橡胶技术基础知识问答
更新时间:2024-06-13 13:19:01 阅读量: 综合文库 文档下载
橡胶技术基础知识问答
一)什么是橡胶老化?在表面上有哪此表现?
答:橡胶及其制品在加工,贮存和使用过程中,由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏,最后丧失使用价值,这种变化叫做橡胶老化。
表面上表现为龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、长霉等。 影响橡胶老化的因素有哪些? 引起橡胶老化的因素有:
a)氧、氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应,分子链发生断裂或过度交联,引起橡胶性能的改变。氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。
B臭氧、臭氧的化学活性氧高得多,破坏性更大,它同样是使分子链发生断裂,但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。当作用于变形的橡胶(主要是不饱和橡胶)时,出现与应力作用方向直的裂纹,即所谓“臭氧龟裂”;作用于变形的橡胶时,仅表面生成氧化膜而不龟裂。
C)热:提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。但热的基本作用还是活化作用。提高氧扩散速度和活化氧化反应,从而加速橡胶氧化反应速度,这是普遍存在的一种老化现象——热氧老化。
D)光:光波越短、能量越大。对橡胶起破坏作用的是能量较高的紫外线。紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和交联外,橡胶因吸收光能而产生游离基,引发并加速氧化链反应过程。经外线光起着加热的作用。光作用其所长另一特点(与热作用不同)是它主要在橡表面进生。含胶率高的试样,两面会出现网状裂纹,即所谓“光外层裂”。
E)机械应力:在机械应力反复作用下,会使橡胶分子链断裂生成游离荃,引发氧化链反应,形成力化学过程。机械断裂分子链和机械活化氧化过程。哪能个占优势,视其所处的条件而定。此外,在应力作用下容易引起臭氧龟裂。
F)水分:水分的作用有两个方面:橡胶在潮湿空气淋雨或浸泡在水中时,容易破坏,这是由于橡胶中的水溶性物质和清水荃团等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特别是在水浸泡和大气曝露的交替作用下,会加速橡胶的破坏。但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用,甚至有延缓老化的作用。
G)其它:对橡胶的作用因素还有化学介质、变价金属离子、高能辐射、电和生物等。 (二)橡胶老化试验方法可分为哪几类? 答:可分为两大类:
1)自然老化试验方法:又分为老化试验,大气加速老化试验,自然贮存老化试验,自然介质(包括埋地等)和生物老化试验等。
2)人工加速老化试验方法。为热老化、臭氧老化、光老化、人工气候老化、光臭氧老化、生物老化、高能辐射和电老化以及化学介质老化等。 热空气老化试验对于各种胶料来说应选取什么温度等级?
对于天然橡胶来说,试验温度通常50~100℃,合成橡胶通常为50~150℃,某些特种橡胶试验温度则更高。如丁腈橡胶用70~150℃,硅氟胶一般用200~300℃。总之,应根据试验具体确定。
(五)什么是硫化?
“硫化”一词有其历史性,因最初的天然橡胶制品用硫磺作交联剂进行交联而得名,随着橡胶工业的发展,现在可以用多种非硫磺交联剂进行交联。因此硫化的更科学的意义应是“交联”或“架桥”,即线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程。从物性上即是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程。“硫化”的含义不仅包含实际交联的过程,还包括产生交联的方法。
(六)硫化过程可分为哪四个阶段?各有什么特点?
答:通过胶料定伸强度的测量(或硫化仪)可以看到,整个硫化过程可分为硫化诱导,预硫,正硫化和过硫(对天然胶来说是硫化返原)四个阶段。
硫化诱导期(焦烧时间)内,交联尚未开始,胶料有很好的流动性。这一阶段决定了 胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点,胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶本身性质有关,主要取决于所用助剂,如用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间,且有较高的加工安全性。
硫化诱导期以后便是以一定速度进行交联的预硫化阶段。预硫化期的交联程度低,即使到后期硫化胶的扯断强度,弹性也不能到达预想水平,但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。
到达正硫化阶段后,硫化胶的各项物理性能分别达到或接近最佳点,或达到性能的综合平衡。
正硫化阶段(硫化平坦区)之后,即为过硫阶段,有两种情况:天然胶出现“返原”现象(定伸强度下降),大部分合成胶(除丁基胶外)定伸强度继续增加。
对任何橡胶来说,硫化时不只是产生交联,还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。这一现象贯穿整个硫化过程。在过硫阶段,如果交联仍占优势,橡胶就发硬,定伸强度继续上升,反之,橡胶发软,即出现返原。 七)什么叫焦烧?
答:焦烧是胶料在工艺过程中产生的早期硫化现象。
焦烧实质上是在工艺过程中热和时间对胶料影响的积累,也可以叫做胶料的热历程。胶料的热历程逾长,温度逾高,则可逐渐缩短胶料的焦烧时间。
(胶料在贮存加工成型过程中受热的作用,发生早期硫化(交联)并失去流动性能和再加工的能力,这就是所谓焦烧现象.焦烧问题可以通过哪些途径来解决?
通常可以通过下途径解决:
(1)调整硫化体系,为次磺酰胺促进剂的采用,大大改善了防焦烧性能。
(2)改善胶料贮存和加工条件,如加强冷却;
(3)采用防焦剂。
(八)理想的防焦剂应具有哪些性能?
答:理想的防焦剂应具有下列性能:1、具有优良的防焦性能,对不同促进剂和胶料种选择性小,对其它配合剂不敏感;2、对胶料的硫化特性和硫化胶性能无不良影响;3、贮存稳定和操作性能良好,不结块,不飞扬,分散,不喷霜等,4、符合工业生产安全和卫生要求,5、价廉得,6、最好能兼具其它有益的功能。
(九)防焦剂有哪些类别?
答:按化学结构大致可分为四类:
一、有机酸防焦剂。
这类防焦剂包括邻萘二甲酸酐(PA)、水杨酸,安息香酸,邻醋酸荃萘甲酸等。它们的防焦效果差,对促进剂品种选择性大,而且显著降低硫化速度和硫化胶性能,对皮肤有刺激作用,但这类防焦剂价廉得其中最常用的是邻萘二甲酸酐,一般用于白色配合和工业制品,它对碱性促进剂DPG有效,对MBT出有效,对NOBS,TMTD无效,对硫化速度有影响。
名称 外观 熔点℃ 比重
邻萘二甲酸酐(PA) 白色粉末 >130 1.5
安息香酸(萘甲酸) 白色粉末黄色粉末 122 1.27
水杨酸(邻羟萘甲酸)白色与淡灰色粉末 157~161 1.48
邻醋酸萘甲酸 白色与乳白色粉末 >131 1.28
亚硝硝莶类防焦剂
二、一些芳族硝基化合物防焦剂,其中最常用的是N—亚硝蔡二萘胺(NDPA)。与有机酸不同,这类防焦剂对常用的噻唑类和次磺酰胺类促进剂有较好的防焦作用。NDPA对醛胺类似外的所有促进剂均有防焦作用,通常用量为0.5份,它对仲胺组成的次酰胺促进剂比对伯胺组成的更为有效。但NDPA的防焦效果。亚硝莶类防焦剂并不是一种理想的防焦剂,由于卫生原因及S—N型防焦剂的出现,其用量已剧减。
三、次磺酸胺类(S—N型)防焦剂
1、含羰蔡的S—N型防焦剂
(1)防焦剂CTP (2)防焦剂CCTP
(3)防焦剂MTP
2、含硫酰蔡的S—N型防焦剂。
(1)防焦剂E(N-三氯甲蔡硫代---萘蔡—萘酰胺)
(2)防焦剂APR—(异丙蔡硫代)—N环已萘并噻唑—z—磺酰
(3)防焦剂DITS
3、含磷S—N型防焦剂。
4、其它防焦剂:缩硫酮,CIPA,CTPA(本题摘自特种橡胶制品)2/1985 P48《防焦剂的发展和应用》张隐西
(十)防焦剂的作用以及目的是什么?
答: 防焦剂能防止胶料在操作期间产生早期硫化,同时一般又不妨碍硫化温度下捉时宜剂量正常作用。加入该类物质的目的是提高胶料操作安全性,增加胶料或胶浆的贮存寿命。
(十一)橡胶为什么要进行硫化?硫化剂有哪几类?
答:橡胶未经硫化以前,缺乏良好的物理机械性能,实用价值不大。当橡胶经过硫化后,由于分子结构的变化,而使其综合性显著改进,尤其是抗拉强度,定伸强度,伸长率,弹性,耐磨性,硬度等更为明显。硫化剂除硫磺、硒、碲以外有含硫氧化物、过氧化物,金属氧化物,醌类、胺类、树脂类等。
(十二)为什么不能无限提高硫化温度?
温度是硫化三大要素之一,与所有化学反应一样,硫化反应随温度升高而加快,并且大体适用范特霍夫定律,即温度每上升8~10。C(约相当于一个表压的蒸汽压力),其反应速度约增加一倍;或者说,反应时间约减少一半。随着室温硫化胶料的增加和高温硫化出现,硫化温度趋向两个极端。从提高硫化效率来说,应当认为硫化温度越高越好,但实际上不能无限提高硫化温度。首先受到橡胶导热性极小阻碍,对于厚制品来说,采用高温硫化很难使内外层胶料同时达到平坦范围;其次,各种橡胶的耐高温性能不一,有的橡胶经受不了高温的作用,如高温硫化天然橡胶时,溶于橡胶中的氧随温度提高而活性加大,引起强烈的氧化作用,破坏了橡胶的组织,降低了硫化胶的物理机械性能,第三,高温对橡胶制品中的纺织物有害为棉纤维布料超过140℃时,强力下降,在240℃下加热四小时则完全破坏。
橡胶生产工艺简介
综述
橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料,橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。
橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程,通过各种加工手段,使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶,在加入各种配合剂制成半成品,然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。
2橡胶加工工艺 2.1塑炼工艺
生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法,使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。
生胶塑炼的目的是降低它的弹性,增加可塑性,并获得适当的流动性,以满足混炼、压延、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。 掌握好适当的塑炼可塑度,对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现,有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。
在橡胶工业中,最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。
开炼机塑炼时温度一般在80℃以下,属于低温机械混炼方法。密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120℃以上,甚至高达160-180℃,属于高温机械混炼。
生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。 几种胶的塑炼特性:
天然橡胶用开炼机塑炼时,辊筒温度为30-40℃,时间约为15-20min;采用密炼机塑炼当温度达到120℃以上时,时间约为3-5min。
丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间,因此,丁苯橡胶也可不用塑炼,但是经过塑炼后可以提高配合剂的分散性
顺丁橡胶具有冷流性,缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低,可不用塑炼。 氯丁橡胶得塑性大,塑炼前可薄通3-5次,薄通温度在30-40℃。
乙丙橡胶的分子主链是饱和结构,塑炼难以引起分子的裂解,因此要选择门尼粘度低的品种而不用塑炼。
丁腈橡胶可塑度小,韧性大,塑炼时生热大。开炼时要采用低温40℃以下、小辊距、低容量以及分段塑炼,这样可以收到较好的效果。 2.2混炼工艺
混炼是指在炼胶机上将各种配合剂均匀的混到生胶种的过程。混炼的质量是对胶料的进一步加工和成品的质量有着决定性的影响,即使配方很好的胶料,如果混炼不好,也就会出现配合剂分散不均,胶料可塑度过高或过低,易焦烧、喷霜等,使压延、压出、涂胶和硫化等工艺不能正常进行,而且还会导致制品性能下降。
混炼方法通常分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。这两种方法都是间歇式混炼,这是目前最广泛的方法。
开炼机的混合过程分为三个阶段,即包辊(加入生胶的软化阶段)、吃粉(加入粉剂的
混合阶段)和翻炼(吃粉后使生胶和配合剂均达到均匀分散的阶段)。
开炼机混胶依胶料种类、用途、性能要求不同,工艺条件也不同。混炼中要注意加胶量、加料顺序、辊距、辊温、混炼时间、辊筒的转速和速比等各种因素。既不能混炼不足,又不能过炼。
密炼机混炼分为三个阶段,即湿润、分散和涅炼、密炼机混炼石在高温加压下进行的。操作方法一般分为一段混炼法和两段混炼法。
一段混炼法是指经密炼机一次完成混炼,然后压片得混炼胶的方法。他适用于全天然橡胶或掺有合成橡胶不超过50%的胶料,在一段混炼操作中,常采用分批逐步加料法,为使胶料不至于剧烈升高,一般采用慢速密炼机,也可以采用双速密炼机,加入硫磺时的温度必须低于100℃。其加料顺序为生胶—小料—补强剂—填充剂—油类软化剂—排料—冷却—加硫磺及超促进剂。
两段混炼法是指两次通过密炼机混炼压片制成混炼胶的方法。这种方法适用于合成橡胶含量超过50%得胶料,可以避免一段混炼法过程中混炼时间长、胶料温度高的缺点。第一阶段混炼与一段混炼法一样,只是不加硫化和活性大的促进剂,一段混炼完后下片冷却,停放一定的时间,然后再进行第二段混炼。混炼均匀后排料到压片机上再加硫化剂,翻炼后下片。分段混炼法每次炼胶时间较短,混炼温度较低,配合剂分散更均匀,胶料质量高。 2.3压延工艺
压延是将混炼胶在压延机上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程,它包括压片、贴合、压型和纺织物挂胶等作业。
压延工艺的主要设备是压延机,压延机一般由工作辊筒、机架、机座、传动装置、调速和调距装置、辊筒加热和冷却装置、润滑系统和紧急停车装置。压延机的种类很多,工作辊筒有两个、三个、四个不等,排列形式两辊有立式和卧式;三辊有直立式、Γ型和三角形;四辊有Γ型、L型、Z型和S型等多种。按工艺用途来分主要有压片压延机(用于压延胶片或纺织物贴胶,大多数三辊或四辊,各辊塑度不同)、擦胶压延机(用于纺织物的擦胶,三辊,各辊有一定得速比,中辊速度大。借助速比擦入纺织物中)、通用压延机(又称万能压延机,兼有压片和擦胶功能、三辊或四辊,可调速比)、压型压延机、贴合压延机和钢丝压延机。
压延过程一般包括以下工序:混炼胶的预热和供胶;纺织物的导开和干燥(有时还有浸胶) 胶料在四辊或三辊压延机上的压片或在纺织物上挂胶依机压延半成品的冷却、卷取、截断、放置等。
在进行压延前,需要对胶料和纺织物进行预加工,胶料进入压延机之前,需要先将其在热炼机上翻炼,这一工艺为热炼或称预热,其目的是提高胶料的混炼均匀性,进一步增加可塑性,提高温度,增大可塑性。为了提高胶料和纺织物的粘合性能,保证压延质量,需要对织物进行烘干,含水率控制在1-2%,含水量低,织物变硬,压延中易损坏,含水量高,粘附力差。
几种常见的橡胶的压延性能
天然橡胶热塑形大,收缩率小,压延容易,易粘附热辊,应控制各辊温差,以便胶片顺利转移;丁苯橡胶热塑性小,收缩率大,因此用于压延的胶料要充分塑炼。由于丁苯橡胶对压延的热敏性很显著,压延温度应低于天然橡胶,各辊温差有高到低;氯丁橡胶在75-95℃易粘辊,难于压延,应使用低温法或高温法,压延要迅速冷却,掺有石蜡、硬酯酸可以减少粘辊现象;乙丙橡胶压延性能良好,可以在广泛的温度范围内连续操作,温度过低时胶料收缩性大,易产生气泡;丁腈橡胶热塑性小,收缩性大,在胶料种加入填充剂或软化剂可减少收缩率,当填充剂重量占生胶重量的50%以上时,才能得到表面光滑的胶片,丁腈橡胶粘性小易粘冷辊。
2.4压出工艺
压出工艺是通过压出机机筒筒壁和螺杆件的作用,使胶料达到挤压和初步造型的目的,压出工艺也成为挤出工艺。
压出工艺的主要设备是压出机。
几种橡胶的压出特性:天然橡胶压出速度快,半成品收缩率小。机身温度50-60℃,机头70-80℃,口型80-90℃;丁苯橡胶压出速度慢,压缩变形大,表面粗糙,机身温度50-70℃,机头温度70-80℃,口型温度100-105℃;氯丁橡胶压出前不用充分热炼,机身温度50℃,机头℃,口型70℃;乙丙橡胶压出速度快、收缩率小,机身温度60-70℃,机头温度80-130℃,口型90-140℃。丁腈橡胶压出性能差,压出时应充分热炼。机身温度50-60℃,机头温度70-80℃。 2.5注射工艺
橡胶注射成型工艺是一种把胶料直接从机筒注入模性硫化的生产方法。包括喂料、塑化、注射、保压、硫化、出模等几个过程。注射硫化的最大特点是内层和外层得胶料温度比较均匀一致,硫化速度快,可加工大多数模压制品。 橡胶注射成型的设备是橡胶注射成型硫化机。 2.6压铸工艺
压铸法又称为传递模法或移模法。这种方法是将胶料装在压铸机的塞筒内,在加压下降胶料铸入模腔硫化。与注射成型法相似。如骨架油封等用此法生产溢边少,产品质量好。 2.7硫化工艺
早先,天然橡胶的主要用途只是做擦字橡皮;后来才用于制造小橡胶管。直到1823年,英国化学家麦金托什才发明将橡胶溶解在煤焦油中然后涂在布上做成防水布,可以用来制造雨衣和雨靴。但是,这种雨衣和雨靴一到夏天就熔化,一到冬天便变得又硬又脆。为了克服这一缺点,当时许多人都在想办法。美国发明家查理?古德伊尔也在进行橡胶改性的试验,他把天然橡胶和硫黄放在一起加热,希望能获得一种一年四季在所有温度下都保持干燥且富有弹性的物质。直到1839年2月他才获得成功。一天他把橡胶、硫黄和松节油混溶在一起倒入锅中(硫黄仅是用来染色的),不小心锅中的混合物溅到了灼热的火炉上。令他吃惊的是,混合物落入火中后并未熔化,而是保持原样被烧焦了,炉中残留的未完全烧焦的混合物则富有弹性。他把溅上去的东西从炉子上剥了下来,这才发现他已经制备了他想要的有弹性的橡胶。经过不断改进,他终于在1844年发明了橡胶硫化技术。
在橡胶制品生产过程中,硫化是最后一道加工工序。硫化是胶料在一定条件下,橡胶大分子由线型结构转变为网状结构的交联过程。硫化方法有冷硫化、室温硫化和热硫化三种。大多数橡胶制品采用热硫化。热硫化的设备有硫化罐、平板硫化机等。 2.8其他生产工艺
橡胶制品的生产工艺还有浸渍法、涂刮法、喷涂法、蕉塑法等。 3橡胶配方设计
3.1橡胶的硫化(交联)
交联是橡胶高弹性的基础,其特点是在一个橡胶分子链上仅形成少数几处交联点,因此不会影响橡胶分子链段的运动。
橡胶的硫化体系较多,常见的有:硫黄硫化体系、过氧化物硫化体系、树脂硫化体系、氧化物硫化体系等 3.1.1硫黄硫化体系
主要适应于二烯类橡胶,其硫化活性点是在双键旁边的α氢原子。 组成: 硫黄?
活性剂:氧化锌,硬脂酸?
促进剂:噻唑类(DM,M),次磺酰胺类(CZ,NOBS),秋兰姆类(TETD,TMTM,TMTD),胍(D)?
图 1 硫黄硫化体系的结构特点 表1硫黄硫化体系分类
硫化体系 硫黄/促进剂(S/A)比 交联键组成 性能特点
普通硫黄硫化体系 >1 以多硫键为主 动态疲劳性能好;老化性能差
半有效硫黄硫化体系(Semi-EV) ≈1 以单硫键和双硫键为主 老化性能好;压缩永久变形小;无硫化返原
有效硫黄硫化体系(EV) <<1 3.1.2过氧化物硫化体系-自由基机理
1 常见的过氧化物有:DCP(二枯基过氧化物)、BPO、DCBP、双2,5 2 助交联剂:抑制聚合难自由基无用的副反应。如TAIC,TAC,HVA-2
3 过氧化物硫化橡胶性能特点:老化性能好,压缩永久变形小,制品透明性好。 表 2 过氧化物的交联效率 橡胶品种 交联效率 原因
NR 1 自由基的活性主要与甲基的超共轭作用有关,同时位阻较大,无法出笼格
BR,SBR 10-50 脱氢的速度为NR的1/3,但活性高,位阻小,能较快地与双键加成,形成交联键和新自由基 NBR >1 腈基影响交联作用 PE,EPDM 1
EPR 0.4 IIR 0
3.1.3氧化物硫化体系
这是含卤素橡胶的主要硫化剂。通常有氧化锌/氧化镁(5/4)、氧化铅或四氧化三铅(10-20,耐水制品) 3.2橡胶的填料
未加填料的橡胶,力学性能和工艺性能均较差,无法使用。 3.2.1作用
补强性:拉伸强度,撕裂强度,耐磨性? 加工性能? 降低成本? 3.2.2填料的结构 3.2.2.1粒径
一般来说,粒径越小,强度越高。
表 3 常用补强剂及填充剂的粒径范围(mμ) 填料名称 缩写 料径范围 槽黑 23-30
高耐磨炭黑 HAF 26-35
半补强炭黑 SRF 60-130
气相法白炭黑 水合二氧化硅 10-25 沉淀法白炭黑 10-40 氧化锌 ZnO 100-500
轻质碳酸钙 CaCO3 1000-3000
超细碳酸钙 白艳华 25-100
硬质陶土 90% < 1000
普通滑石粉 TALC 5000-20000 3.2.2.2结构
粒子形状及内部结构(吸油值法,DBP)。一般吸油值越大,结构性越强,改善性能越明显。 3.2.2.3比表面积
粒子形状(BET法,CATB法)。比表面积越大,强度越高。
3.2.2.4化学结构 反应性(PH值表示)。如炭黑表面的羧基、白炭黑和普通浅色填料表面的羟基等,酸性填料常影响橡胶的硫化,因此需加入活性剂,消除酸性。 3.2.2.5填料的处理方法
填料表面一般为亲水性的,而聚合物是憎水的,两者相容性较差,必须进行表面处理。 3.2.2.6表面活性剂
(1) 结构:有机化合物,具有不对称的分子结构,由亲水和疏水两部分基团组成。 (2) 亲水部分:-OH,-COOH,-NH2,-NO2,-SH (3) 疏水部分:长链式、苯环式或烃类
3.2.2.7偶联剂
(1) 分类:硅烷,钛酸酯、铝酸酯、高分子偶联剂等
(2) 结构特点:亲水部分与表面活性剂相似,但疏水部分能与聚合物形成化学结合或物理缠结。
(3) 对性能的影响:低分子偶联剂通常在降低粘度的同时,提高力学性能;高分子偶联剂则在大幅度提高力学性能的同时,增加体系的粘度,这是由于分子之间作用力增强的缘故。 3.3软化剂和增塑剂 3.3.1软化剂的作用
(1) 降低体系的粘度,增加流动性,降低硫化橡胶的硬度; (2) 改善粘着性能;
(3) 有助于填料的分散;
(4) 便于压出和成型。 3.3.2常见品种
(1) 操作油(软化剂,用量较大):分子量300-600的烃类或芳香烃类(如机油,链烷烃油,芳香烃油,石蜡油等)
(2) 极性的酯类(在非极性橡胶中使用,称为增塑剂,其特点为脆性温度、且用量较少):低分子酯类(DOP,DBP,DOS)和高分子酯类(己二酸乙二醇酯) 3.3.3选择原则
(1) 热力学(主要因素):自由能ΔF=ΔH(热焓) - TΔS(熵变)。一般混合过程中,自由度增加,ΔS>0;ΔH > 0(吸热),尽可能小。 (2) 溶度参数:用Hildebrand方程进行判断。
δ1与δ2越接近,ΔH越小。
极性橡胶——极性软化剂;非极性橡胶——非极性软化剂 (3) 溶剂化作用(次要因素):一般认为,橡胶的双键有一定的亲核性,增塑剂酯类有亲电性,通过亲电-亲核作用增加了两者的界面强度,相容性增加,不过这种亲电-亲核作用较弱,因此一般用量不宜过大(5-10phr)。如NR与DBP,NBR与芳烃油的相容性,SBR、BR与NR的差异,
(4) CR的溶剂选择原则
3.4橡胶的防护体系
老化是指一切使橡胶性能劣化的过程。如O2,O3,热,光,疲劳,力,催化剂,化学介质等,为了考察这些影响因素,设计了许多试验方法。 氧弹试验 O2
热氧老化试验 O2,热
光老化试验 光(户外,室内,人造光) 臭氧老化试验 O3 疲劳试验 力,疲劳
DSC、TG 热氧化,O2,空气;热降解,N2 3.4.1分类
物理:迁移、隔绝氧的作用
防 老 剂
化学:无污染型(酚类,1010,1076;硫化二丙酸酯(DLTP,DSTP);亚磷酸酯,168);污染型(胺类,RD,D,A)
防护体系 对苯二胺类(4010,4010NA) 抗臭氧剂
线形碳氢化合物(粗晶蜡,微晶蜡)
紫外线剂(橡胶不常用、炭黑的作用) 金属离子钝化剂 3.4.2反应机理 (1) 链引发 E = 0
(2) 链增长 E = 4-9kcal/mol E = 0kcal/mol E = 30kcal/mol
而金属粒子则催化ROOH的分解。
(3) 链终止
3.5配方设计与硫化橡胶物性的关系 3.5.1拉伸强度
拉伸强度是表征制品能够抵抗拉伸破坏的极限能力。影响橡胶拉伸强度的主要因素有:大分子链的主价键、分子间力以及高分子链柔性。 一 拉伸强度与橡胶结构的关系
(1) 分子间作用力大,如极性和刚性基团等;
(2) 分子量增大,范德华力增大,链段不易滑动,相当于分子间形成了物理交联点,因此随分子量增大,拉伸强度增高,到一定程度时达到平衡; (3) 分子的微观结构,如顺式和反式结构的影响; (4) 结晶和取向
二 拉伸强度与硫化体系的关系 (1) 交联密度:有一极大值。
(2) 交联键类型:随交联键能增加,拉伸强度减小;多硫键具有较高的拉伸强度,因为弱键在应力状态下能起到释放应力的作用,减轻应力集中的程度,使交联网能均匀地承受较大的应力。对于能产生结晶的NR等,交联弱键的早期断裂,还有利于主链的定向结晶。 三 拉伸强度与填料的关系 大量的试验表明:粒径越小,比表面积越大,表面活性越大,结构性越高,补强的效果越好。同时随填料用量增加,有最大值,其大小受橡胶品种和填料类型的影响。 四 拉伸强度与软化剂的关系
软化剂的加入会损失拉伸强度,且与软化剂与橡胶的相容性有关。 3.5.2撕裂强度
橡胶的撕裂是由于材料中的裂纹或裂口受力时迅速扩大而导致破坏的现象,一般是沿着分子链数目最小,即阻力最小的途径发展。主要与橡胶应力-应变曲线的形状和粘弹性有关。与橡胶品种、硫化体系、软化剂均有关系。
配方设计与硫化胶物理性能的关系
一.拉伸强度
拉伸强度表征制品能够抵抗拉伸破坏的极限能力 · 橡胶的拉伸强度:
未填充硫化胶:聚氨酯橡胶PUR>天然橡胶NR/异戊IR>氯丁橡胶CR>丁基橡胶IIR>氯磺化聚乙烯CSM>丁晴橡胶NBR/氟橡胶FKM>顺丁橡胶BR>三元乙丙橡胶EPDM>丁苯橡胶SBR>丙烯酸酯橡胶ACM>氯醇橡胶CO>硅橡胶Q
填充硫化胶:聚氨酯橡胶PUR>聚酯型热塑性弹性体>天然橡胶NR/异戊IR>SBS热塑性弹性体>丁晴橡胶NBR/氯丁橡胶CR>丁苯橡胶SBR/三元乙丙橡胶EPDM/氟橡胶FKM>氯磺化聚乙烯CSM>丁基橡胶IIR>顺丁橡胶BR/氯醇橡胶CO>丙烯酸酯橡胶ACM>硅橡胶Q
在快速形变下,橡胶的拉伸强度比慢速形变时高;高温下测试的拉伸强度,远远低与室温下的拉伸强度.
· 硫化体系的影响
对常用的软质硫化胶而言,欲通过硫化体系提高拉伸强度时,应采用硫磺-促进剂的传统硫化体系,并适当提高硫磺用量.同时促进剂选用噻唑类如M,DM与胍类并用,并适当增加用量.
· 填充体系的影响
*填料的粒径越小,比表面积越大,表面活性越大,则补强效果越好.
*结晶型(如天然橡胶)为基础的硫化胶,拉伸强度随填充剂用量增大,可出现单调下降. *非结晶型(如丁苯橡胶)为基础的硫化胶,拉伸强度随填充剂用量增大而增大,达到最大值,然后下降.
*低不饱和度橡胶(如三元乙丙橡胶,丁基橡胶)为基础的硫化胶,拉伸强度随填充剂用量增大而增大,达到最大值后可以保持不变.
*对热塑型弹性体而言,填充剂使其拉伸强度降低.
*一般情况下,软质橡胶的碳黑用量在40-60份时,硫化胶的拉伸性能比较好.
· 软化体系的影响
总的来说,加入软化剂会降低硫化橡胶的拉伸强度.但软化剂数量不超过5份时,硫化橡胶的拉伸强度有可能增大.因为含有少量软化剂,可以使碳黑的分散效果好.
*芳氢油对非极性的不饱和橡胶(异戊橡胶,顺丁橡胶,丁苯橡胶)硫化胶的拉伸强度影响小.用量5-15份
*石蜡油对非极性的不饱和橡胶(异戊橡胶,顺丁橡胶,丁苯橡胶)硫化胶的拉伸强度影响大. *对极性的不饱和橡胶(如丁晴橡胶,氯丁橡胶),最好采用芳氢油和酯类软化剂(如DBP,DOP等)
· 提高硫化胶拉伸强度的其他方法:
*橡胶和某些树脂共混;如天然胶,丁苯橡胶和高苯乙烯树脂共混.天然胶和聚乙烯共混.丁晴橡胶和聚氯乙烯共混,乙丙橡胶与聚丙烯共混. *橡胶的化学改性.
*填料的改性==>使用表面活性剂或偶联剂.
二.撕裂强度
是由于材料中的裂纹或裂口受力时迅速扩大开裂而导致破坏的现象.
· 各种橡胶(硫化胶)的撕裂强度:
天然橡胶NR>聚酯型热塑性弹性体>异戊橡胶IR>聚氨酯橡胶PUR>氯醇橡胶CO>丁晴橡胶NBR>丁基橡胶IIR>氯丁橡胶CR>氯磺化聚乙烯CSM>SBS热塑性弹性体>顺丁橡胶BR>丁苯橡胶SBR>三元乙丙橡胶EPDM>氟橡胶FKM>硅橡胶Q>丙烯酸酯橡胶ACM
· 撕裂强度和硫化体系的关系:
*撕裂强度和交联密度的关系有一个极大值,一般随交联密度的增加,撕裂强度增大,并出现一个极大值;然后随交联密度的增加,撕裂强度急剧下降.和拉伸强度类似,但最佳撕裂强度的交联密度不拉伸强度达到最佳值的交联密度要低。 *应采用硫磺-促进剂的传统硫化体系,硫磺用量2.0-3.0份.
*促进剂选用中等活性,平坦性好的品种,如DM,CZ等; 过硫影响大.
*在天然橡胶中,如果用有效硫化体系代替普通硫化体系时,撕裂强度明显降低.但过硫影响不大.
· 撕裂强度和填充体系的关系: *随碳黑粒径的减小,撕裂强度增加。 *结构度低的碳黑对撕裂强度的提高有利。
*在天然橡胶中增加高耐磨碳黑的用量,可以使撕裂强度增大。
*在丁苯橡胶中增加高耐磨碳黑的用量(60-70份),出现最大值,然后逐渐下降。 *一般合成橡胶特别是丁基橡胶,使用碳黑补强时,都可以明显的提高撕裂强度。 *使用各向同性的补强填充剂,如碳黑,白碳黑,白艳华,立德粉和氧化锌等,可以获得较高的撕裂强度。
*而使用各向异性的补强填充剂,如陶土,碳酸镁等则不能获得较高的撕裂强度。 *某些偶联剂改性的无机填料,如用羧化聚丁二烯CPB改性的碳酸钙,氢氧化铝,也能提高丁苯橡胶的撕裂强度。
软化体系对撕裂强度的影响
*通常加入软化剂会使硫化胶的撕裂强度降低,尤其是石蜡油对丁苯橡胶硫化胶的撕裂强度极为不利。而芳氢油则可以保证丁苯橡胶硫化胶的撕裂强度。
*采用石油系软化剂作为丁晴橡胶和氯丁橡胶的软化剂时,应使用芳氢含量高于50-60%的高芳氢油,而不能使用石蜡油。
三.定伸应力和硬度
高定伸应力橡胶:氯丁橡胶,丁晴橡胶,聚氨酯橡胶,结晶型橡胶如天然橡胶等.
·
*不论是纯胶硫化还是填充硫化胶,随交联密度增加,定伸应力和硬度也随之直线上升. 交联密度的大小通常是通过调整硫化体系中的硫化剂,促进剂,助硫化剂,活性剂等配合剂的品种和用量类实现.
有的促进剂只有一种功能,有的促进剂具有多种功能;如秋兰姆类,胍类和次磺酰胺类促进剂的活性很高.其硫化胶的定伸应力也比较高.
TMTD具有多种功能,兼有活化,促进及硫化作用,因此TMTD可以有效的提高定伸应力.
在配方设计中,为了保持硫化胶定伸应力恒定不变,需要减少多硫键含量而减少硫磺用量时,应当增加促进剂用量.使硫磺用量和促进剂用量之积(硫磺数量*促进剂用量)保持恒定.
· 填充体系和定伸应力的关系:
*不同类型的填料对硫化胶定伸应力和硬度的影响是不同的:粒径小,活性大的填料,硫化胶
定伸应力和硬度提高的幅度较大.随填料用量的增加,定伸应力和硬度也随之增大. *结构性高的碳黑其定伸应力也高.
*一般来说,硫化胶的硬度随填料用量的增加而增大.
四.磨耗
耐磨耗性表征硫化胶抵抗摩擦力作用下因表面破坏而使材料损耗的能力. 橡胶的磨耗主要以下三种形式: 1.磨损磨耗 2.疲劳磨耗 3.卷曲磨耗
硫化胶的耐磨耗性与拉伸强度,定伸应力,撕裂强度,疲劳性能以及粘弹性能有关. 定伸应力对不同类型的磨耗有不同的影响.定伸应力高时,摩擦表面上的凸它压入橡胶深度小,抗变形能力强,摩擦系数小,而且橡胶表面刚性大,不易打皱而引起卷曲,对磨损磨耗和卷曲磨耗有利.
提高硫化胶的弹性,耐磨耗性也会随之提高.
· 胶种的影响:
*在通用的二烯类橡胶中,其硫化胶的耐磨耗性如下:
*顺丁橡胶>溶聚丁苯橡胶>乳聚丁苯橡胶>天然橡胶>异戊橡胶 顺丁橡胶硫化胶的耐磨耗性随顺式链节(1,4结构)含量的增加而提高
*丁苯橡胶弹性,拉伸强度,撕裂强度都不如天然橡胶,但却优于天然橡胶. 丁苯橡胶耐磨耗性随分子量的增加而提高.
丁晴橡胶硫化胶的耐磨耗性比异戊橡胶好,其耐磨性随丙烯晴含量增加而提高.羧基丁晴胶耐磨耗性好.
乙丙橡胶硫化胶的耐磨耗性,和丁苯橡胶相当,随生胶门尼粘度的提高,其耐磨耗性也随之提高.
丁基橡胶硫化胶的耐磨耗性,在20度时和异戊橡胶相近;但当温度升至100度时,耐磨耗性急剧降低.丁基橡胶采用高温混炼时,硫化胶的耐磨耗性显著提高.
以氯磺化聚乙烯为基础的硫化胶,具有较高的耐磨耗性,高温下的耐磨耗也好.
丙烯酸酯橡胶为基础的硫化胶,比丁晴橡胶硫化胶稍微差一点
聚氨酯橡胶是所有橡胶中在常温下耐磨耗性最好的一种.在高温下耐磨耗性急剧下降.
胶种: 磨耗量/MG
PUR 0.5-3.5 NBR 44 CR: 280 NR 146 SBR 177 IIR 205
· 硫化体系和耐磨耗性的关系
硫化胶的耐磨耗性随硫化剂用量增大有一个最大值,耐磨耗性达到最佳状态时的最佳硫化程度,随碳黑用量增大及结构性提高而降低.
一般硫磺+促进剂CZ体系的耐磨耗性比较好.
以DTDM+硫磺(低于1.0份)+促进剂NOBS体系硫化胶耐磨耗性和其他力学性能比较好 以硫磺+CZ(主促进剂)+TMTD+DM+D(副促进剂)硫化天然胶时,硫磺用量1.8-2.5份. 以顺丁胶为主的胶料,硫磺用量为1.5-1.8份.
· 填充体系和耐磨耗性的关系
通常硫化胶的耐磨耗性随碳黑粒径减小,表面活性和分散性的增加而提高。
在EPDM 胶料中添加50质量份的SAF 和ISAF碳黑的硫化胶,其耐磨耗性比填充等量FEF碳黑的耐磨性提高一倍。
各种橡胶的最佳填充量:BR》充油SBR》不充油SBR》IR》NR
用硅烷偶联剂处理的白碳黑也可以提高硫化胶的耐磨耗性。
· 软化剂对硫化橡胶耐磨耗性的影响
通常在胶料中加入软化剂能降低硫化胶的耐磨耗性。
充油丁苯橡胶(SBR-1712)的硫化胶耐磨耗性比SBR-1500高1-2倍。 总的来说,在天然橡胶中和丁苯橡胶中采用芳径油,对耐磨耗的损失较小。
· 耐磨耗性与防护体系的关系
在疲劳磨耗的条件下,胶料中添加防老剂可以提高硫化胶的耐磨耗性。
防老剂最好选用能防止疲劳老化的品种,具有优异的防臭老化的对苯二胺类防老剂,尤其是1019NA,效果突出。防老剂H,DPPD也有防止疲劳老化的效果,但因为喷霜限制其使用。 防老剂D对NR也有防止疲劳老化的效果。但对SBR无效。 在SBR中,防老剂IPPO对其疲劳老化有防护效果。
除N010NA 外,UOP588(6PPD),DTPD,DPPD/H等也均有一定的防止疲劳老化的效果。
五.弹性
在通用橡胶中,顺丁橡胶,天然橡胶的弹性最好.
为降低天然橡胶的结晶能力,在天然橡胶中并用顺丁橡胶,可以使硫化胶的弹性增加. · 弹性和硫化体系的关系
随交联密度的增加,硫化胶弹性增大,并出现最大值,交联密度继续增大,弹性则呈下降趋势.适当提高硫化程度对弹性有利,也就是说硫化剂和促进剂的用量可以适当增加.
高弹性硫化体系的配合.选用硫磺+次磺酰胺例如S:CZ=2:1.5或硫磺/胍类S:DOTG=4:1.0
· 弹性和填充体系的关系
橡胶的弹性完全是橡胶分子提供的,所以提高含胶率是提供高弹性的最直接最有效的方法.但为了降低成本,还要选用适当的填料.
碳黑粒径越小,表面活性越大,补强性能越好的碳黑,对硫化胶的弹性越不利
橡胶的分类
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
丁苯橡胶 (Styrene-Butadiene Rubber,SBR)
理化性能
丁苯橡胶( SBR )的数均分子量为 1.5 ~ 4*10 5 ,重均分子量为 2 ~ 10*10 5 ,通用丁苯橡胶的玻璃化温度为 -55℃ ,结合苯乙烯量大的丁苯橡胶玻璃化温度高。 SBR 依其结合苯乙烯的多少,性质有所差异。
SBR 具有较好的综合性能,它的机械性能、加工性能和制品使用性能均与天然橡胶相近,其中耐磨、耐老化、永久变形和硫化速度等特性优于天然橡胶。
制备
生产丁苯橡胶的主要原料为丁二烯和苯乙烯。
SBR 大体上可分为乳液聚合丁苯橡胶( ESBR )和溶液聚合丁苯橡胶( SSBR )。在乳液聚合丁苯橡胶中,主要单体是丁二烯(约 3/4 ),苯乙烯为辅助单体(约 1/4 )。大分子链上含有不饱和双键,反式 1,4 结构约占 70% 。丁苯橡胶无结晶性。溶液法聚合的丁苯橡胶具有有规立构性。
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。溶液聚合丁苯橡胶是制造安全节能子午线轮胎和制作胶鞋等的理想原料。
顺丁橡胶 (Cis-Polybutadienet Rubber,BR)
理化性质
聚丁二烯橡胶系以丁二烯单体为原料,用苯或己烷等作溶剂,用金属类催化剂、经溶液聚合而成的顺式 1,4 结构的聚合物。顺式 1,4 结构的聚丁二烯橡胶(简称顺丁橡胶)是一种通用合成橡胶,其消耗量仅次于丁苯橡胶和天然橡胶,居第三位。
顺丁橡胶的线形结构规整度高,分子量高且分布宽,具有优良的物理机械性能和加工性能。在拉伸状态下具有高定向熵和高结晶性,有提高强度的作用。玻璃化温度 (Tg) 为 -100℃ ,能在较低温度下仍保持分子链的运动,具有理想的耐寒。顺丁橡胶耐磨性优异,动弯曲时生热低,有较高的动态模量及较好的耐氧化性能,与天然橡胶和丁苯橡胶相比,弹性高,耐屈挠性和动态性能等综合性能能,但顺丁橡胶抗湿滑性差,撕裂强度和拉伸强度较
低,冷流性大,加工性能较差。
用钠为聚合过程的引发剂制备的丁二烯聚合物是世界上最早工业规模生产的合成橡胶。改进丁二烯橡胶的合成过程,制得了具有优良综合性能的新型聚合物。有规立构丁二烯橡胶是在溶液中采用络合催化剂制得的。随催化剂络合物组成不同,顺丁橡胶的结构和性能可以有很大的差别。用钛催化剂体系制得的,含 87 ~ 95% 顺式 1,4 链节。用钴催化体系( CoCl 2 +AlR 2 Cl )存在下制得的,含 93 ~ 98 顺式 1,4 链节。采用烷基锂的催化体系,可以调节聚合物链中 1,2 结构的含量。
用途
顺丁橡胶主要用于轮胎业,用于制造轮胎、胎面、胎侧等,以其高弹性,尤在汽车中用量最大,与丁苯橡胶并用生产车胎胎面。
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异戊橡胶( Synthetic Polyisoprene , IR )
在有规立构溶液聚合中采用新型络合催化剂,制得有规立构的顺式 1,4 聚异戊二烯橡胶(简称异戊橡胶, IR ),是一种通用型合成橡胶。由于其分子结构和性能与天然橡胶( NR )十分相似,故有 “ 合成天然橡胶 ” 之称。异戊的主要物理机械性能与天然橡胶相近,具有优良的弹性、密封性、耐蠕变性、耐磨性、耐热性和抗撕裂性、抗张强度和伸长率等与天然橡胶接近。异戊橡胶一般可以替代天然橡胶。
合成聚异戊二烯与天然橡胶的区别在于聚合物结构的规整性较低,非橡胶成分的含量较少,聚合物分子链中没有官能基团。异戊橡胶的物理性能与天然橡胶相似。异戊橡胶于 -25℃ 结晶,但是与天然橡胶相比,结晶速度较低,结晶程度较小,这主要是因为分子链的规整性较低。异戊的主要缺点是其混炼胶的内聚强度低,这是由它的分子结构和分子量分布有关的。
合成聚异戊二烯橡胶能与所有二烯类橡胶很好共混。
异戊橡胶广泛用于制造轮胎和其它工业橡胶制品,可用于生产胶管、胶带、胶鞋等众多橡胶加工领域。异戊橡胶是合成橡胶中结合性能最好的一个胶种。产量位于合成橡胶的第三位。
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丁腈橡胶 (Acrylnitrile Butadient Bubber,NBR)
丁腈橡胶是由丁二烯( CH 2 =CH-CH=CH 2 )和丙烯腈( CH 2 =CH-CN )以乳液共聚而成的聚合物,其平均分子量在 700000 左右,在 25 ~ 50℃ 下聚合的橡胶称为热丁腈橡胶。在 5 ~ 10℃ 下聚合的橡胶称为冷丁腈橡胶。冷丁腈橡胶的分子链是规则的线型结构,其物理机械性能和工艺性能较好,胶片光滑,压延压出的半成品收缩较小。丁腈橡胶( NBR )是受强力机械中耐油性优异的弹性体。由于 NBR 分子结构中含有腈基,因而具有较高的对油如矿物油、动植物油、液体燃料和溶剂的稳定性。丁腈橡胶的耐油性优于天然橡胶、丁苯橡胶和氯丁橡胶,较其它橡胶有更宽的使用温度,能在 120℃ 下长期使用。丁腈橡胶还具有良好的耐低温性,脆点为 -55℃ 。
丁腈橡胶中存在易被电场极化的腈基,而降低了介电性能,属半导体橡胶。 NBR 作为一种耐油性优异的合成橡胶,广泛用于燃料、油压系统为主的胶管和密封件。 Gotop↑
硅橡胶( Silicone Rubber )
硅橡胶是高分子的硅有机化合物,由二硅醇缩聚制得。硅橡胶是指分子主链为 -Si-O- 无机结构,侧基为有机基团(主要为甲基)的一类弹性体,硅橡胶的基础是由硅和氧原子交替组成的键。每个硅原子上连接两个有机基团。
硅橡胶属于半无机的饱和、杂链、非极性弹性体、典型代表为甲基乙烯基硅橡胶。
主链中极性键 -Si-O- 的高能量决定了硅氧烷聚合物的高度耐热性。有机基团的性质在很大程度上影响硅橡胶的性能,包括影响其耐热性。聚合物在有氧存在下的耐热性随烷基增
大相应降低(从甲基开始)。带有苯基取代的聚硅氧烷具有高耐热性。
硅橡胶主链呈螺旋状,基外围为有机基团屏蔽,链中硅氧键的极性和取代基的体积很大,使聚合物链之间具有极弱的分子间作用力。由于硅氧价键角很大,原子很容易绕 Si-O 键旋转,因此链本身很活动。链与硅原子上取代基的很大活动性决定了聚有机硅氧烷的耐低温性能(二甲基硅橡胶的玻璃化温度为 -130℃ ,这是聚合物中玻璃化温度最低的。)
一般硅橡胶用有机过氧化物硫化,因为它本身纯胶拉伸强度只有约 0.3MPa ,必须用被强剂。最有效的补强剂是气相法白炭黑,同时需配合结构控制剂及耐热配合剂。
由于含有相同取代基的聚合物链的高度规整性,这些聚合物易结晶,结晶程度可能很高,这时橡胶失去弹性。抑制结晶的最有效方法是以其它有机基团取代部分甲基。随取代基的不同,硅橡胶对用有机过氧化物的交联的能力也发生变化,含有乙烯基取代基的聚合物具有最快的硫化速度。
在众多的合成橡胶中,硅橡胶是在其中的佼佼者。它具有无味无毒,不怕高温和严寒的特点,在摄氏三百度和零下九十度时 “ 泰然自若 ” 、 “ 面不改色 ” ,仍不失原有的强度和弹性。硅像橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧老化性、耐光老化性以及防霉性、化学稳定性等。由于具有了这些优异的性能,使得硅橡胶在现代医学中获得了十分广泛又重要的用途。近些年来,由医院、科研单位和工厂共同协作,试制成功了多种硅橡胶医疗用品。
硅橡胶防噪音耳塞:佩戴舒适,能很好的阻隔噪音,保护耳膜。
硅橡胶胎头吸引器:操作简便,使用安全,可根据胎儿头部大小变形,吸引时胎儿头皮不会被吸起,可避免头皮血肿和颅内损伤等弊病,能大大减轻难产孕妇分娩时的痛苦。
硅橡胶人造血管:具有特殊的生理机能,能做到与人体 “ 亲密无间 ” ,人的机体也不排斥它,经过一定时间,就会与人体组织完全事例起来稳定性极为良好。
硅橡胶鼓膜修补片:其片薄而柔软,光洁度和韧性都良好。是修补耳膜的理想材料,且操作简便,效果颇佳。
硅橡胶制品
此外还有硅橡胶人造气管、人造肺、人造骨、硅橡胶十二指肠管等,功效都十分理想。
随着现代科学技术的进步和发展,硅橡胶在医学上的用途将有更广阔的前景。 Gotop↑
氯丁橡胶 (Neoprene,Polychloroprene Rubber,CR)
氯丁橡胶( CR )是氯丁二烯 CH 2 =CCl-CH=CH 2 ( 2- 氯 -1 , 3- 丁二烯)的聚合或它们与其它单体的共聚物。制造氯丁二烯的主要原料是乙炔。用乳液聚合方法可制取各种不同类型的聚氯丁二烯。调节聚合过程,可制得无交联、无支化的聚合物(所谓 α- 聚合物)。
大量不同形式的氯丁橡胶按其结构和特性可分为两大类:
1 、第一类是组成中不含硫黄的聚合物,合成时主要采用的调节剂是硫醇;
2 、第二类是分子链中含有硫黄的氯丁橡胶,硫黄以多硫桥的形式存在。制造过程中用的调节剂是硫黄或硫黄与硫醇并用。
氯丁橡胶的分子量分布宽,平均分子量为 10 ~ 20 万。聚氯丁二烯虽然有高的不饱和度,但仍有高的化学稳定性和耐各种形式的老化。这是因为双键碳原子上的电负性的氯原子吸引了 π 键电子层,减少了双键的电子密度,从而降低了双键的反应能力。这时氯原子本身丧失了活动性和反应能力。
密度: 1200 ~ 1240kg /m 3 。玻璃化温度: -40℃ 。结晶相熔融温度: 40 ~ 65℃ 。
聚氯丁二烯中氯的存在,使它具有不燃烧性,而聚合物的极性使它耐脂肪烃溶胀和对金属有高的粘合力。
发明之初,被发展成取代生胶的抗油性人造橡胶,由于此,至今 NEOPRENE 仍被广泛使用,无论如何, NEOPRENE 独特的物性组合已经使用于整个工业界千余种应用,这其中,被广为人知。
CR 的性质取决于聚合物的微观结构,其加工性能取决于聚合体的分子量及其分布及支链和交联的数目与分布,其化学性质取决于碳原子相边的氯原子的影响。 CR 的基本品种是氯丁二烯的均聚体。在常温下具有规整的分子排布和结晶倾向,其结晶度随聚合物的老化而下降。实际应用的胶粘型 CR 由于是在 20℃ 以下聚合的,其结晶性高。
主要性能
抵抗度极限,热- NEOPRENE 具有一实用高温,连续使用范围 80 ~ 95℃ ,在这个范围内,它显示出良好的物理特性,间竭使用的话,特殊配方则可达到 120℃ ,超过这个极限并不会使 NEOPRENE 软化或熔化,但是可能会造成硬化或弹性丧失。冷-在 -20℃ 到零下 25℃ 使用,性能只有轻微改变,低于这个温度则在脆化温度,( -40℃ )之前逐渐硬化,特殊配方则允许使用温度低达零下 55℃ 。
显着的抗腊、脂肪、油类、润滑油及多种石油品性能。
良好的抗硷、稀释矿物酸和无机盐溶液等性能。
适当配方下具良好臭氧,天候性能。
可明显地长期浸于水中或埋于士壤下。
抗弯曲性,扭曲性显着,抗压缩歪良好。
主要用途
使用 NEOPRENE 制造的产品包括:电线电缆外被层、工业用垫片、胶管、皮带、胶布、建筑工程用填缝剂、结构承轴、发泡制品、多种接着剂、涂料、工业用 / 农业用 / 汽车用、压出 / 压模制品,还有多种鞋业、纸业、包装业、建筑业等消费性制品。 Gotop↑
乙丙橡胶 (Ethylene Propylene Rubber, EPR)
乙丙橡胶( EPR )是采用 Ziegler-Natta 引发剂合成的乙烯和丙烯的新型橡胶类共聚物。由于大分子主链上大量甲基的存在破坏了聚乙烯的高度结构对称性,从而大大降低共聚物的结晶能力,所以使乙丙橡胶具有弹性。乙丙橡胶与其他天然及合成橡胶相比,最大的特点是分子链上不含有供硫化的双键,所以只能采用过氧化物进行自由基型的链转移硫化。正是由于不含双键,所以它是所有合成橡胶中耐臭氧、耐化学品、耐老化、耐候性最佳的品种。同时乙丙橡胶的密度又是弹性体中最小的,其优异的电性能耐油性能使它在电线电缆、汽车部件、耐热密封件、传送带和日用生活品等方面都得到广泛应用。乙丙橡胶的缺点是硫化速率较慢、粘接性能较差。
合成乙丙橡胶的单体乙烯和丙烯是石油化学工业的廉价副产物,来源丰富,所以乙丙橡胶是合成橡胶中价格相对较低的。
二元乙丙橡胶是一种饱和的弹性体,即分子链中不含双键,不能用硫黄硫化,但可用过氧化物(如 DCP )硫化。为了改善乙丙橡胶的硫化性能,可以采用加入少量非共轭双烯(台双环戊二烯、 1,4 己二烯等)作为第三单体进行三元共聚,这样使第三单体的一个双键参加共聚,剩下一个双键可供硫化,这就是三元乙丙橡胶。三元乙丙橡胶(丙烯含量约为 40 ~ 60% )虽然引入了少量的不饱和第三单体(含量约 2 ~ 5% ),但双键都在侧链上,因此基本性能与二元乙丙橡胶无多大差异。二元乙丙橡胶的化学结构式分别表示如下:
合成乙丙橡胶的引发剂多采用钒化物 — 卤化烷基铝类的可溶性引发剂体系,如双乙酰丙酮基钒 —— AlEt 2 Cl 。工业上多采用以苯或庚烷作溶剂的溶液聚合工艺,聚合温度为 0 ~ 25℃ ,可采用加入氢气的方法控制相对分子质量。
EPR 属聚亚甲基结构。 EPR 由于分子主链上的乙烯与丙烯单体单元呈无规排列,从而失去了聚乙烯或聚丙烯分子结构的规整性,成为无定型结构和非结晶性的弹性橡胶, EPR 分子主链上不含双键,呈现出高度的化学稳定性
乙丙橡胶的合成是由乙烯( CH 2 =CH 2 )和丙烯( CH 2 =CH-CH 3 )的配位阴离子催化作用下由二元或三元共聚而成,主要分为溶液聚合法和悬浮聚合法。溶液聚合法是典型的 Zigler-Natta 型催化体系,主要包括聚合和后处理两部分。
乙丙橡胶主要应用于制造橡胶制品,塑料改性和油品添加剂等。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。 Gotop↑
SBS 热塑性橡胶 (SBS Thermoplastic Rubber)
ABA 型三段聚合物:端链段 A 是热塑性塑料,中链段 B 是弹性聚合物。当组分比例一定时,在低于链段 A 聚合物的玻璃化温度下,这类聚合物类似于硫化橡胶,具有足够的强度、弹性和较低的永久变形,在高于链段 A 的玻璃化温度下,嵌段共聚物转为粘流状态,能用塑料工业的各种方法成型
在低于链段 A 的玻璃化温度或熔融温度下,聚合物具有高强度性能,而且无流动性,这是因为聚合物 A 的微区起着物理网络结点的作用,弹性聚合物被固定在两个结点中间,阻碍了弹性聚合物的流动。
ABA 型嵌段共聚物在高于链段 A 的玻璃化温度或熔融度下有较高的流动性,容易成型;未发生化学结构化的共聚物在常温下有较高的强度,从熔体到制品是可逆的过程,这些都是热塑性材料的共有特性。它具有高弹性,有负荷作用下有较高的可逆变形能力,这些性能又
与硫化橡胶的相似,因而可作为传统的橡胶使用,由于 ABA 型三嵌段共聚物具有上述综合性能,所以叫热塑性橡胶。
苯乙烯 (S)- 丁二烯 (B)- 苯乙烯 (S) 三嵌段共聚物是研究得最多和应用最广的热塑性橡胶。含 20 ~ 60 (最好是 30 ~ 40% )苯乙烯的热塑性橡胶具有足够高的强度,并能形成弹性聚合物的连续相。若苯乙烯含量高时,也会生成连续相,此时的嵌段共聚物具有塑料的性质。苯乙烯含量高于 40% 的共聚物的永久变形明显增高。
热塑性橡胶一般是用锂有机化合物作催化剂由溶液聚合而得。聚合物的特点是纯度高,实际上不含杂质。在从溶液中分离出聚合物时,一般要加入不污染的防老剂。
热塑性橡胶在 100 ~ 200℃ 温度下进行加工,在低于 100℃ 温度下长期加工时,聚合物会发生机械断裂,降低了材料的强度。可以用压出、压延、模压成型、注压成型等方法制造热塑性橡胶零件。
在常温下,热塑性橡胶有高的强度、伸长率、硬度、弹性和耐磨性。
热塑性橡胶的主要缺点是耐热性低。当温度升至 50 ~ 70℃ 时,其强度明显下降,在恒定负荷作用下开始流动。将聚合物交联,例如用辐射交联,可提高其耐热性。采用一般硫化体系会失去热塑性橡胶对普通橡胶的优点。
热塑性橡胶便于加工,没有有毒杂质和配合剂,在常温和低温下的机械性能高,可用于生产胶鞋、玩具、医用制品、冰箱密封磁性垫片、胶管和其它制品。
各种橡胶基本特性与应用范围
1 、丁腈橡胶( NBR )
1.1 、丁腈橡胶的丙烯腈含量在 15%-50% 的范围,一般多以聚合物中结合丙烯腈量多少来分类,可分为五个系列,即:
极高丙烯腈橡胶,丙烯腈含量 43% 以上:
高丙烯腈丁腈橡胶,丙烯腈含量 36-42% :
中高丙烯腈丁腈橡胶,丙烯腈含量 31-35% :
中丙烯腈丁腈橡胶,丙烯腈含量 25-30% :
低丙烯腈丁腈橡胶,丙烯腈含量 24% 以下:
1.2 、基本特性:
1.2.1 、因含有极性腈基,对非极性或弱极性的矿物油、动植物油、液体燃料和溶剂等有较高的稳定性。耐油性是其最大的特长,丙烯含量愈高耐油性愈好。
1.2.2 、耐热性优于天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶,可在空气中 120 ℃ 下长期使用。
1.2.3 、气密性较好,仅次于丁基橡胶。
1.2.4 、耐寒性、耐低温性较差,丙烯腈含量愈高,耐寒愈差。
1.2.5 、因是非结晶性橡胶,生胶强度较低,须配入补强剂,提高结合丙烯腈量有助于增高强度和耐磨性,但弹性下降。
1.2.6 、丁腈胶的介电性能差一点,属于半导体橡胶。
1.2.7 、胶料的耐油性和永久变形的平衡,耐油性与电性能的平衡是重要的。
1.3 、应用范围: 主要用于制作耐油橡胶制品,广泛用于制造密封件、垫片、垫圈等模制品和压出制品,各种橡胶胶辊、耐油胶管、工业用品和粘合剂等等 。
2. 羧基丁腈橡胶( XNBR )
2.1 :基本特性:
2.1.1 硫化速度比丁腈胶快,易焦烧。
2.1.2 纯胶配合显示高的拉伸强度。
2.1.3 硫化胶的耐热性、耐磨性好。
2.1.4 与酚酫树脂相容性好。
2.2 、应用范围: 主要用于胶管、密封件、垫圈、油封、各种模型制品和粘合剂等。
3 、丁腈橡胶 - 聚氯乙烯共混胶( NBR/PVC )
3.1 、基本特性:
3.1.1 耐臭氧和耐天候老化性能比通常丁腈橡胶显著提高。
3.1.2 比通常丁腈橡胶提高了耐燃性。
3.1.3 耐磨耗、耐油性、耐化学药品等性能比通常丁腈橡胶有所改善。
2.1.4 提高了压出、压延工艺性能。
2.1.5 可任意着色制作艳色制品。
2.1.6 低温特性、弹性降低,压缩变形增大。
2.1.7 比通常的聚氯乙烯改善了低温特性、耐油性、伸长率等。
3.2 应用范围: 主要用于电线电缆护套,油管和燃油管外层胶,皮辊和皮圈,汽车模压零件,微孔海绵,发泡绝热层,安全靴和防护涂层等 。
4 、氢化丁腈橡胶( HNBR )
4.1 、基本特性
4.1.1 氢化丁腈橡胶虽经氢化饱和,但仍然保持原丁腈的特性。具有拉伸结晶性,因而强度较高。
4.1.2 有良好的耐热和耐臭氧、耐天候老化性能以及耐化学酸碱性能。
4.1.3 良好的耐技术液体(包括含腐蚀添加物的油类)的溶胀性能。
4.1.4 良好的机械性能,即使在温升条件下仍保持相当水平。
4.1.5 在极有害的条件下,有显著的耐磨耗性能。
4.1.6 硫化胶的拉伸强度比丁腈橡胶,氯丁橡胶更高,接近高于羧基丁腈橡胶。
4.1.7 优异的耐酸(硫化氢)环境和耐胺 / 油混合物性能,以及耐氧化燃料和润滑油性能。
4.1.8 玻璃化温度 Tg 随氢化程度在 -15- -40 ℃ 之间,脆性温度 -50 ℃ 。
4.2 、应用范围: 由于具有独特的性能,因此广用于油田工业、汽车工业、飞机制造工业和建筑工业等领域的制品,如制造钻井管、钻井管保护层、蓄压器、
汽车燃料和润滑系统、发动机使用垫圈, O 型圈、密封件等 。
5 、丁基橡胶( IIR )
5.1 基本特性
5.1.1 最大的特性是气体特定过性小,气密性好。
5.1.2 回弹性小,在较宽温度范围内( -30-+ 50 ℃ )均不大于20% ,因而具有吸收振动和冲击能量的特性。
5.1.3 耐热老化优良,且有良好的耐臭氧老化、耐天候老化和对化学稳定性以及耐电晕性能与电绝缘性好。
5.1.4 耐水性好、水渗透率极低,因而适于做绝缘材料。
5.1.5 缺点是:硫化速度慢;粘合性和自粘性差;与金属粘合性不好;与不饱和性橡胶相容性差,不能并用。但可与乙丙橡胶和聚乙烯等共混并用。
5.2 应用范围: 主要用于制造汽车轮胎内胎、汽车部件,硫化用胶囊、水胎、风胎,胶带、胶管、电线、电缆、包覆胶,各种机械制品,振动隔离件,建筑用防水片材,密封及填缝材料,贮罐衬里,蜡添加剂和聚烯烃改性剂等 。
6 、乙丙橡胶( EPR )
6.1 、二元乙丙橡胶( EPM )基本特性:
6.1.1 聚合物的相对密度是商品橡胶中最小的。
6.1.2 耐臭氧老化性能优异,比氯丁橡胶、丁基橡胶好。
6.1.3 耐候性、耐氧老化性很好、耐热性、低温特性优良。
6.1.4 耐化学药品性、电绝缘性能好。
6.1.5 不能用硫磺硫化,采用有机过氧化物硫化交联。
6.1.6 粘性差。
应用范围: 主要用于电线、电缆,建筑材料,汽车零部件和工业制品,以及与树脂共混、聚烯烃的活性剂等 。
6.2 三元乙丙橡胶( EPDM )基本特性:
6.2.1 三元乙丙橡胶的相对密度也小( 0.85-0.86 ),仍具有二元乙丙橡胶的耐臭氧性、耐候性、耐热性和耐化学稳定性等特性。
6.2.2 可采用硫磺促进剂硫化体系硫化,也可以用有机过氧化物交联,而制得高强度的制品。
6.2.3 耐低温性好,电绝缘性能也好。
6.2.4 配合时有容纳高量填料和油类的承受能力。
6.2.5 可与不饱和橡胶、低不饱和橡胶和塑料相容并用。
6.2.6 由于硫化胶表面良好具有高的物性,适于制作发泡制品。
6.2.7 未硫化橡胶粘合性差。
应用范围: 主要用于汽车工业、电线电缆工业、建筑和防水材料、工业橡胶制品、民用制品,与其它橡胶和塑料树脂等并用或共混,以及制作添加剂等等 。
7 、聚丙烯酸脂橡胶( ACM/PA )
7.1 、基本特性:
.1.1 耐油性与中低结合丙烯腈含量的丁腈橡胶相当,但比高丙烯腈含量的差。耐热性和耐天候性优于丁腈橡胶,使用温度达 175 ℃ -200 ℃ 。
7.1.2 在高温下耐燃料油、耐润滑油性能极好。
7.1.3 对多种气体具有耐透过性。
7.1.4 耐水性、耐寒性差。
7.1.5 加工性能不是很好 ,不安全,硫化工艺有锈蚀模具的缺点,近来出现的硫磺硫化类,克服了这些缺点,且经济方便。
7.2 应用范围: 主要用于汽车工业,制造各类密封配件。还用于海绵、耐油密封垫、隔膜、特种胶管和胶带,深井勘探用制品等。也用于粘着剂以及高温条件下与油接触的电线电缆护套等。在航空、火箭、导弹等方面,用以制备固体燃料的粘合剂等 。
8 、乙烯丙烯酸甲酯橡胶( AEM/Vamac )
8.1 基本特性:
8.1.1 乙烯丙烯酸甲酯橡胶有母炼胶和纯胶两类,可以用伯胺类和过氧化物硫化。
8.1.2 有良好的耐热性和耐油性的平衡。
8.1.3 低温性能比丙烯酸酯橡胶优良。
8.1.4 耐臭氧性、耐候性好。
8.1.5 价格高。
8.2 应用范围: 主要用于汽车部件和电线电缆,前者包括轴密封、冷却剂和动力操纵管,高温火花塞保护罩、自动波纹管的恒速连接器等,后者用以制作引火线护套、中电压电缆等 。
9 、氯磺化聚乙烯橡胶( CSM/Hypalon )
9.1 基本特性 :
9.1.1 耐臭氧、耐天候、耐化学药品性极优、耐不变色性好。
9.1.2 耐热性好,连续使用温度 120 -140 ℃ ,间断使用温度可达140 -160 ℃ 。
9.1.3 因含较多的氯,具有耐燃性,燃烧十分缓慢,移开火焰即自行熄灭。
9.1.4 耐油性和耐热油性好,与含丙烯腈 40 的丁腈橡胶相当,但不耐芳烃。
9.1.5 硫化胶的介电性能优良。
9.1.6 耐低温性差。
9.2 应用范围: 主要用于工业制品、电线电缆的护套、软管、设备衬里、涂料、建筑用如防水涂层、橡胶地板、水池衬里等和汽车用零部件等 。
10. 共聚氯醚橡胶( ECO )
10.1 基本特性:
10.1.1 二元共聚氯醚橡胶的耐热性、耐油性、耐候性等与氯醚橡胶同样好。
10.1.2 大大改进了氯醚橡胶的低温性能和回弹性。
10.1.3 共聚氯醚橡胶能在较宽的温度范围内保持胶料原有的硬度,具有很好的减振性能,耐磨性也好,但其耐气体透过性和耐燃性变差。
10.1.4 不饱和型氯醚橡胶能用硫磺硫化体系、过氧化物硫化,老化时胶不变软,对模具污染腐蚀甚微。且可与二烯类橡胶并用互相改进性能,且有共硫化性。
10.1.5 压缩变形低。
10.1.6 加工性能和物理强度不好。
10.2 应用范围: 由于纵合性能较好,用途较广。主要用于汽车、飞机及各种机械的配件,如垫圈、密封圈、 O 形圈、隔膜等;也用于制作耐油胶管、燃料胶管、印刷胶辊、胶板、衬里以及充气制品等。
11 、聚氨酯橡胶( PU/PUE )
11.1 聚酯类聚氨酯橡胶( AU )
11.1.1 基本特性:
11.1.1 .1 机械强度高,能得到广泛性能范围的制品。
11.1.1 .2 耐热老化性、耐臭氧性、耐化学药品性好。
11.1.1 .3 与聚醚类聚氨酯橡胶比较,机械强度高。但耐寒性差。
11.1.1 .4 其它性能几乎与聚醚类聚氨酯橡胶相同。
11.1.2 应用范围: 由于性能优异而广泛用于汽车工业、机械工业、电器和仪表工业、皮革和制鞋工业、医疗和体育等领域。制造各种部件、鞋底和后跟、实心轮胎、输送带、输送管道、筛板和滤网、轴衬和轴套、泵和叶轮包覆层、胶辊、垫圈、油封、运动鞋、野外电缆护套以及海绵泡沫制品等。
11.2 聚醚类聚氨酯橡胶( EU )
11.2.1 基本特性:
11.2.1 .1 可以得到从软质到硬质的范围广泛的制品。
11.2.1 .2 机械性能特别是拉伸强度、耐磨性好。
11.2.1 .3 耐热老化性、耐臭氧性、耐化学药品性良好。
11.2.1 .4 耐热水性差。
11.2.1 .5 与聚酯型聚氨酯橡胶比较,耐寒性和橡胶弹性优越,机械强度差。
11.2.2 应用范围: 主要用于汽车部件,特别是缓冲器等大型部件,以及电器制品、土木建筑工业,泡沫制品等等 。
12 、硅橡胶( MVQ/SILICONE )
12.1 基本特性:
12.1.1 耐热性和耐寒性优异,能在 -60-+ 250 ℃ 宽广温度范围内使用物性变化少。
12.1.2 耐臭氧性、耐天候性好。
12.1.3 电性能优良,在宽广温度范围,频率范围变化少。
12.1.4 机械特性低,抗高温压缩变形比二甲基硅橡胶有改进。
12.2 应用范围: 甲基乙烯基硅橡胶由于硫化活性提高,耐热性和高温抗压缩变形有很大改进,是产量最大、应用范围最广的一类硅橡胶,品种牌号也最多。除通用型胶料外,各种专用性和具有加工特性的硅橡胶,也都以它为基础进行加工配合,如高强度、低压缩变形、导电性、迟燃性、导热性等硅橡胶。这类硅橡胶广泛用于 O 型圈、油密封,各种管道、密封剂和粘合剂等。
13 、氟硅橡胶( FLUORO SILICONE/MFVQ )
13.1 基本特性:
13.1.1 具有硅橡胶共有的优异耐寒性和低压缩永久变形。
13.1.2 耐油性显著改进。
13.1.3 价格高昂。
13.2 应用范围: 主要用于军工业、汽车部件、石油化工、医疗卫生和电器电子等工业上的特殊耐油、耐溶剂、耐高低温用途的产品,如模压制品、 O 型圈、垫片、胶管、动静密封件以及密封剂、粘合剂等 。
14 、氟橡胶( FKM )
14.1 基本特性:
14.1.1 耐热性极优,即使在 200 ℃ 高温下,几乎不变坏。
14.1.2 耐候性、耐臭氧性极好。
14.1.3 耐油性、耐药品性非常好。
14.1.4 耐腐蚀性极优越。
14.1.5 气透性较低,气体溶解度较大,但扩散速度很小。
14.1.6 耐燃性随含氟量提高而提高,属自熄型橡胶。 14.1.7 缺乏耐寒性。
14.1.8 价格昂贵。
14.2 应用范围: 用于现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等坚端技术及汽车、造船、化学、石油、电讯、仪表机械等工业部门。制品包括密封圈、密封垫、薄膜、防护衣等,以及胶管、电线电缆等密封剂、涂料、衬里、密封件等等 。
15 、四丙氟橡胶 ( Aflas )
15.1 基本特性:
15.1.1 耐热性、耐候性、耐化学药品性等同其它氟橡胶一样优良,热分解温度为 430 ℃ 。
15.1.2 耐化学药品性特别好,高温高浓度的酸、碱、氧化剂等等不侵蚀。
15.1.3 对极性溶剂和润滑油容胀小,对燃料油溶胀大。
15.1.4 耐热水性、耐高压水蒸汽和电绝缘性优良。
15.1.5 无味、无毒、无粘性,食品卫生性好。
15.1.6 价格昂贵。
15.2 应用范围: 可用于制作板材、垫圈、胶管、胶辊、 O 形圈、隔膜、阀片、瓶塞等制品。广泛用于汽车、纺织、化工及食品等工业部件和涂料等 。
16 、异戊橡胶( IR )
16.1 基本特性:
16.1.1 颜色透明光亮,无气体。
16.1.2 比天然橡胶纯净,凝胶含量少,无杂质,质量均一。
16.1.3 不需塑炼,混炼简便,冬季不用保温。
16.1.4 硫化胶的机械强度高,物理性能均衡性好,为最接近天然橡胶的合成橡胶。
16.1.5 粘着性好,流动性好,加工容易,但易发生降解,硫化速度较慢。
16.1.6 振动吸收性和电性能好。
16.2 应用范围: 能基本代替天然橡胶,用于轮胎、胶带、胶管、鞋和其它工业制品。尤适于制造食品用制品、医药卫生制品及橡胶丝、橡胶筋等日用制品。
17 氯丁橡胶( CR )
17.1 基本特性:
17.1.1 原料橡胶贮存性差。贮存过程要发生增硬现象。耐寒性不好。
17.1.2 因受结晶引响,生胶强度较高,与天然橡胶相似。 17.1.3 有优良的耐寒性、耐臭氧性、耐热老化性和耐油耐溶剂性。 17.1.4 有好的耐化学性和优异的耐燃性。 17.1.5 有良好的粘合性。
17.1.6 相对密度大,一般在 1.23 ,在相同体积下,用量比一般通用橡胶大。 17.1.7 与其它特种橡胶比较,个别性能差些,但总的性能平衡好。 17.1.8 可溶于苯、四氯化碳和氯苯等。
17.2 应用范围: 主要用于耐油制品,各种胶管、胶带尤其是耐热输送带,耐油、耐酸碱胶管、密封制品,汽车飞机的部件,粘合剂和涂料,印刷胶辊,胶板,桥梁支座等,也大量用于电缆护套、电线包皮等 。
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