当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

橡胶技术基础知识问答


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,CA 法) TB 。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 CS M>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 NB R>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 S BR>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 NBR CR: NR SBR IIR

0.5-3.5 44 280 146 177 205

·

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 Rubbe r 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。

Gotop↑ 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。

Gotop↑ 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, 25 ~ 50℃ 下聚合的橡胶称为热丁腈 在 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 。

橡胶物性及用途一览表
橡胶材质 说明 优缺点 用途 1、用于制作烯油箱,润滑 油箱以及在石油系液压 油、汽油、水、硅润滑脂、 硅油、二酯系润滑油、甘 醇系液压油等流体介质中 使用的橡胶零件,特别是 为 25°C─100°C。丁 胶为目前 缺点: 油封及O型圈最常用之橡胶材 1、不适合用于极性溶剂之中,例如 途最广、成本最低的橡胶 质之一。 酮类、臭氧、硝基烃、M EK 和氯仿。 密封件。 优点: 1、较丁 胶拥有较佳的抗磨性。 2、具极佳的抗蚀、抗张、抗撕和压 氢化丁 胶为丁 胶中经由氢化 缩变形的特性。 1、空调制冷业、广泛用于 密封零件。可说是目前用

丁 胶 /NBR

优点: 由丙烯 与丁二烯共聚合而成, 1、具有良好的抗油、抗水、抗溶剂 丙烯 含量由 18%-50%,丙 及抗高压油的特性。 烯 含量愈高,对石化油品碳氢 2、具有良好的压缩变形,抗磨及伸 燃料油之抵抗性愈好, 但低温性 长力。 能则变差。一般使用温度范围

后去除部分双链, 经氢化后其耐 3、在臭氧、阳光及其化的大氧状况 环保冷媒 R134a 系统中的 氢化 温性、耐候性比一般丁 胶提高 下具良好的抵抗性。 丁 胶 很多,耐油性与一般丁 胶相 /HNBR 近。一般使用温度范 为 25°C─150°C。 缺点: 1、不建议使用于醇类、酯类或是芳 香族的溶液之中。 由乙稀及丙烯共聚合而成主链 优点: 不合双链,因此耐热性、耐老化 1、具良好抗候性及抗臭氧性。 三元乙丙 性、耐臭氧性、安定性均非常优 2、具极佳的抗水性及抗化学物。 胶/EPDM 秀,但无法硫磺 加硫。为解决 3、可使用用醇类及硐类。 件。 2、卫浴设备密封件或零 1、 高温水蒸汽环境之密封 件。 耳恭听碗的清洗剂中。 2、汽车发动机系统密封 件。 4、一般来说适用用洗耳恭听衣或洗 密封件。

此问题,在 EP 主链上导入少量 4、耐高温蒸氧,对气体具良好的不 3、制动(刹车)系统中的橡

有双链之第三成份而可硫黄加 渗透性。 硫即成 EPDM , 一般使用温度范 围为 50°C─150°C。 对极性溶剂缺点:

胶零件。 4、散热器(汽车水箱)中的 密封件。

如醇、硐、乙二醇及磷酸脂类液 1、不建议用于食品和途或是暴露于 5、室外的防护套。 压油抵抗性极佳。 芳香氢之中。 1、 家用电器行业所使用的 优点: 密封件或橡胶零件,如电 1、调制配方后抗张强度可达到 热壶、电熨斗、微流炉内 500PSI 及抗斯性可达 88LBS。 的橡胶零件。 2、良好及具良好的压缩变形。 3、对中性溶剂具有良好的抵抗性。 硅胶主链由硅(-si-o-si)结合而 4、具极佳的抗热性。 成。具有极佳的耐热、耐寒、耐 5、具极佳的抗寒性。 硅橡胶/SI 臭氧、耐大氧老化。有很好的电 6、对于臭氧及氧化物的侵蚀具极佳 绝缘性能。 抗拉力强度较一般橡 的抵抗力。 胶差且不具耐油性。 接庆内的密封件等。 DVD 内的减震垫、 电缆线 胶零件,如手机按键、 2、 电子行业的密封件或橡

缺点: 1、 不建议使用于大部分厚缩的溶剂、 3、 与人体有接触的各式用 油品、 厚缩酸及经稀释后的氢氧化纳 品中的密封件,如水壶、 之中。 饮水机等。 分子内含氟之橡胶,依氟含量 优点: (即单体构造)而有名种类型。目 1、可抗热至 250° C。 前广用的六氟化系氟橡胶最早 2、对于大部分油品及溶剂都具有抵 1 、汽车、摩托车、柴油 由杜邦公司以"Viton"商品名上 抗的能力,尤其是所有的酸类、脂族发动机及燃料系统。 氟橡胶 市。耐高温性优于硅橡胶,有极 烟、芳香烃及动植物油。 /FPM 佳的耐老化学性、 耐大部分油及 溶剂(酮、酯类除外)、耐候性及 缺点: 耐臭氧性;耐寒性则较不良,一 1、不建议使用于酮类、低分子量的 般使用温度范围 酯类及含硝的混合物。 2、化工厂的密封件。

为 25°C─250°C, 特殊配方可耐 低温至-40° C。 优点: 1、适用于特别用途,如要求能抗含 硅氟橡胶为硅橡胶经氟化处理, 氧的化学物, 含芳香氢的溶剂及含氯 其一般性能兼具有氟橡胶及硅 硅氟橡胶 的溶剂的侵蚀。 橡胶的优点;其耐油、耐溶剂、 1、太空机件上。 /FLS 耐燃料油及耐高低温性均佳, 一 缺点: 般使用温度为 25°C─200°C。 1、不建议暴露于刹车油,酮类及胼 的溶液中。 优点: 1、具有很好的耐磨性、很高的弹性、 1、是制作胶带、胶管、胶 扯断强度及伸长率。 由橡胶树采集胶乳制成, 是异戊 天然橡胶 二烯的聚合物。耐 /NR 温: 20°C─100°C。 1、在空氧中易老化,遇热变粘、在 用的制品。 矿物油或汽油中易膨胀和溶解, 耐硷 2、垫片及脚垫。 但不耐强酸。 1、适用于工业上耐高压、 聚氨酯橡胶机械物性相当好, 优点: 高 耐磨密封件,如液压缸密 硬度、高弹性、耐磨耗性均是其 1、耐磨、耐高压。 聚氨酯橡 他橡胶类所难相比;耐老化性、 胶/PU 耐臭氧性、耐油性也相当好。一 缺点: 般使用温度为 45°C─90°C。 1、不耐高温。 2、高压商荷电系统。 优点: 丁二稀与苯乙稀之共聚合物, 与 丁苯胶 /SBR 1、低成本的非抗油性材质 天然胶比较, 品质均匀, 异物少, 1、广用于轮胎业。鞋业、 2、良好的抗水性,硬度 70 以下具良 但机械强度则较弱, 可与天然胶 胶布类及输送带行业等。 好弹力。 搀合使用。 耐温: 30°C─100°C。 3、高硬度时具较差的压缩变形。 封件及滚轮和轴。 缺点: 乙醇等带氢根的液体中使 震零件、在汽车刹车油、 鞋的原料,并适于制作减

4、可使用大部分中性的化学物质及 干性,滋性的有机酮。

缺点: 不建议使用强酸、臭氧、油类、油酯 和酯及及大部分的碳氢化合物之中。 由氯丁稀单体聚合而成。 硫化后 优点: 的橡胶弹性及耐磨性好, 不怕阳 1、弹性良好及具良好的压缩变形。 1、应用于耐 R12 制冷剂 光的直接照射, 有特别好的耐大 2、配方内不含硫磺因此非常容易制 的密封件。 气老化性能,不怕激烈的扭曲, 作。 不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷 3、具抗动物及植物油的特性。 氯丁胶 剂,耐稀酸、耐硅酯系润滑油, 4、不会因中性化学物,酯肪、油脂、 适用来制作各种直接接 3、 /CR 但不耐磷酸酯系液压油, 在低温 多种油品,溶剂而影响药物性。 时易结晶、 硬化, 贮存稳定性差, 5、具防燃特性。 在苯胺点低的矿特特油中膨胀 缺点: 量大。一般使用温度范围 为 50° 150° C C。 为异丁稀与少量 isoprenes 聚合 优点: 而成, 保有少量不饱合基供加硫 1、对大部分一般气体具不渗透性。 用, 因甲基的立体障碍泥分子的 2、对阳光及臭氧具良发的抵抗性。 运动比其他聚合物少, 帮气体透 丁基橡胶 过性较少,对热、日光、臭氧之 /IIR 抵抗性大,电器绝缘性佳;对极 缺点: 性溶剂如醇、酮、酯等抵抗大, 1、不建议与石油溶剂,胶媒油和芳 一般使用温度范围 香氢同时使用。 为 54° 110° C C。 丙烯酸酯 由 Alky Ester Acrylate 为主成份 优点: 1、 汽车传动系统及动力系 橡胶 /ACM 聚合而成之弹性体,耐石化油、 1、适用于汽车传运油中。 统密封件。 耐高温、耐候性均佳,在机械强 2、具良好的抗氧化及抗候性。 化的化学物中。 真空设备的橡胶零件。 3、可暴露于动物或植物油或是可氧 1、用于制作耐化学药品, 触大气、阳光、臭氧的零 件。 4、适用于各种耐燃、耐化 2、 家电用品上的橡胶零 件或密封件。

1、不建议使用强酸、硝基烃、酯类、 学腐蚀的橡胶制品。 氯仿及酮类的化学物之中。

度、 压缩变形及耐水性方面则较 3、具抗弯曲变型的功能。 弱,比一般耐油胶稍差。一般使 4、对油品有极佳的抵抗性。 用温度范围为 25° 170° C C。 5、适用于汽车传动系统及动力方向 盘中。 缺点: 1、不适用于热水中。 2、不适用于煞车油之中。 3、不具耐低温的功能。 4、不适用于磷酸酯中。 优点: 1、对臭氧、氧化及火焰都有不错的 抵抗性。 氯磺化聚乙稀为杜邦公司专利 2、物性和氯丁胶相似且拥有较佳的 的合成橡胶。耐热性、耐候性、 氯磺化聚 抗酸性。 耐臭氧性均佳;耐酸性也佳,常 乙烯胶 3、极佳的抗磨蚀性。 隔弧板,绝缘垫。 用于耐氧化药品(硝酸、硫酸)之 4、 拥有和丁腈胶相同的低磨擦表面。 /CSM 处,一般使用温度范 5、建议使用于水中来防渗漏。 为 45° 120° C C。 缺点: 1、不建议暴露于浓缩的氧化酸、硝 基烃、酯类、硐类及芳香氢。

橡胶参考物性表
聚氨脂 天然橡 质 M aterial 胶(NR) 橡胶 Natural 物性 Physical Rubber (SBR) Butyl Urethane 比重 0.93 0.94 0.92 0.86 1.10 1.00 1.02 0.98 1.12 (IIR) EPDM Neoprene Nitrile Silicone Hypalon 丁苯 胶 丙橡胶 (CR) (NBR) (PU) (SR) 烯胶(CSM ) 丁基橡 三元乙 氯丁橡胶 丁腈橡胶 硅(硅)胶 氯磺化聚乙

Specific 1.45 Gravity 硬度范围 Hardness 30-100 35-100 30-90 Rang(Shore A° ) 最大搞张强度 PHYSICALPRO PERTIES Tensile Strength M ax(psi 一般物性 Rm.Temp) 最大延伸率 4000 3000 2500 3000 3000 3000 3000 1500 3000 30-90 35-95 30-100 55-100 20-90 40-90 1.20 1.10 1.30 1.35 1.20 1.25 1.6 1.35

Elongation M ax(% Rm.Temp) 回复力

750

600

700

600

600

600

750

800

600

E Resilience 压缩变形 G

G

P-F

G

G-E

F-G

F-E

F-G

F-G

F

P-G

G

F-G

G

G-E

G-E

F-G

Compression Set 不透气性

F Impermeablity to Gases 抗屈曲龟裂 Flex Cracking Resistance 抗撕裂性 E Tear Strength 耐磨性 F

F

E

F

F-G

G

P-F

P-F

G

G

G

G

G

F

G-E

F-E

G

F

G

F-G

F-G

F-G

E

P-F

F-G

E Abrasion Resistance 抗冲击强度 Impact Strength 抗割裂成长 Cut Growth Resistance 抗氧化 E E

G-E

G

G-E

G-E

G-E

E

P-F

G-E

E

G

G

G-E

F-G

G-E

P-G

G

G

E

G

G

G

G-E

P-F

G

F-G ENVIRONM EN TRESISTANCE 耐环境物性 Oxidation Resistance 抗臭氧 P Ozone

F-G

E

G-E

G-E

F-G

G-F

E

E

P

G-E

E

G

P

E

E

E

Resistance 耐候

F Weathering Resistance 抗日晒

F

E

E

G

F-G

G-E

E

G-E

P-F Sunlight Resistance 耐水性

F

E

E

G-E

P-F

G-E

E

E

E Water Resistance 耐燃性

G-E

E

E

G

G-E

G

G

G

P Flame Resistance 耐热性 Heat Resistance 低温柔软性 Low G-E Temperature Flexibility 耐油和汽油 CHEM ICALR P ESISTANCE 耐化学品物性 Oil and Gasoline 耐动植物油 F F

P

P

P

G

P

P-G

F-G

G

F-G

G

G-E

F-G

G

F-G

E

G

G

F-G

G-E

F

F-G

G

E

F-G

P

P

P

F-G

G-E

G-E

P-F

F-G

F

G-E

G

G

G-E

G

F-G

G

Animal & Vegetable Oile 耐醇类 G Alcohols 耐碱性 F Alkalies 耐酸性 F-G Acids 耐石腊烃溶剂 Aliphatic P Hydrocarbon solvents 耐芳香烃溶剂 Aromatic P Hydrocarbon solvents 耐酮类溶剂 Oxygenated Solvents 注: E=Excellent 优 可 P=Poor 不可 G=Good 良 F=Fair G G G-E G-E P-F P P F F P P P P-F F-G P-F P-F P-F P P P G E G P-F G F-G G-E G G G P-F F G-E F E G-E E G-E P P E G G F-G G-E F-G F-G G G-E

以上硬度及密度是有一定的变化范围,同时其它物性也是可根据要求作相应的配方来改善其物性。 而并非以上参考资料是固定的,具体要求请与相关技术人员联系了解。

有机硅胶知识简介
一、有机硅的性能 有机硅产品的基本结构单元是由硅-氧链节构成的, 侧链则通过硅原子与其他各种有机 基团相连。因此,在有机硅产品的结构中既含有"有机基团",又含有"无机结构",这种 特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身。 与其他高分子材料 相比,有机硅产品的最突出性能是: 1.耐温特性 有机硅产品是以硅-氧 (Si-O) 键为主链结构的,C-C 键的键能为 82.6 千卡/克分子, Si-O 键的键能在有机硅中为 121 千卡/克分子,所以有机硅产品的热稳定性高,高温 下 (或辐射照射) 分子的化学键不断裂、 不分解。 有机硅不但可耐高温, 而且也耐低温, 可在一个很宽的温度范围内使用。 无论是化学性能还是物理机械性能, 随温度的变化都 很小。 2.耐候性 有机硅产品的主链为-Si-O-,无双键存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有机 硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力。 有机硅中自然环境下 的使用寿命可达几十年。 3.电气绝缘性能 有机硅产品都具有良好的电绝缘性能,其介电损耗、耐电压、耐电弧、耐电晕、体积电 阻系数和表面电阻系数等均在绝缘材料中名列前茅, 而且它们的电气性能受温度和频率 的影响很小。因此,它们是一种稳定的电绝缘材料,被广泛应用于电子、电气工业上。 有机硅除了具有优良的耐热性外, 还具有优异的拒水性, 这是电气设备在湿态条件下使 用具有高可靠性的保障。 4.生理惰性 聚硅氧烷类化合物是已知的最无活性的化合物中的一种。 它们十分耐生物老化, 与动物 体无排异反应,并具有较好的抗凝血性能。 5.低表面张力和低表面能 有机硅的主链十分柔顺,其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多,因此,比同分子量 的碳氢化合物粘度低,表面张力弱,表面能小,成膜能力强。这种低表面张力和低表面 能是它获得多方面应用的主要原因:疏水、消泡、泡沫稳定、防粘、润滑、上光等各项 优异性能。 二、有机硅的用途 由于有机硅具有上述这些优异的性能,因此它的应用范围非常广泛。它不仅作为航空、

尖端技术、军事技术部门的特种材料使用,而且也用于国民经济各部门,其应用范围已 扩到:建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药 医疗等。 三、有机硅的分类 有机硅主要分为硅橡胶、硅树脂、硅油三大类。

室温硫化硅橡胶简介及其分类

室温硫化硅橡胶(RTV)是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体, 这种橡胶的最 显著特点是在室温下无须加热、如压即可就地固化,使用极其方便。因此,一问世就迅 成为整个有机硅产品的一个重要组成部分。 现在室温硫化硅橡胶已广泛用作粘合剂、 密 封剂、防护涂料、灌封和制模材料,在各行各业中都有它的用途。

室温硫化硅橡胶按其包装方式可分为单组分和双组分室温硫化硅橡胶, 按硫化机理又可 分为缩合型和加成型。因此,室温硫化硅橡胶按成分、硫化机理和使用工艺不同可分为 三大类型, 即单组分室温硫化硅橡胶、 双组分缩合型室温硫化硅橡胶和双组分加成型室 温硫化硅橡胶。 这三种系列的室温硫化硅橡胶各有其特点: 单组分室温硫化硅橡胶的优 点是使用方便,但深部固化速度较困难;双组分室温硫化硅橡胶的优点是固化时不放 热, 收缩率很小,不膨胀,无内应力,固化可在内部和表面同时进行,可以深部硫化; 加成型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要决定于温度, 因此, 利用温度的调节可以控制其 硫化速度。

一. 单组分室温硫化硅橡胶 单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠与空气中的水分发生作用而硫化成弹性体。 随着 链剂的不同,单组分室温硫化硅橡胶可为脱酸型、脱肟型、脱醇型、脱胺型、脱酰胺型 和脱酮型等许多品种。单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度 和硅橡胶层的厚度,提高环境的温度和湿度,都能使硫化过程加快。在典型的环境条件 下,一般 15~30 分钟后,硅橡胶的表面可以没有粘性, 厚度 0.3 厘米的胶层在一天之 内可以固化。固化的深度和强度在三个星期左右会逐渐得到增强。 单组分室温硫化硅橡胶具有优良的电性能和化学惰性, 以及耐热、 耐自然老化、 耐火焰、 耐湿、透气等性能。它们在-60~200℃范围内能长期保持弹性。它固化时不吸热、不放 热,固化后收缩率小,对材料的粘接性好。因此,主要用作粘合剂和密封剂,其它应用 还包括就地成型垫片、 防护涂料和嵌缝材料等。 许多单组分硅橡胶粘接剂的配方表现出

对多种材料如大多数金属、玻璃、陶瓷和混凝上的自动粘接性能。当粘接困难时,可在 基材上进底涂来提高粘接强度, 底涂可以是具有反应活性的硅烷单体或树脂, 当它们在 基材上固化后, 生成一层改性的适合于有机硅粘接的表面。 单组分室温硫化硅橡胶虽然 使用方便,但由于它的硫化是依懒大气中的水分,使硫化胶的厚度受到限制,只能用于 需要 6 毫米以下厚度的场合。 单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是从表面逐渐往深处进 行的,胶层越厚,固化越慢。当深部也要快速固化时, 可采用分层浇灌逐步硫化法, 每次可加一些胶料,等硫化后再加料,这样可以减少总的硫化时间。添加氧化镁可加速 深层胶的硫化。

二.双组分缩合型室温硫化硅橡胶 双组分室温硫化硅橡胶硫化反应不是靠空气中的水分, 而是靠催化剂来进行引发。通常 是将胶料与催化剂分别作为一个组分包装。 只有当两种组分完全混合在一起时才开始发 生固化。 双组分缩合型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要取决于催化剂的类型、 用量以及 温度。催化剂用量越多硫化越快, 同时搁置时间越短。在室温下,搁置时间一般为几 小时,若要延长胶料的搁置时间,可用冷却的方法。双组分缩合型室温硫化硅椽胶在室 温下要达到完全固化需要一天左右的时间,但在 150℃的温度下只需要 1 小时。通过使 用促进剂进行协合效应可显著提高其固化速度。 双组分室温硫化硅橡胶可在一 65~250℃温度范围内长期保持弹性, 并具有优良的电气 性能和化学稳定性, 能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工艺适用性强, 因此, 广泛用作灌封和制模材料。 各种电子、 电器元件用室温硫化硅橡胶涂覆、 灌封后, 可以起到防潮(防腐、防震等保护作用。可以提高性能和稳定参数。双组分室温硫化硅 橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间, 这一点是优于单组分室温硫化 硅橡胶之处。 双组分室温硫化硅橡胶硫化后具有优良的防粘性能, 加上硫化时收缩率极 小,因此,适合于用来制造软模具,用于铸造环氧树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、 乙烯基塑料、石蜡、低熔点合金等的模具。此外,利用双组分室温硫化硅橡胶的高仿真 性能可以在文物上复制各种精美的花纹。 双组分室温硫化硅橡胶在使用时应注意: 首先 把胶料和催化剂分别称量, 然后按比例混合。 混料过程应小心操作以使夹附气体量达到 最小。胶料混匀后(颜色均匀),可通过静置或进行减压(真空度 700 毫米汞柱)除去 气泡,待气泡全部排出后,在室温下或在规定温度下放置一定时间即硫化成硅橡胶。 三.双组分加成型室温硫化硅橡胶 双组分加成型室温硫化硅橡胶有弹性硅凝胶和硅橡胶之分, 前者强度较低, 后者强度较 高。它们的硫化机理是基于有机硅生胶端基上的乙烯基(或丙烯基)和交链剂分子上的 硅氢基发生加成反应(氢硅化反应)来完成的。在该反应中,不放出副产物。由于在交

链过程中不放出低分子物, 因此加成型室温硫化硅橡胶在硫化过程中不产生收缩。 这一 类硫化胶无毒、机械强度高、具有卓越的抗水解稳定性(即使在高压蒸汽下)、良好的 低压缩形变、低燃烧性、可深度硫化、以及硫化速度可以用温度来控制等优点,因此是 目前国内外大力发展的一类硅橡胶。

1.加成型室温硫化硅橡胶 包装方式一般是分 A、B 两种组分进行包装:将催化剂作为一种组分;交链剂作另一种 组分。高强度的加成型室温硫化硅橡胶由于线收缩率低、硫化时不放出低分子,因此是 制模的优良材料。在机械工业上已广泛用来制模以铸造环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯、 聚苯乙烯、乙烯基塑料、石蜡、低熔点合金、混凝上等。利用加成型窒温硫化

2.硅凝胶 这种胶硫化后成为柔软透明的有机硅凝胶,可在-65~200℃温度范围内长期保持弹性, 它具有优良的电气性能和化学稳定性能、耐水、耐臭氧、耐气候老化、憎水、防潮、防 震、无腐蚀,且具有生理惰性、无毒、无味、易于灌注、能深部硫化、线收缩率低、操 作简单等优点, 有机硅凝胶在电子工业上广泛用作电子元器件的防潮、 绝缘的涂覆及灌 封材料,对电子元件及组合件起防尘、防潮、防震及绝缘保护作用。如采用透明凝胶灌 封电子元器件,不但可起到防震防水保护作用,还可以看到元器件并可以用探针检测出 元件的故障,进行更换,损坏了的硅凝胶可再次灌封修补。有机硅凝胶由于纯度高,使 用方便,又有一定的弹性,因此是一种理想的晶体管及集成电路的内涂覆材料,可提高 半导体器件的合格率及可靠性; 有机硅凝胶也可用作光学仪器的弹性粘接剂。 在医疗上 有机硅凝胶可以用来作为植人体内的器官如人工乳房等, 以及用来修补已损坏的器官等. 3.硅树脂 硅树脂硅树脂是高度交联的网状结构的聚有机硅氧烷, 通常是用甲基三氯硅烷、 二甲基 二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各种混合物,在有机 溶剂如甲苯存在下,在较低温度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始产物是环状 的、线型的和交联聚合物的混合物,通常还含有相当多的羟基。水解物经水洗除去酸, 中性的初缩聚体于空气中热氧化或在催化剂存在下进一步缩聚, 最后形成高度交联的立 体网络结构。 硅树脂是一种热固性的塑料,它最突出的性能之一是优异的热氧化稳定 性。250℃加热 24 小时后,硅树脂失重仅为 2~8%。硅树脂另一突出的性能是优异的电 绝缘性能,它在宽的温度和频率范围内均能保持其良好的绝缘性能。 鉴于上述特性,有机 硅树脂主要作为绝缘漆(包括清漆、瓷漆、色漆、浸渍漆等)浸渍 H 级电机及变压器 线圈, 以及用来浸渍玻璃布、玻布丝及石棉布后制成电机套管、电器绝缘绕组等。用有

机硅绝缘漆粘结云母可制得大面积云母片绝缘材料,用作高压电机的主绝缘。此外,硅 树脂还可用作耐热、 耐候的防腐涂料, 金属保护涂料, 建筑工程防水防潮涂料, 脱模剂, 粘合剂以及二次加工成有机硅塑料,用于电子、电气和国防工业上,作为半导体封装材 料和电子、电硅树脂按其主要用途和交联方式大致可分为有机硅绝缘漆、有机硅涂料、 有机硅塑料和有机硅粘合剂等几大类。 4.硅油 硅油是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷。 最常用的硅油是申基硅油。 硅油一般 是无色(或淡黄色),无味、无毒、不易挥发的液体。硅油不溶于水、甲醇、二醇和- 乙 氧基乙醇,可与苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶,稍溶于丙酮、二恶烷、 乙醇和了醇。它具有很小的蒸汽压、较高的闪点和燃点、较低的凝固点。随着链段数 n 的不同,分子量增大,粘度也增高, 固此硅油可有各种不同的粘度。硅油按化学结构 来分有甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅 油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢 硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油等;从用途来分,则有阻尼硅油、扩散泵硅油、液压油、 绝缘油、热传递油、刹车油等。 硅油具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、 生理惰性和较小的表面张力,此外还具有低的粘温系数、较高的抗压缩性)有的品种还 具有耐辐射的性能。

橡胶硫化过程和硫化曲线的对应
橡胶硫化过程: 完整的硫化体系主要有硫化剂、活化剂、促进剂组成

诱导阶段:先是硫磺、促进剂、活化剂的相互作用,是氧化锌在胶料中溶解度增加,活化促 进剂,是促进剂与硫磺之间反应生成一种活性更大的中间产物。 对应硫化曲线→焦烧阶段: 操作焦烧时间、 剩余焦烧时间。 它的长短关系到生产加工安全性, 决定于胶料配方成分,主要受促进剂的影响。 操作焦烧时间:橡胶加工过程中由于热积累效应所消耗掉的焦烧时间。 剩余焦烧时间:胶料在模型中加热保持流动性的时间。

交联阶段:可交联的自由基(或离子)与橡胶分子链产生反应,生成交联键 对应硫化曲线→热硫化阶段: 时间长短决定于温度和胶料配方。 温度越高, 促进剂用量越多, 硫化速度也越快。 曲线的斜率大小代表硫化反应速度,斜率越大,硫化反应速率越快,生产效率越高。

网络形成阶段:此阶段的前期,交联反应已趋形成,初始阶段的交联键发生短化、重排和裂 解反应,最后网络趋于稳定,获得网络相对稳定的硫化胶。 对应硫化曲线→平坦硫化阶段:网络形成的前期,交联反应已基本完成,继而发生交联键的 重排、裂解等反应,胶料强力曲线出现平坦期,平坦硫化时间取决于胶料配方。 对应硫化曲线→过硫化阶段:网络形成的后期,存在着交联的重排,由于此时主要是交联键 及键段的热裂解反应,因此胶料的弹力性能显著下降。

橡胶硬度表示方法
橡胶常用邵尔 A,邵尔 D,橡胶国际硬度等几种方式表示,只有数值没有单位。 比如 5080 邵尔 A 硬度 80 shore A 只是 shore 硬度的一种。shore 硬度有 A、C、D 三种

天然橡胶(NR)知识-性能和用途
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。 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。 天然橡胶的强度 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。 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。 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。 天然橡胶的耐介质性能 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。 天然橡胶主要用途 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。上海轮胎橡胶集团公司、山东成山橡胶公 司、山东轮胎厂、杭州中策有限公司、东风轮胎集团公司和桦林轮胎集团公司等轮胎企业是 我国天然橡胶的使用大户。

天然橡胶(NR)知识-品种和分级标准
天然橡胶主要根据制法分类,在每类中,又按质量水平或原料的不同而分级。 天然橡胶的分类如下: 三叶橡胶树产的橡胶----1.通用类----(1)颗粒胶 (2)烟片胶 (3)风干片胶 (4)绉片胶 2.特种类----(1)恒粘橡胶,充油橡胶 (2)低粘橡胶,胶清橡胶 (3)易操作橡胶,炭黑共沉胶 (4)纯化橡胶,粘土共沉胶 (5)轮胎橡胶,散粒橡胶

3.改性类----(1)难结晶橡胶,环氧化橡胶,氯化橡胶 (2)接枝橡胶,液体橡胶,氢氯化橡胶 (3)环化橡胶,热塑性橡胶 其他植物产的橡胶----1.银菊橡胶 2.杜仲橡胶 通用天然橡胶有两种分级方法:一种是按外观质量分级,如烟片胶及绉片胶就是按这种 方法分级的; 另一种按理化指标分级, 这种方法比较科学, 一般颗粒胶是按这种方法分级的。

烟片胶有 80 余年生产历史,以外观质量分级,我国国家标准分有一级、二级、三级、四 级、五级。一级质量最高,以后质量逐级下降。例如要求以及胶片无霉、无氧化斑点、无熏 不透、无熏过度、无不透明等。而二级烟片胶可允许胶片有少量干霉、轻微胶锈,无氧化斑 点和熏不透胶等。各级烟片胶均有标准胶样,以便参照。烟片胶包装比较大,使用不方便, 国际上规定包重为 102~114kg,体积为 0.14 立方米,胶包上要注明烟片胶,级别、厂名、生 产日期等标志。 绉片胶由于原料及制法不同,绉片可以分为胶乳绉片、杂绉片两种。每种中视质量的不 同还分为不同等级。 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。 以上所述的是通过品种的天然橡胶,他们用量大、应用面宽。在标准胶未出现之前,烟 片胶用量最大,目前则是标准胶用量最大。


相关文章:
考试试题-橡胶基本知识
部门: 工序: 姓名: 得分: 橡胶制品基本知识培训测试 一、填空题(共 30 分,每空 3 分) 1, 我们公司橡胶产品共分 大类,分别是普通橡胶杂件制品、 、 种...
橡胶基本知识问答
橡胶基本知识问答_高等教育_教育专区。橡胶基本知识问答(一)一、 根据橡胶的来源,橡胶可分为哪几类? 答:按来源来分,橡胶可分为天然橡胶、再生橡胶、合成橡胶。...
橡胶基础知识问答(囊括所有重要的基础知识)
橡胶 知识橡胶 知识隐藏>> 橡胶基础知识问答(囊括所有重要的基础知识)一)什么是...二、实验设备及工作原理 ф160×320mm 双辊筒开炼机,上海机械技术研究所产品,...
橡胶基础知识问答(囊括所有重要的基础知识)
12页 免费 橡胶方面知识培训-幻灯片 32页 免费 橡胶知识培训资料(下) 14页 免费 橡胶技术基础知识问答 59页 免费 橡胶原材料知识 38页 免费如...
橡胶技术基础知识_一览橡胶英才网
橡胶技术基础来源: 从事橡胶技术工作时,首先会面对下述各问题: ─—什么叫做橡胶配方? ─—如何设计橡胶配方? ─—成功的橡胶配方是什么? 事实上,橡胶配方技术乃...
橡胶的基本知识
橡胶的基本知识_材料科学_工程科技_专业资料。橡胶的基本知识 ? 橡胶的分类 一...橡胶技术基础知识问答 59页 免费 橡胶基础知识-生技篇 15页 免费 橡胶基本知识...
橡胶基本知识
橡胶基本知识_材料科学_工程科技_专业资料。橡胶生产...冷却时要注意哪些问题?为什么要进行预缩处理? 压出...工艺上的意义,故称为工艺正硫化时间或技术性正硫化...
橡胶基础知识
橡胶材料基础知识 10页 免费 橡胶技术基础知识 90页 2下载券 橡胶基础知识简介...C 硫化时间 橡胶硫化常见问题及解决方法 NO. 1 问题 缺胶,表现为表现为产 ...
橡胶基础知识
橡胶基础知识_材料科学_工程科技_专业资料。第一章一、橡胶的作用 概 论 橡胶...橡胶技术基础知识问答 59页 免费 橡胶基础知识-生技篇 15页 免费 ...
橡胶工艺基础知识简述
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...
更多相关标签: