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分类
按材料来源:天然橡胶 和 合成橡胶。
按性能和用途分:通用橡胶和特种橡胶。
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。
橡胶制品
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
硅橡胶由硅、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
橡胶轮胎
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
橡胶制品
,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。
配方
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
5优缺点
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:不耐候,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-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-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-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-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。