橡膠知識(shí)

橡膠工藝   

　　橡膠（Rubber）：具有可逆形變的高彈性聚合物材料。在室溫下富有彈性，在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變，除去外力后能恢復(fù)原狀。橡膠屬于完全無定型聚合物，它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（T g）低， 分子量往往很大，大于幾十萬。

　　橡膠一詞來源于印第安語cau-uchu，意為“流淚的樹”。天然橡膠就是由三葉橡膠樹割膠時(shí)流出的膠乳經(jīng)凝固、干燥后而制得。1770年，英國(guó)化學(xué)家J.普里斯特利發(fā)現(xiàn)橡膠可用來擦去鉛筆字跡，當(dāng)時(shí)將這種用途的材料稱為rubber，此詞一直沿用至今。橡膠的分子鏈可以交聯(lián)，交聯(lián)后的橡膠受外力作用發(fā)生變形時(shí)，具有迅速復(fù)原的能力，并具有良好的物理力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性。橡膠是橡膠工業(yè)的基本原料，廣泛用于制造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠制品。(優(yōu)質(zhì)橡膠阻燃消煙)

　　橡膠按原料分為天然橡膠和合成橡膠。按形態(tài)分為塊狀生膠、乳膠、液體橡膠和粉末橡膠。乳膠為橡膠的膠體狀水分散體；液體橡膠為橡膠的低聚物，未硫化前一般為粘稠的液體；粉末橡膠是將乳膠加工成粉末狀，以利配料和加工制作。20世紀(jì)60年 發(fā)的熱塑性橡膠，無需化學(xué)硫化，而采用熱塑性塑料的加工方法成形。橡膠按使用又分為通用型和特種型兩類。

　　線型結(jié)構(gòu)：未硫化橡膠的普遍結(jié)構(gòu)。由于分子量很大，無外力作用下，呈細(xì)團(tuán)狀。當(dāng)外力作用，撤除外力，細(xì)團(tuán)的糾纏度發(fā)生變化，分子鏈發(fā)生反彈，產(chǎn)生強(qiáng)烈的復(fù)原傾向，這便是橡膠高彈性的由來。

　　支鏈結(jié)構(gòu)：橡膠大分子鏈的支鏈的聚集，形成凝膠。凝膠對(duì)橡膠的性能和加工都不利。在煉膠時(shí)，各種配合劑往往進(jìn)步了凝膠區(qū)，形成局部空白，形成不了補(bǔ)強(qiáng)和交聯(lián)，成為產(chǎn)品的薄弱部位。

　　交聯(lián)結(jié)構(gòu)：線型分子通過一些原子或原子團(tuán)的架橋而彼此連接起來，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。隨著硫化歷程的進(jìn)行，這種結(jié)構(gòu)不斷加強(qiáng)。這樣，鏈段的自由活動(dòng)能力下降，可塑性和伸長(zhǎng)率下降，強(qiáng)度，彈性和硬度上升，壓縮永久變形和溶脹度下降。

　　用型橡膠的綜合性能較好，應(yīng)用廣泛。主要有：①天然橡膠。從三葉橡膠樹的乳膠制得，基本化學(xué)成分為順- 聚異戊二烯。彈性好，強(qiáng)度高，綜合性能好。②異戊橡膠。全名為順-1，4-聚異戊二烯橡膠，由異戊二烯制得的高順式合成橡膠，因其結(jié)構(gòu)和性能與天然橡膠近似，故又稱合成天然橡膠。③丁苯橡膠。簡(jiǎn)稱SBR，由丁二烯和苯乙烯共聚制得。按生產(chǎn)方法分為乳液聚合丁苯橡膠和溶液聚合丁苯橡膠。其綜合性能和化學(xué)穩(wěn)定性好。④順丁橡膠。全名為順式-1，4-聚丁二烯橡膠，簡(jiǎn)稱BR，由丁二烯聚合制得。與其他通用型橡膠比，硫化后的順丁橡膠的耐寒性、耐磨性和彈性特別優(yōu)異，動(dòng)負(fù)荷下發(fā)熱少，耐老化性能好，易與天然橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等并用。

　　特種型橡膠指具有某些特殊性能的橡膠。主要有：①氯丁橡膠。簡(jiǎn)稱CR，由氯丁二烯聚合制得。具有良好的綜合性能，耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度較大，常溫下易結(jié)晶變硬，貯存性不好，耐寒性差。②丁腈橡膠。簡(jiǎn)稱NBR，由丁二烯和丙烯腈共聚制得。耐油、耐老化性能好 ，可在120℃的空氣中或在150℃的油中長(zhǎng)期使用。此外，還具有耐水性、氣密性及優(yōu)良的粘結(jié)性能。③硅橡膠。主鏈由硅氧原子交替組成，在硅原子上帶有有機(jī)基團(tuán)。耐高低溫 ，耐臭氧，電絕緣性好。④氟橡膠。分子結(jié)構(gòu)中含有氟原子的合成橡膠。通常以共聚物中含氟單元的氟原子數(shù)目來表示 ，如氟橡膠23，是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡膠耐高溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕。⑤聚硫橡膠。由二鹵代烷與堿金屬或堿土金屬的多硫化物縮聚而成。有優(yōu)異的耐油和耐溶劑性，但強(qiáng)度不高，耐老化性、加工性不好，有臭味，多與丁腈橡膠并用。此外，還有聚氨酯橡膠、氯醇橡膠、丙烯酸酯橡膠等。

　　橡膠加工的過程包括塑煉、混煉、壓延或擠出、成型和硫化等基本工序，每個(gè)工序針對(duì)制品有不同的要求，分別配合以若干輔助操作。為了能將各種所需的配合劑加入橡膠中，生膠首先需經(jīng)過塑煉提高其塑性；然后通過混煉將炭黑及各種橡膠助劑與橡膠均勻混合成膠料；膠料經(jīng)過壓出制成一定形狀坯料；再使其與經(jīng)過壓延掛膠或涂膠的紡織材料（或與金屬材料）組合在一起成型為半成品；最后經(jīng)過硫化又將具有塑性的半成品制成高彈性的最終產(chǎn)品。

　　天然橡膠可分為標(biāo)準(zhǔn)膠（又稱顆粒膠）、煙膠片、濃縮膠、白縐膠片、淺色膠片、膠清橡膠和風(fēng)干膠片等，最常用的是標(biāo)準(zhǔn)膠和煙膠片。標(biāo)準(zhǔn)膠分為一級(jí)（SCR5）、二級(jí)（SCR10）、三級(jí)（SCR20）、四級(jí)（SCR50）四個(gè)等級(jí)，煙膠分成1~5號(hào)煙膠片（RSS1~RSS5）五個(gè)等級(jí)。

　　標(biāo)準(zhǔn)膠：標(biāo)準(zhǔn)橡膠主要分為5號(hào)膠,10號(hào)膠和20號(hào)膠.5號(hào)膠為一級(jí)膠,是最好的膠,其所含雜質(zhì)為0.05%;10號(hào)膠為二級(jí)膠,其所含雜質(zhì)為 0.10 %;20號(hào)膠為三級(jí)膠,其所含雜質(zhì)為0.20 %.不同型號(hào)的膠用途也不一樣:5號(hào)膠一般用于制作輪胎內(nèi)胎;10號(hào)膠和20號(hào)膠一般用于制作輪胎外胎.

　　煙膠片：即用燃燒椰子殼所發(fā)生的煙和熱對(duì)壓去水分的天然膠片進(jìn)行熏烤后所得的膠片。煙熏的目的是為了使膠片干燥并注入防氧化及防腐的甲酚物質(zhì)。煙膠片屬于初級(jí)形狀的天然橡膠

濃縮膠：可作粘結(jié)材料。

縐膠片：特一級(jí)薄白縐膠片

　　所交貨物必須是色澤極白而且均勻、干燥、堅(jiān)實(shí)的橡膠。

　　不允許有任何原因所引起的變色、酸臭味、灰塵、屑點(diǎn)、砂礫或其他外來物質(zhì)、油污或其他污跡、氧化或過熱的跡象。

一級(jí)薄白縐膠片

　　所交貨物必須是色澤白、干燥、堅(jiān)實(shí)的橡膠。允許有極輕微的色澤深淺的差異。

　　不允許有任何原因所引起的變色、酸臭味、灰塵、屑點(diǎn)、砂礫或其他外來物質(zhì)、油污或其他污跡、氧化或過熱的跡象。

特一級(jí)薄淺色縐膠片

　　所交貨物必須是色澤很淺而且均勻、干燥、堅(jiān)實(shí)的橡膠。

　　不允許有任何原因所引起的變色、酸臭味、灰塵、屑點(diǎn)、砂礫或其他外來物質(zhì)、油污或其他污跡、氧化或過熱的跡象。

一級(jí)薄淺色縐膠片

　　所交貨物必須是色澤淺、干燥、堅(jiān)實(shí)的橡膠。允許有極輕微的色澤深淺的差異。

　　不允許有任何原因所引起的變色、酸臭味、灰塵、屑點(diǎn)、砂礫或其他外來物質(zhì)、油污或其他污跡、氧化或過熱的跡象。

二級(jí)薄淺色縐膠片

　　所交貨物必須是干燥、堅(jiān)實(shí)的橡膠。色澤略深于一級(jí)薄淺色縐膠片。允許有輕微的色澤深淺的差異。

　　允許有樣本所示程度的帶有斑跡和條痕的橡膠。但在被檢驗(yàn)的膠包中，這種膠包的個(gè)數(shù)不得超過檢驗(yàn)?zāi)z包數(shù)的10％。

　　除上述可允許者外，不允許有任何原因所引起的變色、灰塵、屑點(diǎn)、砂礫或其他外來物質(zhì)、油污或其他污跡、氧化或過熱的跡象。

三級(jí)薄淺色縐膠片

　　所交貨物必須是色澤淡黃、干燥、堅(jiān)實(shí)的橡膠。允許有色澤深淺的差異。

　　允許有樣本所示程度的帶有斑跡和條痕的橡膠。但在被檢驗(yàn)的膠包中，這種膠包的個(gè)數(shù)不得超過檢驗(yàn)?zāi)z包數(shù)的20％?！?/p>

天然橡膠 NR

　　(Natural Rubber) 由橡膠樹采集膠乳制成,是異戊二烯的聚合物.具有很好的耐磨性、很高的彈性、扯斷強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率.在空氣中易老化,遇熱變粘,在礦物油或汽油中易膨脹和溶解,耐堿但不耐強(qiáng)酸. 優(yōu)點(diǎn)：彈性好，耐酸堿。缺點(diǎn)：不耐候，不耐油(可耐植物油) 是制作膠帶、膠管、膠鞋的原料，并適用于制作減震零件、在汽車剎車油、乙醇等帶氫氧根的液體中使用的制品。

　　丁苯膠 SBR(Styrene Butadiene Copolyme) 丁二烯與苯乙烯之共聚合物，與天然膠比較，品質(zhì)均勻，異物少，具有更好耐磨性及耐老化性，但機(jī)械強(qiáng)度則較弱，可與天然膠摻合使用。 優(yōu)點(diǎn):低成本的非抗油性材質(zhì),良好的抗水性,硬度70 以下具良好彈力,高硬度時(shí)具較差的壓縮性,缺點(diǎn)： 不建議使用強(qiáng)酸、臭氧、油類、油酯和脂肪及大部份的碳?xì)浠衔镏小?廣泛用于輪胎業(yè)、鞋業(yè)、布業(yè)及輸送帶行業(yè)等。

　　丁基橡膠 IIR(Butyl Rubber) 為異丁烯與少量異戊二烯聚合而成,因甲基的立體障礙分子的運(yùn)動(dòng)比其他聚合物少,故氣體透過性減少,對(duì)熱、日光、臭氧之抵抗性大,電器絕緣性佳；對(duì)極性容劑抵抗大,一般使用溫度范圍為-54-110 ℃. 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)大部份一般氣體具不滲透性,對(duì)陽光及臭氣具良好的抵抗性可暴露于動(dòng)物或植物油或是可氣化的化學(xué)物中。缺點(diǎn)：不建議與石油溶劑，膠煤油和芳?xì)渫瑫r(shí)使用 用于汽車輪胎的內(nèi)胎、皮包、橡膠膏紙、窗框橡膠、蒸汽軟管、耐熱輸送帶等

　　氫化丁晴膠HNBR(Hydrogenate Nitrile) 氫化丁晴膠為丁晴膠中經(jīng)由氫化后去除部份雙鏈，經(jīng)氫化后其耐溫性、耐候性比一般丁晴橡膠提高很多，耐油性與一般丁晴膠相近。一般使用溫度范圍為 -25~150 ℃。 優(yōu)點(diǎn)：較丁晴膠擁有較佳的抗磨性，具極佳的抗蝕、抗張、抗撕和壓縮性的特性

　　在臭氧等大氣狀況下具良好的抵抗性，一般適用于洗衣或洗碗的清洗劑中．缺點(diǎn)：不建議使用于醇類,酯類或是芳香族的溶液之中 空調(diào)制冷業(yè)，廣泛用于環(huán)保冷媒 R134a 系統(tǒng)中的密封件。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)密封件。

　　乙丙膠EPDM(Ethylene propylene Rubber) 由乙烯及丙烯共聚合而成,因此耐熱性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常優(yōu)秀,但無法硫磺加硫.為解決此問題,在EP主鏈上導(dǎo)入少量有雙鏈之第三成份而可加硫即成EPDM,一般使用溫度為-50~150 ℃.對(duì)極性溶劑如醇、酮等抵抗性極佳 優(yōu)點(diǎn)： 具良好抗候性及抗臭氧性， 具極佳的抗水性及抗化字物 ，可使用醇類及酮類， 耐高溫蒸氣，對(duì)氣體具良好的不滲透性。缺點(diǎn)：不建議用于食品用途或是暴露于芳香氫之中。 高溫水蒸汽環(huán)境之密封件衛(wèi)浴設(shè)備密封件或零件。制動(dòng)（剎車）系統(tǒng)中的橡膠零件。散熱器 ( 汽車水箱 ) 中的密封件。

　　丁晴膠NBR(Nitrile Rubber) 由丙烯睛與丁二烯共聚合而成，丙烯睛含量由 18%~50% ，丙烯睛含量越高，對(duì)石化油品碳?xì)淙剂嫌椭挚剐杂?，但低溫性能則變差，一般使用溫度范圍為 -25~100 ℃。丁晴膠為目前油封及 O 型圈最常用之橡膠之一 優(yōu)點(diǎn)：具良好的抗油,抗水,抗溶劑及抗高壓油的特性具良好的壓縮性，抗磨及伸長(zhǎng)力。

　　缺點(diǎn)：不適合用于極性溶劑之中,例如酮類、臭氧、硝基烴,MEK 和氯仿. ?用于制作燃油箱、潤(rùn)滑油箱以及在石油系液壓油、汽油、水、硅油、二酯系潤(rùn)滑油等流體介質(zhì)中使用的橡膠零件,特別是密封零件.可說是目前用途最廣、成本最低的橡膠密封件

　　氯丁膠CR(Neoprene 、 Polychloroprene) 由氯丁烯單體聚合而成.硫化后的橡膠彈性耐磨性好,不怕陽光的直接照射,有特別好的耐候性能,不怕激烈的扭曲,不怕制冷劑，,耐稀酸、耐硅酯系潤(rùn)滑油,但不耐磷酸酯系液壓油.在低溫時(shí)易結(jié)晶、硬化,貯存穩(wěn)定性差,在苯胺點(diǎn)低的礦物油中膨脹量大.一般使用溫度范圍為 -50~150 ℃. 優(yōu)點(diǎn)：彈性良好及具良好的壓縮變形,配方內(nèi)不含硫磺因此非常容易來制作.具抗動(dòng)物及植物油的特性,不會(huì)因中性化學(xué)物，脂肪、油脂、多種油品，溶劑而影響物性,具防燃特性

　　缺點(diǎn)： 不建議使用強(qiáng)酸、硝基烴、酯類、氯仿及酮類的化學(xué)物之中 耐 R12 制冷劑的密封件，家電用品上的橡膠零件或密封件。適合用來制作各種直接接觸大氣、陽光、臭氧的零件。適用于各種耐燃、耐化學(xué)腐蝕的橡膠品。