橡胶基本常识

第一部分：橡胶基本常识 橡胶是通过提取橡胶树、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。分为天然橡胶与合成橡胶二种。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。橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶。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。 一、橡胶制品的用途，不同橡胶制品的优缺点介绍 1、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：优点：弹性好，耐酸碱。缺点：缺点：不耐 候，不耐油(可耐植物油) 是制作胶带、胶管、胶鞋的原料， 1 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。 2、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。 3、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-54-110 ℃。优点：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：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。 4、氢化丁晴胶 HNBR (Hydrogenate Nitrile) 氢化丁晴胶为丁晴胶中经由氢 化后去除部份双链，经氢化后其耐温性、耐候性比一般丁晴 橡胶提高很多，耐油性与一般丁晴胶相近。一般使用温度范 围为 -25~150 ℃。优点：优点：较丁晴胶拥有较佳的抗磨性，具 2 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：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。 5、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 -50~150 ℃。对极性溶剂如醇、酮等抵抗性极佳。 优点：优点： 具良好抗候性及抗臭氧性，具极佳的抗水性及抗化字物，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：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。 6、丁晴胶 NBR (Nitrile Rubber) 由丙烯睛与丁二烯共聚合而成，丙烯 睛含量由 18%~50% ，丙烯睛含量越高，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 -25~100 ℃。丁晴胶为目前油封及 O 型圈最常用之 橡胶之一。优点：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：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 3 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。 7、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：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：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。 二、橡胶老化及其因素 1、橡胶老化介绍。 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 4 等。 2、橡胶老化的因素 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” 。 三、天然橡胶的成分 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 5 92%-95%，而非橡胶烃占5%-