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橡胶

橡胶(Rubber)是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料,在室温下富有弹性,在很小的外力作用下能产生较大形变,除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物,它的玻璃化转变温度(T g)低,分子量往往很大,大于几十万。

早期的橡胶是取自橡胶树橡胶草等植物的胶乳,加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。高弹性的高分子化合物。分为天然橡胶合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成;合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。

橡胶一词来源于印第安语cau-uchu,意为“流泪的树”。天然橡胶就是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得。1770年,英国化学家J.普里斯特利发现橡胶可用来擦去铅笔字迹,当时将这种用途的材料称为rubber,此词一直沿用至今。橡胶的分子链可以交联,交联后的橡胶受外力作用发生变形时,具有迅速复原的能力,并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。橡胶是橡胶工业的基本原料,广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。

三叶橡胶树提供最多的商用橡胶。它在受伤害(如茎部的树皮被割开)时会分泌出大量含有橡胶乳剂的树液。

另外,无花果树和一些大戟科的植物也能提供橡胶。德国在第二次世界大战时由于橡胶供应被切断,曾尝试从这些植物取得橡胶,但后来改为生产人造橡胶。

最初的橡胶树生长于南美洲,但经过人工移植,东南亚也种有大量的橡胶树。事实上,亚洲已成为最重要的橡胶来源地。

银菊胶制成的橡胶能够减少敏感。

天然橡胶是由胶乳制造的,胶乳中所含的非橡胶成分有一部分就留在固体的天然橡胶中。一般天然橡胶中含橡胶烃92--95-,而非橡胶烃占5--8-。由于制法不同,产地不同乃至采胶季节不同,这些成分的比例可能有差异,但基本上都在范围以内。

蛋白质可以促进橡胶的硫化,延缓老化。另一方面,蛋白质有较强的吸水性,可引起橡胶吸潮发霉、绝缘性下降,蛋白质还有增加生热性的缺点。

丙酮抽出物是一些高级脂肪酸及固醇类物质,其中有一些起天然防老剂和促进剂作用,还有的能帮助粉状配合剂在混炼过程中分散并对生胶起软化的作用。

灰分中主要含磷酸镁和磷酸钙等盐类,有很少量的铜、锰、铁等金属化合物,因为这些变价金属离子能促进橡胶老化,所以他们的含量应控制。

干胶中的水分不超过1-,在加工过程中可以挥发,但水分含量过多时,不但会使生胶储存过程中易发霉,而且还会影响橡胶的加工,如混炼时配合剂易结团;压延、压出过程中易产生气泡,硫化过程中产生气泡或呈海绵状等。

线型结构:未硫化橡胶的普遍结构。由于分子量很大,无外力作用下,大分子链呈无规卷曲线团状。当外力作用,撤除外力,线团的纠缠度发生变化,分子链发生反弹,产生强烈的复原倾向,这便是橡胶高弹性的由来。

支链结构:橡胶大分子链的支链的聚集,形成凝胶。凝胶对橡胶的性能和加工都不利。在炼胶时,各种配合剂往往进不了凝胶区,形成局部空白,形成不了补强和交联,成为产品的薄弱部位。

交联结构:线型分子通过一些原子或原子团的架桥而彼此连接起来,形成三维网状结构。随着硫化历程的进行,这种结构不断加强。这样,链段的自由活动能力下降,可塑性和伸长率下降,强度,弹性和硬度上升,压缩永久变形和溶胀度下降。

通用型橡胶的来源及应用特点

通用型橡胶的综合性能较好,应用广泛。主要有:①天然橡胶,从三叶橡胶树的乳胶制得,基本化学成分为顺- 聚异戊二烯。弹性好,强度高,综合性能好。②异戊橡胶,全名为顺-1,4-聚异戊二烯橡胶,由异戊二烯制得的高顺式合成橡胶,因其结构和性能与天然橡胶近似,故又称合成天然橡胶。③丁苯橡胶,简称SBR,由丁二烯和苯乙烯共聚制得。按生产方法分为乳液聚合丁苯橡胶和溶液聚合丁苯橡胶。其综合性能和化学稳定性好。④顺丁橡胶,全名为顺式-1,4-聚丁二烯橡胶,简称BR,由丁二烯聚合制得。与其他通用型橡胶比,硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异,动负荷下发热少,耐老化性能好,易与天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等并用。⑤氯丁橡胶,简称CR,由氯丁二烯聚合制得。具有良好的综合性能,耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度较大,常温下易结晶变硬,贮存性不好,耐寒性差。

特种型橡胶的来源及应用特点

特种型橡胶指具有某些特殊性能的橡胶。主要有:①丁腈橡胶,简称NBR,由丁二烯丙烯腈共聚制得。耐油、耐老化性能好,可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外,还具有耐水性、气密性及优良的粘结性能。②硅橡胶,主链由硅氧原子交替组成,在硅原子上带有有机基团。耐高低温 ,耐臭氧,电绝缘性好。③氟橡胶,分子结构中含有氟原子的合成橡胶。通常以共聚物中含氟单元的氟原子数目来表示,如氟橡胶23,是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡胶耐高温、耐油、耐化学腐蚀。④聚硫橡胶,由二卤代烷与碱金属或碱土金属的多硫化物缩聚而成。有优异的耐油和耐溶剂性,但强度不高,耐老化性、加工性不好,有臭味,多与丁腈橡胶并用。此外,还有聚氨酯橡胶氯醇橡胶丙烯酸酯橡胶等。

橡胶结构的影响作用

橡胶补强性能影响主要真对拉伸强度和撕裂强度上,其一般规律是:当粒径相同时,高结构炭黑对非结晶橡胶的补强作用大,一般有较高的拉伸强度和撕裂强度。橡胶结构性还是影响导电性能的最重要因素,链枝状结构易于在橡胶中形成交织联结的导电通路,会使导电性能提高。

按形态分为块状生胶、乳胶液体橡胶和粉末橡胶。乳胶为橡胶的胶体状水分散体;液体橡胶为橡胶的低聚物,未硫化前一般为粘稠的液体;粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状,以利配料和加工制作。20世纪60年代开发的热塑性橡胶,无需化学硫化,而采用热塑性塑料的加工方法成形。橡胶按使用又分为通用型和特种型两类。是绝缘体,不容易导电,但如果沾水或不同的温度的话,有可能变成导体。导电是关于物质内部分子或离子的电子的传导容易情况。按原材料来源与方法:橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。其中天然橡胶的消耗量占1/3,合成橡胶的消耗量占2/3。

按橡胶的外观形态:橡胶可分为固态橡胶(又称干胶)、乳状橡胶(简称乳胶)、液体橡胶和粉末橡胶四大类。

根据橡胶的性能和用途:除天然橡胶外,合成橡胶可分为通用合成橡胶、半通用合成橡胶、专用合成橡胶和特种合成橡胶。

根据橡胶的物理形态:橡胶可分为硬胶和软胶,生胶和混炼胶等。

按性能和用途分:通用橡胶特种橡胶

天然橡胶

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。1900年-1910年化学家C.D.哈里斯(Harris)测定了天然橡胶的结构是异戊二烯的高聚物,这就为人工合成橡胶开辟了途径。1910年俄国化学家SV列别捷夫(Lebedev,1874-1934)以金属钠为引发剂使1,3-丁二烯聚合成丁钠橡胶,以后又陆续出现了许多新的合成橡胶品种,如顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶等等。合成橡胶的产量已大大超过天然橡胶,其中产量最大的是丁苯橡胶

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(SBR)。

丁腈橡胶

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。

硅橡胶

硅橡胶由氧原子形成主链,侧链为含碳基团,用量最大是侧链为乙烯的硅橡胶。既耐热,又耐寒,使用温度在100-300℃之间,它具有优异的耐气候性和耐臭氧性以用良好的绝缘性。缺点是强度低,抗撕裂性能差,耐磨性能也差。硅橡胶主要用于航空工业、电气工业、食品工业及医疗工业等方面。

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较差,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。

乙丙橡胶

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。

橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一。它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、 医用等轻工橡胶产品,而且向采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件。可见,橡胶行业的产品种类繁多,后向产业十分广阔。

近几年来,橡胶行业得到不少发展,已有细分行业稳中有升,新生橡胶细分行业则飞速发展,但同时,橡胶行业也还存在环境、资源、灾害、创新等问题。

2004年,全国天然橡胶种植总面积69.62万公顷,开割面积45.19万公顷,干胶产量57.33万吨。其中农垦橡胶种植面积41.1万公顷,民营28.52万公顷,分别占全国橡胶总面积的59.03-和40.97-。

2005年,海南遭遇50年罕见的干旱和百年不遇的台风灾害,天然橡胶生产遭受重创。为挖掘国内天然橡胶种植、加工的发展潜力,增加自给,中国橡胶行业做出了不懈的努力,认真贯彻国家安全、节能、环保和清洁生产方针,并取得重大成果。尤其是橡胶助剂行业积极调整产品结构,绿色环保型助剂大幅增长,防老剂优良品种产量比例已达80-,促进剂达50-,有毒、有害、高致癌的NOBS生产量得到有效控制;废橡胶综合利用率达65-以上,再生胶胶粉后加工利用领域扩大。

2006年,中国橡胶工业协会六届三次理事会讨论通过并发布《中国橡胶工业“十一五”科学发展规划意见》及橡胶行业“十一五”实施名牌战略规划意见。这是首次由协会组织制订的行业规划。规划表明,橡胶工业“十一五”期间要走自主创新之路,全行业要切实转入科学发展的轨道,使中国成为世界橡胶工业的强国。

中国橡胶行业的发展前景广阔。到2010年,中国天然橡胶总消耗量将达到230万吨,橡胶工业的产品结构将有较大变化,新型产品、更新换代产品增多、新材料、新工艺应用扩大,生产技术有明显进步。

橡胶行业的特征决定了当一国的橡胶行业成熟后,该行业的景气状况与整个经济的运行 状况将保持很强的相关性:其发展周期的长度与该国经济周期的长度相当,走势同向;但由于橡胶行业属于基础工业,它的周期变化要略提前于经济周期的变化。另外,同样由于橡胶行业处于国民经济生产链的前端,其周期波动的波幅要小于产业链末端行业的波幅,也小于整个经济的波幅。因此,从产业投资的角度看,成熟的橡胶行业比较接近收益型投资行业。中国的橡胶加工业正值蓬勃发展时期,各地的橡胶业不仅加快了中国工业的进程,也带动了各地的经济建设发展的良好局面。我国橡胶工业比较发达的地区有:云南、广东、山东莒县、河北等地。

橡胶原材料价格大幅波动,企业成本难以控制

2011年,橡胶等原材料价格出现巨幅波动,天然橡胶一季度创下43500元/吨的历史最高纪录,合成橡胶二、三季度发力上攻,涨幅达10000 元/吨,之后均出现大幅下跌。受橡胶价格剧烈波动影响,轮胎等主要橡胶制品企业首当其冲,生产经营成本难以控制,库存风险加大,利润空间压缩至2--5-,行业面临严峻挑战。

行业增速理性回落,驶入良性发展轨道

由于橡胶原材料价格大幅波动,国内外市场持续低迷,内需放缓,我国主要橡胶产品产量增幅回落、出口回落,但没有出现大起大落的局面,保持了经济运行总体平稳。同时,运行质量有所优化:产品结构调整取得进展,轮胎子午化率达到86.5-,同比提高了2.5 -,其他产品结构也有较大改善;转变橡胶工业增长方式初见成效,轮胎对外需的依赖度降低;推行低碳经济效果显著,行业能耗降低,出现一批节能设备,绿色轮胎等产品和绿色原材料不断涌现。这些变化说明,当经济增长速度适度降低时,反而对调结构、推动各项改革有所帮助。我国橡胶工业经济运行开始驶入良性发展轨道。

2012年上半年1-10月,国内橡胶行业主要经济指标继续保持小幅增长,主要橡胶产品产量 增幅呈现持续向好的趋势,行业制品出口交货值增幅较上月略有回落,行业效益状况继续保持向好的态势。

数据显示,2012年1-10月,中国橡胶制品业完成工业产值同比增长6.47-,综合外胎产量同比增长2.59-,其中子午线轮胎产量同比增长3.13-,全钢子午胎产量同比增长6.55-,子午化率达87.23-,同比提高0.46个百分点。

同时,全行业实现销售收入同比增长6.26-,库存同比增加7.06-,环比减少0.12-。完成出口轮胎交货值同比增长11.29-,出口率(值)为34.23-,与2011年同比增长1.48个百分点。出口轮胎交货量同比增加5.87-,出口率(量)为42.83-,与2011年同比上升1.32个百分点。

--野外采集植物数据--

中文种名

橡胶

拉丁学名

Hevea brasiliensis

科名

大戟科

采集时间

2009年08月06日

采集地点

海南东方县东河镇

采集人

邢福武、戴建阅、郑希龙

采集样品类型

果实、

生活型

中等乔木、

生态环境

路旁、

不同的橡胶搭配配合剂应适当参照基础配方,如下

橡胶 主胶氧化锌硬脂酯防老剂促进剂硫磺碳黑氧化镁碳黑比表面积研究是非常重要的,

1. NR(天然胶) 100 5 2 (PBN 1)(DM 1) 2.5

2.SBR(丁苯松香)100 3 1 (NS 1)1.75 (炉法50)

3. CR(氯丁)100 5 0.5 (D2)(NA-22 0.35)(SRF29) 4

4. IIR(丁基)100 5 3 TMTD 1 1.75 (HAF50)

5. NBR(丁腈)100 5 1 DM 1 1.5 (瓦斯40)

6. BR(顺丁)100 3 2 (103油15)NS0.9 1.5 (HAF60)

7. IR(异戊)100 5 2 NS0.7 2.25 (HAF35)

8. EPDM(三元乙丙) 100 5 1 (环烷油15) M0.5TMTD1.5 1.5 (HAF50)

9. CSM(氯磺化聚乙烯)100 黑SRK40一氧化铅25DM0.5DPPT 2白氧化镁4DPPT2季戊四醇3

10. CIIR(氯化丁基)100 3 1 DM2TMTD1 (HAF50)2

11. PSR(聚硫)100 10 0.5 DM0.3DPD0.1 (SRK60)

12. ACM(丙烯酸酯)100 FEF60硬脂酯钾0.75防RD1硬脂酸钠1.75硫磺0.25

13. PUR(聚氨酯)100 古马隆15M1 DM4促进剂Caytur4 0.35硫磺0.75硬脂酸镉0.5HAF30

14. CO(氯醇)100硬脂酸铅2 FEF30铅丹1.5防老剂NBC2 促进剂NA-22 1.2

15. FKM(氟橡胶)100中裂子热裂炭点((MT)20氧化镁15硫化剂Diak3* 3.0。

16. Q(硅橡胶)100硫化剂BOP ,气相法,结构控制剂。

促进剂的互换关系:

DM 1 ==》CZ 0.5-0.61

DM 1 ==》M 0.52-0.8

DM 1 ==》NOBS 0.63-0.69

DM 1 ==》TMTD 0.08-0.10

NOBS 1 ==》DM 1.43-1.6

NOBS 1 ==》TMTD 0.1

NOBS 1 ==》M 0.7-0.75

CZ 1 ==》NOBS 1.2-1.3

天然橡胶可分为标准胶(又称颗粒胶)、烟胶片、浓缩胶、白绉胶片、浅色胶片、胶清橡胶和风干胶片等,最常用的是标准胶和烟胶片。标准胶分为一级(SCR5)、二级(SCR10)、三级(SCR20)、四级(SCR50)四个等级,烟胶分成1-5号烟胶片(RSS1-RSS5)五个等级。

标准胶:标准橡胶主要分为5号胶,10号胶和20号胶。5号胶为一级胶,是最好的胶,其所含杂质为0.05-;10号胶为二级胶,其所含杂质为0.10 -,20号胶为三级胶,其所含杂质为0.20 -。不同型号的胶用途也不一样:5号胶一般用于制作轮胎内胎;10号胶和20号胶一般用于制作轮胎外胎。

烟胶片:即用燃烧椰子壳所发生的烟和热对压去水分的天然胶片进行熏烤后所得的胶片。烟熏的目的是为了使胶片干燥并注入防氧化及防腐的甲酚物质。烟胶片属于初级形状的天然橡胶。

浓缩胶:可作粘结材料。

绉胶片:

特一级薄白绉胶片

所交货物必须是色泽极白而且均匀、干燥、坚实的橡胶。

不允许有任何原因所引起的变色、酸臭味、灰尘、屑点、砂砾或其他外来物质、油污或其他污迹、氧化或过热的迹象。

一级薄白绉胶片

所交货物必须是色泽白、干燥、坚实的橡胶。允许有极轻微的色泽深浅的差异。

特一级薄浅色绉胶片

所交货物必须是色泽很浅而且均匀、干燥、坚实的橡胶。

一级薄浅色绉胶片

所交货物必须是色泽浅、干燥、坚实的橡胶。允许有极轻微的色泽深浅的差异。

二级薄浅色绉胶片

所交货物必须是干燥、坚实的橡胶。色泽略深于一级薄浅色绉胶片。允许有轻微的色泽深浅的差异。

允许有样本所示程度的带有斑迹和条痕的橡胶。但在被检验的胶包中,这种胶包的个数不得超过检验胶包数的10-。

除上述可允许者外,不允许有任何原因所引起的变色、灰尘、屑点、砂砾或其他外来物质、油污或其他污迹、氧化或过热的迹象。

三级薄浅色绉胶片

所交货物必须是色泽淡黄、干燥、坚实的橡胶。允许有色泽深浅的差异。

天然橡胶NR

(Natural Rubber) 由橡胶树采集胶乳制成,是异戊二烯的聚合物。具有很好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率。在空气中易老化,遇热变粘,在矿物油或汽油中易膨胀和溶解,耐碱但不耐强酸。优点:弹性好,耐酸碱。缺点:不耐热,不耐油(可耐植物油), 是制作胶带、胶管、胶鞋的原料,并适用于制作减震零件、在汽车刹车油、乙醇等带氢氧根的液体中使用的制品。

丁苯胶SBR

(Styrene Butadiene Copolymer) 丁二烯与苯乙烯之共聚合物,与天然胶比较,品质均匀,异物少,具有更好耐磨性及耐老化性,但机械强度则较弱,可与天然胶掺合使用。优点:低成本的非抗油性材质,良好的抗水性,硬度70以下具良好弹力,高硬度时具较差的压缩性。缺点:不建议使用强酸臭氧、油类、油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。 广泛用于轮胎业、鞋业、布业及输送带行业等。

丁基橡胶IIR

(Butyl Rubber) 为异丁烯与少量异戊二烯聚合而成,因甲基的立体障碍分子的运动比其他聚合物少,故气体透过性较少,对热、日光、臭氧之抵抗性大,电器绝缘性佳;对极性容剂抵抗大,一般使用温度范围为零下54-110 ℃。 优点:对大部份一般气体具不渗透性,对阳光及臭气具良好的抵抗性,可暴露于动物或植物油或是可气化的化学物中。缺点:不建议与石油溶剂,胶煤油和芳氢同时使用。用于汽车轮胎的内胎、皮包、橡胶膏纸、窗框橡胶、蒸汽软管、耐热输送带等。

氢化丁腈胶HNBR

(Hydrogenate Nitrile) 氢化丁腈胶为丁腈胶中经由氢化后去除部份双链,经氢化后其耐温性、耐候性比一般丁腈橡胶提高很多,耐油性与一般丁腈胶相近。一般使用温度范围为零下25-150 ℃。优点:较丁腈胶拥有较佳的抗磨性,具极佳的抗蚀、抗张、抗撕和压缩性的特性。

在臭氧等大气状况下具良好的抵抗性,一般适用于洗衣或洗碗的清洗剂中。缺点:不建议使用于醇类,酯类或是芳香族的溶液之中空调制冷业,广泛用于环保冷媒、R134a系统中的密封件、汽车发动机系统密封件。

乙丙胶EPDM

乙丙胶EPDM(Ethylene propylene Rubber) 由乙烯及丙烯共聚合而成,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,在EP主链上导入少量有双链之第三成份而可加硫即成EPDM,一般使用温度为零下50-150 ℃。对极性溶剂如醇、酮等抵抗性极佳优点:具良好抗候性及抗臭氧性,具极佳的抗水性及抗化学物,可使用醇类及酮类,耐高温蒸气,对气体具良好的不渗透性。缺点:不建议用于食品用途或是暴露于芳香氢之中。 高温水蒸汽环境之密封件卫浴设备密封件或零件。制动(刹车)系统中的橡胶零件。散热器(汽车水箱)中的密封件。

丁腈胶NBR

(Nitrile Rubber) 由丙烯腈与丁二烯共聚而成,丙烯腈含量由18--50- ,丙烯腈含量越高,对石化油品碳氢燃料油之抵抗性愈好,但低温性能则变差,一般使用温度范围为零下25-100 ℃。丁腈胶为目前油封及O 型圈最常用之橡胶之一优点:具良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性。

具良好的压缩性,抗磨及伸长力。

缺点:不适合用于极性溶剂之中,例如酮类、臭氧、硝基烃,MEK 和氯仿. ?用于制作燃油箱、润滑油箱以及在石油系液压油、汽油、水、硅油、二酯系润滑油等流体介质中使用的橡胶零件,特别是密封零件。可说是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件。

氯丁胶CR

(Neoprene 、Polychloroprene) 由氯丁烯单体聚合而成。硫化后的橡胶弹性耐磨性好,不怕阳光的直接照射,有特别好的耐候性能,不怕激烈的扭曲,不怕制冷剂,耐稀酸、耐硅酯系润滑油,但不耐磷酸酯系液压油。在低温时易结晶、硬化,贮存稳定性差,在苯胺点低的矿物油中膨胀量大,一般使用温度范围为-50~150 ℃。 优点:弹性良好及具良好的压缩变形,配方内不含硫磺,因此非常容易来制作,具抗动物及植物油的特性,不会因中性化学物,脂肪、油脂、多种油品,溶剂而影响物性,具防燃特性。

缺点:不建议使用强酸、硝基烃、酯类、氯仿及酮类的化学物之中 耐R12 制冷剂的密封件,家电用品上的橡胶零件或密封件。适合用来制作各种直接接触大气、阳光、臭氧的零件。适用于各种耐燃、耐化学腐蚀的橡胶品。

合成橡胶的组成:合成橡胶是以石油、天然气为原料,以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子。

橡胶的高分子已经突破了单体聚合的工艺,世界领先的橡胶工厂已经开始运用更高强度的橡胶,用超高分子聚集而成,而且成本相当的低的。

本过程包括塑炼、混炼、压延或挤出、成型和硫化等基本工序,每个工序针对制品有不同的要求,分别配合以若干辅助操作。为了能将各种所需的配合剂加入橡胶中,生胶首先需经过塑炼提高其塑性;然后通过混炼将炭黑及各种橡胶助剂与橡胶均匀混合成胶料;胶料经过压出制成一定形状坯料;再使其与经过压延挂胶或涂胶的纺织材料(或与金属材料)组合在一起成型为半成品;最后经过硫化又将具有塑性的半成品制成高弹性的最终产品。

对精度要求比较高的制品,油封、O型圈、密封件等橡胶制品,还需要进行修边、去毛边加工,可选用的方式有人工修边、机械修边和冷冻修边。

人工修边:劳动强度大、效率低、合格率低。

机械修边:主要有冲切、砂轮磨边和圆刀修边,适用于对精度要求不高的特定制品。

冷冻修边:专用的冷冻修边机设备,其原理是采用液氮(LN2)使成品的毛边在低温下变脆,使用特定的冷冻粒子(弹丸)去击打毛边,以迅速去除毛边。冷冻修边的效率高,成本低廉,适用制品广泛,已成为主流的工艺标准。

在橡胶材料及制品都有严格的质量要求,如拉伸强度、弹性模量、延伸率、耐老化等。橡胶制品用于精密度高的领域,这些参数往往要求很苛刻。

我国橡胶发展初期就成立了橡胶制品委员会,负责对橡胶研发、学术、质量监督等工作。

1 耐介质增重实验

可以从成品上取样,浸泡在选定的一种或几种介质中,一定温度时间后取称重,根据重量变化率硬度变化率推断材料的种类。

比如在100℃机油中浸泡24小时,NBR,氟胶,ECO,CR质量及硬度变化率很小,而NR,EPDM,SBR增重一倍以上且硬度变化很大,体积膨胀很明显。

2 热空气老化实验

从成品中取样,放在老化箱里老化一天,观察老化后的现象。可以分级老化逐步升温。比如150℃下CR,NR,SBR都会脆断,NBR EPDM还有弹性。升到180℃下普通NBR就会脆断;而230℃下HNBR也会脆断,氟胶和硅胶仍然有很好的弹性。

3 燃烧法

取少许样品,在空气中烧。观察现象。

一般来说氟胶,CR,CSM离火自息,即使烧着火苗也比一般NR、EPDM的要小的多。当然,如果仔细观察,燃烧状态、颜色、气味也会提供为我们很多信息。比如NBR/PVC并用胶,有火源时火劈啪的乱溅,似乎有水似的,离火自熄,烟浓且有酸味。需要注意的是有时添加了阻燃剂但不含卤素的胶也会离火自熄,这要借助别的办法进一步推断。

4测比重

用电子称或分析天平,精确到0.01克的即可,外加一杯水,一根头发丝即可。

一般来说氟胶比重最大,1.8以上,CR ECO的也多在1.3以上比重明显偏大的可以考虑是这些胶。

5 低温法

从成品上取样,用干冰和酒精制造一个合适的低温环境。把样品泡在低温环境下2-5分钟,在选定温度下感觉软硬程度。比如零下40℃以下,同样耐高温耐油很好的硅胶和氟胶对比,硅胶则比较软。

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。

表现为龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、长霉等。

A)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:臭氧的化学活性比氧高得多,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亲水基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)油类:在使用过程如果和油类介质长期接触,油类能渗透到橡胶内部使其产生溶胀,致使橡胶的强度和其他力学性能降低。油类能使橡胶发生溶胀,是因为油类渗入橡胶后,产生了分子相互扩散,使硫化胶的网状结构发生变化。

H)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。

橡胶的极性越大,胶接效果越好。其中丁腈氯丁橡胶极性大,胶接强度大;天然橡胶、硅橡胶和异丁橡胶极性小,粘接力较弱。另外橡胶表面往往有脱模剂或其它游离出的助剂,妨碍胶接效果。

用胶粘剂胶接橡胶,具体方法分为热粘法和冷粘法。

热粘法是用塑炼未硫化的生胶与被粘橡胶制品一起硫化后实现胶粘,其方法复杂,需要加热加压设备,使用不便。

冷粘法就是将配好的胶粘剂,涂于被粘制品的表面,晾置叠合后,放在室温下固化。当然,适当的加热有利于缩短固化时间,提高胶接强度。冷粘法简单易行,且节省能源,是值得推广的好方法。

不同种类的橡胶制品,所用的胶粘剂也不同,要注意选择,不可随意使用。

天然橡胶是橡胶树上流出的胶液,经加工而成的弹性固状物,是不饱和的天然高分子化合物。天然橡胶用甲醇、甲苯、异丙醇等脱脂,用木锉、砂布打毛。对于高强度的胶接需进行化学处理,即用浓硫酸浸泡被粘面2-10min。在胶接前,再弯曲折叠几次,使表面出现很多微小裂纹,有利于胶接。所用胶粘剂:BD801橡胶粘接剂,BD817弹性粘接剂,BD818高强度弹性粘接剂等。

以金属氧化物硫化的氯丁橡胶制造的耐老化制品,如电缆包层、铁轨枕垫、运输带;耐热制品,如胶管;耐油制品,如橡胶垫、胶辊等。

氯丁橡胶制品用甲苯、甲醇、异丙醇等脱脂,用砂布、木锉、钢丝刷打毛粗化,如需化学处理,可在室温下浸在浓硫酸中处理3-30rain,水洗干燥。所用胶粘剂:BD817弹性粘接剂,BD818高强度弹性粘接剂,BD819高温型弹性粘接剂,BD801橡胶粘接剂,BD802高强度橡胶粘接剂,BD803高温型橡胶粘接剂。

丁腈橡胶具有良好的综合物理机械性能,可以制造耐油和耐热的胶带、胶管、胶板及其他制品。丁腈橡胶制品用甲醇脱脂,用木锉、砂布或钢丝刷等打毛粗化,可化学处理。

泡沫橡胶俗称海绵,具有保温、防振、隔声、绝缘等功能,用于制作门窗密封条、防振衬垫等。在胶接时,不必作特殊的处理,只要清除灰尘和污物就足够了。所用胶粘剂:BD817柔性粘接剂,BD818高强度柔性粘接剂。

在日常生活和工业生产中经常遇到橡胶与其他材料相互胶接的情况。

1)橡胶与金属的胶接

橡胶与金属的胶接,是金属与橡胶连接的最有效的方法。金属对橡胶能起到补强、骨架的作用;橡胶则使金属具有耐磨、减振、抗冲击、防腐、绝缘、密封等功能,其结果是刚柔结合,强韧兼备。

天然橡胶与金属进行冷胶接,要先脱脂,打毛、再脱脂、甚至还要进行化学处理。

丁腈橡胶与金属胶接,要先脱脂;而金属用砂布打磨;橡胶用砂轮打毛。

2)橡胶与玻璃的胶接

橡胶要先用甲醇、异丙醇脱脂,用木锉、砂轮打毛,玻璃用丙酮擦拭后,涂上质量分数为1-的KJ一550乙醇溶液,晾干。

橡胶工业是随着汽车工业发展起来的。六十年代汽车工业与石油化学工业高速发展,使橡胶工业生产水平有了很大的提高;进入七十年代,为适应汽车的高速、安全和节约能源,消除污染,防止公害等方面的需要,促进了轮胎新品种的不断出观。原料胶消耗在交通运输方面占有相当大的比重。例如:一辆解放牌4吨载重汽车,需要橡胶制品200多千克,一节硬座车厢需装配橡胶制品总重300多千克,一艘万吨巨轮就需橡胶制品近10吨重,一架喷气式客机需要将近600千克的橡胶。在海、陆、空交通运输上,哪一个都离不开橡胶制品。作为运输工具,轮胎是个主要的配件。除生产普通轮胎外,还大力发展子午线轮胎、无内胎轮胎地下铁道有的也采用了橡胶轮胎。铁路车辆及汽车推广应用橡胶弹簧减震制品,气密橡放。大型商店、车站、地铁也在采用载人运输带。此外,还有用橡胶制做的“气垫船”、“气垫车”等。

工业部门所需要的大大小小的橡胶制品那就更多了,品种多,用途广,有的还有特殊要求。主要的制品有胶带、胶管、密封垫圈、胶辊、胶板、橡胶衬里及劳动保护用品。在矿山、煤炭、冶金等工业方面应用胶带来运输成品,各地都在不断出现,为了大型生产的需要,还生产出钢丝绳芯运输带和合成纤维运输带。矿用磨机橡胶衬里,以锻胶代替锰钢,使用寿命提高了二至四倍,还减小了噪音,这一产品已在世界范围内推广。

农林水利事业的发展,也需要各种各样的橡胶制品,除拖拉机和农业机械用各种轮胎外,在联合收割机需用的橡胶履带,灌溉用水池、水跟和水库采用的橡胶防渗层及橡胶水坝,橡胶船、救生用品等用量都在增长,在农副产品加工设备和林、牧、渔业技术装备等方面,都有橡胶配件。如一台铁牛一40型轮式拖拉机,需要橡胶制品121件之多。随着农业机械化、农田水利的大发展,所需橡胶制品会愈来愈多。

橡胶是重要的战略物资,在军事国防上应用更是十分广泛,比如,一辆坦克要用八百多千克橡胶;一艘三万吨级的军舰要用六十八吨橡胶,差不多军事装备、空军设施、国防工程都有橡胶的足迹。使用橡胶制做的船舶、帐篷、仓库以及防护用具、浴水服装等品种也很多。至于国防尖端技术需要的耐高温、耐低温、耐油、耐高度真空等特殊性能的橡胶制品更是不可缺少。随着国防现代化的发展,要求能耐零下100-400℃的温度范围,并能抵抗各种酸、碱和氧化剂具有特殊性能的橡胶,正在研制生产。

现代化建筑,橡胶更是大有用武之地。例如,在建筑物上使用的玻璃窗密封橡胶条,隔音地板、消声海绵、橡胶地毯、防雨材料以及用乳状涂料涂剧墙壁。从六十年代中期开始在建筑物安装大型橡胶弹簧座垫,以减少地铁所造成的震动和噪音。国外还在试制减轻地震对建筑物破坏作用的橡胶座垫,这种橡胶制品的研制具有十分重要的意义。制造混凝土空心构件应用的充气橡胶软橡胶乳水泥和胶沥青在建筑工程中的应用日趋广泛。把胶乳混入水泥,可以提高水泥的弹性和耐磨性。在沥青中加入3-的橡胶或胶乳铺设马路的路面,可防止路面的龟裂,并提高耐冲击件。在建筑施工中历使用的机械,运输设备、防护用品等都有橡胶制品的配件。

橡胶的另一特性是绝缘性能好,不易导电。各种电线、 电缆多采用橡胶则成。硬质橡胶也多用来制做胶管、胶棒、胶板、隔板以及电瓶壳。此外,还广泛用作防护用品绝缘手套、绝缘胶靴鞋等。

在医疗卫生部门有许多橡胶制品在应用,如医院里的麻醉科、泌尿科、外科、脑外科、骨科、五宫科、放射科等招的诊断、输血、导尿、洗肠胃的各种胶色手术用的手套、冰囊、海绵座垫等多是橡胶制品。作为医疗设备和仪器的配件也有橡胶制品。医用橡胶制品往往对它还有个特殊要求,如无毒、杀菌、生理惰性、耐放射等。橡胶巾的丁基橡胶就具有较高的生物惰性、化学稳定性和较微的透水透气性,用来加工橡胶瓶塞,能保证高吸湿抗生意和抗癌制剂的保存。硅橡胶在制造医用制品方面愈来愈广泛,如采用硅橡胶制造人造器官及人体组织代用品有了很大进展,还用它制作药物胶囊,放入体内适当位置,使囊内药物缓慢连续地释放出来,既能提高疗效又比较安全。

橡胶不仅用于医疗卫生,还应用于储藏水果和蔬菜。自1954年以来气调技术取得很大进展,被橡胶薄膜广泛地应用于硅橡胶宙气调控储藏水果。硅橡胶对CO2和O2有着优越透气性及适当透气比。二者的比是6:1,也就是说:二氧化碳扩散速度透过硅橡胶窗比氧要快六倍。比聚乙烯塑料薄膜进过的二氧化碳和氧约快为200倍。根据不同果品蔬菜品种的呼吸强度及数量等的差异,制成各种大小的硅橡胶宙饺嵌在塑料薄膜控上,即可使袋内维持适量的CO2,形成良好的气体储藏环境,从而抑制果品蔬菜呼吸强度,延缓代谢速度,推迟水果蔬菜的后熟过程,减少水分蒸公防止腐烂。从储藏苹果的试验对比来看,采用塑料薄膜包装储藏五个月,自然消耗是0.7-以下,未用的自然消耗可达5.83-。再如,用硅橡胶薄膜气调帐保存西红抵经一个月全部保青好果率达70-以上,失重3.6-,取出后全部果实都能正常转红成熟。不用气调帐的西红柿一周内就转红成熟,不能再储。

常见的各种球胆、乒乓球拍海绵胶面、游泳足躁、玩具皮球、金笔笔胆、橡皮、橡胶困、橡皮线、橡胶印、橡皮布、气球以及海绵胶垫等,广泛用于文教机关、办公室、设计绘图以及体育运动器材等。

日常生活中有不少橡胶制品在为我们服务,遍为城乡居民所穿用,它是B用橡胶制品中消费量很大的一种。其他如雨衣、热水袋、松紧带、儿童玩具、海绵座垫以及乳胶浸渍制品等,在人民生活里都在发挥它的作用。

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