抗臭氧性能最好；耐天候性能也非常好，能长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用。含炭黑的EPR硫化胶在阳光下暴晒三年后未发生龟裂，物理机械性能变化也很小。耐热性能：在150下，一般可长期使用，间歇使用可耐200高温。电性能：绝缘性能和耐电晕性能超过IIR，且吸水性小，浸水后的抗电性能也很好。耐介质性：对各种极性化学药品如醇、酮、乙二醇及磷酸脂类液压油和酸碱（浓强酸除外）的抗耐性好，长时间接触后性能变化不大。但不耐油。加工性能：易容纳补强剂、软化剂，可进行高填充配合，硫化速度慢，与不饱和橡胶不能并用，自黏和互黏性都很差，给加工工艺带来一定困难。,乙丙橡胶的用途,乙丙橡胶中由于主链不含双键，具有优异的耐候、耐臭氧、耐热、耐酸碱性能，电绝缘性好，防水，耐极性有机溶剂。主要应用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀、电气绝缘几个领域，如1、可用于高温水蒸汽环境之密封件。2、卫浴设备密封件或零件。3、制动(刹车)系统中的橡胶零件。4、散热器(汽车水箱)中的密封件。5、室外的防护套。6、码头缓冲器、桥梁减振垫、各种建筑用防水材料。,5.硅橡胶,硅胶是以聚硅氧烷为主链的有机弹性体。而聚硅氧烷则由Si-O（硅-氧）链重复连接构成。一般可按硫化方式和化学结构划分，按硫化温度和使用特征分为高温硫化（HTV）和室温硫化（RTV）两大类。按结构分类是根据聚硅氧烷橡胶引入有机侧基的不同划分的。主要有二甲基硅橡胶（MQ）、甲基乙烯基硅橡胶（MVQ）、甲基苯基乙烯基硅橡胶（MPVQ）和三氟丙基甲基乙烯基硅橡胶（FMVQ）等。,耐高低温：耐热性橡胶。各种橡胶中，它具有最宽广的工作温度范围-100350。耐天候性：优异的耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐天候老化性能，硫化硅橡胶在自由状态下置于室外数年性能无变化电绝缘性：受潮、频率变化或温度升高时的变化较小，燃烧后生成的二氧化硅仍为绝缘体，可使用在高压场合。生理惰性：无味，无毒，对人体无不良影响。特殊的表面性能：低吸湿性，长期浸于水中吸水率仅1%，物理机械性能不下降，防霉性能好，对各种藻类和霉菌无滋生作用；与许多材料不黏，可起阻隔作用。高透气性：透气率较普通橡胶大数十至数百倍，且对不同气体（O2、N2、CO2等）的透气率差别较大。耐介质性：对中性溶剂具有良好的抵抗性。不耐油，不建议使用于大部分浓缩的