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橡胶的分类及使用

时间:2022-11-19浏览次数:71

一、橡胶的种类及特点


㈠ 通用型橡胶


  ⒈ 天然橡胶 NR:从三叶橡胶树的乳胶制得,基本化学成分为顺-聚异戊二烯,是异戊二烯的聚合物。

是制作胶带、胶管、胶鞋的原料,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。

优点: 具有很好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率,耐酸碱,综合性能好。

缺点: 不耐热,不耐油(可耐植物油),在矿物油或汽油中易膨胀和溶解,耐碱但不耐强酸。在空气中易老化,遇热变粘。


  ⒉ 异戊橡胶 IR: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,采用溶液聚合法生产。因其结构和性能与天然橡胶近似,故又称合成天然橡胶。

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。

优点: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,质量均一性、加工性能等优于天然橡胶。

缺点:生胶(未加工前)强度显著低于天然橡胶。


  ⒊ 丁苯橡胶 SBR:由丁二烯和苯乙烯共聚制得。是产量最大的通用合成橡胶,按生产方法分为乳液聚合丁苯橡胶、溶液聚合丁苯橡胶和热塑性橡胶(SBR)。

广泛用于轮胎业、鞋业、布业及输送带行业等。

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。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,其综合性能和化学稳定性好,可与天然胶掺合使用。

缺点: 机械强度较弱,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。


  ⒋ 顺丁橡胶 BR:全名为顺式-1,4-聚丁二烯橡胶,由丁二烯经溶液聚合制得。

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。

优点:硫化后的顺丁橡胶具有特别优异的耐寒性、耐磨性和弹性,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。

缺点:抗撕裂性能较差,抗湿滑性能不好。


  ⒌ 氯丁橡胶 CR:由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。硫化后的橡胶弹性耐磨性好,配方内不含硫磺,因此非常容易制作,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,一般使用温度范围为 -50-150 ℃。

氯丁橡胶用途广泛,如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。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。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。

优点: 具有良好的综合性能,如抗张强度高,耐水、耐油、耐燃、耐热、耐光、耐老化、耐氧化和耐臭氧。弹性及压缩变形性良好,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。化学稳定性较高。

缺点: 密度较大,常温下易结晶变硬,贮存性不好,电绝缘性能,耐寒性能较差,在低温时易结晶、硬化,生胶在贮存时不稳定。不耐磷酸酯系液压油。在苯胺点低的矿物油中膨胀量大。


  ⒍ 乙丙橡胶 EPDM: 以乙烯和丙烯为主要原料合成,化学稳定性好,耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近。在EP主链上导入少量有双链的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。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,作电线、电缆包皮及高压、超高压绝缘材料。制造胶鞋、卫生用品等浅色制品。可大量充油和填充碳黑,制品价格较低,常用作高温水蒸汽环境、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。

优点:具良好抗候性及抗臭氧性,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。耐热性、耐老化性、耐臭氧性、电绝缘性安定性均非常优秀,

缺点:不建议用于食品用途或是暴露于芳香烃之中。


  ⒎ 丁基橡胶 IIR: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,一般使用温度范围为零下54-110 ℃。

常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。

优点:对大部份气体具不渗透性,对热、日光、臭氧抵抗性大,电器绝缘性佳;对极性溶剂抵抗大,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,胶煤油和芳烃同时使用。


㈡ 特种型橡胶


  特种型橡胶指具有某些特殊性能的橡胶。

  ⒈ 丁腈橡胶 NBR:由丁二烯和丙烯腈经乳液共聚而成的聚合物,丙烯腈含量越高,耐油性越好,但耐寒性则相应下降。一般使用温度范围为零下25-100 ℃。丁腈橡胶以其优异的耐油性蓍称。可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。导电性比较好。

应用广泛,主要用于耐油制品,多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料,抗静电的橡胶制品等。在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。各种密封制品,阻燃制品,与酚醛并用做结构胶粘剂,

优点:具良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性。良好的压缩性、伸长力、耐磨性、耐老化性和气密性及优良的粘结性能。

缺点:不适合用于极性溶剂之中,例如酮类、臭氧、硝基烃,MEK可与天然胶掺合使用。 耐臭氧性、电绝缘性和耐寒性都比较差。


  ⒉ 氢化丁腈胶 HNBR:丁腈胶经氢化后去除部份双链而成,其耐温性、耐候性比一般丁腈橡胶高很多,耐油性与一般丁腈胶相近。一般使用温度范围为零下25-150 ℃。

适用于洗衣或洗碗的清洗剂中,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。

优点:有较佳的抗磨性,极佳的抗蚀、抗张、抗撕和压缩性。在臭氧等大气状况下具良好的抵抗性。

缺点:不建议使用于醇类,酯类或是芳香族的溶液中。


  ⒊ 硅橡胶 Q:主链由硅、氧原子交替形成主链,侧链为含碳基团,在硅原子上带有有机基团。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及良好的绝缘性。

硅橡胶制品属于生物相容性材料,与人们的生活息息相关,遥控器、键盘、pos机、扫描仪、手机、电子词典、手机套等都与硅橡胶有关系。主要用于航空工业、电气工业、食品工业及医疗工业等。无色的硅橡胶制品是没有毒的,可以做人工器官,用于美容行业和理疗行业等。

优点:耐高低温,耐臭氧,电绝缘性好。

缺点:强度低,抗撕裂性能差,耐磨性能差。


  ⒋ 氟橡胶 FKM:氟橡胶是由含氟单体经过聚合或缩聚而得到分子主链或侧链的碳原子上连有氟原子的合成高分子弹性聚合物。由于所用含氟单体的不同,氟橡胶拥有许多品种,大类可分为含氟烯烃类共聚物和亚硝基类共聚物。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。按化学组成可分为含氟烯经类氟橡胶、氟硅橡胶、亚硝基氟橡胶、氟化丙烯酸酯橡胶、氟化磷腈橡胶、全氟醚橡胶等。

是现代航天、航空、汽车、石油和家用电器等领域得到了广泛应用,是国防尖端工业中无法替代的关键材料。

优点:具有耐高温、耐油、耐腐蚀、抗氧化,耐溶剂、耐燃、耐化学物与耐气候的特性。


  ⒌ 聚硫橡胶 PSR:由二卤代烷与碱金属或碱土金属的多硫化物缩聚而成。此外,还有聚氨酯橡胶、氯醇橡胶、丙烯酸酯橡胶等,多与丁腈橡胶并用。

优点:有优异的耐油和耐溶剂性,

缺点:强度不高,耐老化性、加工性不好,有臭味。


  ⒍ 海绵橡胶 又称之为泡沫橡胶、发泡橡胶或微孔橡胶,是一种多孔性的弹性材料,它是具有孔眼结构的各种橡胶的总称。这类多孔状材料的孔眼遍及材料整体,根据孔眼结构的不同,分为闭孔(孔眼与孔眼之间互不相通)、开孔(孔眼与孔眼相互之间未被孔壁完全隔开,具有一定程度的连通性)和混合孔(兼有开孔和闭孔两种结构)三种。


微孔橡胶主要包括膨胀橡胶和海绵橡胶两类。包括软质海绵、硬质海绵、微气泡海绵、导电性海绵、磁性海绵、水膨胀海绵、复合海绵等。


海绵橡胶制品广泛应用于密封、减震、隔热、隔音、印染乃至离子交换等许多方面,在航空、汽车、仪器、仪表、家电和包装工业中都有广泛的应用。其外形有板状、条状、管状、辊筒、垫圈等,规格繁多,形状各异。不同的使用条件,要求有不同的孔眼结构和孔径尺寸。为此,要求在配方和加工工艺上作相应的调整以达到相应的使用性能。


二、橡胶的使用


  ⒈ 交通运输

橡胶工业是随着汽车工业发展起来的。橡胶消耗在交通运输方面占有相当大的比重。在海、陆、空交通运输上,哪一个都离不开橡胶制品。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。作为运输工具的轮胎,铁路车辆及汽车的橡胶弹簧减震制品,大型商店、车站、地铁的载人运输带。此外,还有用橡胶制做的"气垫船"、"气垫车"等。


  ⒉ 工业矿山

工业部门需要大量大大小小的橡胶制品,品种多,用途广,有的还有特殊要求。主要制品有胶带、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、冶金等工业应用胶带、钢丝绳芯运输带或合成纤维运输带来运输成品。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。


  ⒊ 农林水利

除拖拉机和农业机械用各种轮胎外,联合收割机需用的橡胶履带,灌溉用水池、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-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。


  ⒋ 军事国防

橡胶是重要的战略物资,在军事国防上应用更是十分广泛,军事装备、空军设施、国防工程都有橡胶的足迹。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,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。


  ⒌ 土木建筑

在建筑施工中使用的机械,运输设备、防护用品等都有橡胶制品的配件。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。安装大型橡胶弹簧座垫,以减少地铁所造成的震动和噪音,减轻地震对建筑物的破坏。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,并提高耐冲击力。


  ⒍ 电气通讯

橡胶的另一特性是绝缘性能好,不易导电。各种电线、电缆多采用橡胶制成。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。


  ⒎ 医疗卫生

在医疗卫生部门有许多橡胶制品在应用,如医院里的各种胶管,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。医用橡胶制品往往还有特殊要求,如无毒、杀菌、生理惰性、耐放射等。丁基橡胶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、抗生素和抗癌制剂的保存。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。


  ⒏ 商品储存

橡胶薄膜广泛地应用于调控储藏水果和蔬菜。硅橡胶对CO2和O2有着优越的透气性及适当透气比。根据不同果品蔬菜的呼吸强度及数量等的差异,制成各种大小的硅橡胶空气袋,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,减少水分蒸发,防止腐烂。


  ⒐ 文教体育

常见的各种球胆、乒乓球拍海绵胶面、游泳脚蹼、玩具皮球、金笔笔胆、橡皮、橡胶团、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。


  ⒑ 生活用品

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,它是橡胶制品中消费量很大的一种。如雨衣、胶鞋、热水袋、松紧带、儿童玩具、海绵座垫以及乳胶浸渍制品等。


各种类型橡胶的华理化学特性

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