橡膠材料的特性
1 有橡膠狀彈性。
2 具有粘彈性。
3 有減震緩沖的作用。
4 對溫度依賴大
5 具有電絕緣性。
6 有老化現(xiàn)象。
7 必須進(jìn)行硫化。
8 必須加入配合劑
9 比重小,硬度低,柔軟性好,透氣性差。
- 一. 橡膠的應(yīng)用最早在制鞋業(yè)中:
1.歷史可以遠(yuǎn)溯至1492年哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸,早期的探險家發(fā)現(xiàn)印地安人使用巴西橡膠樹之膠乳(天然橡膠)來制作”膠鞋”,防止腳被蛇蟲叮咬,之後18世紀(jì)後期至19世紀(jì)初期,天然橡膠開始在歐洲用于膠管雨衣,膠鞋,但材料遇熱變軟發(fā)粘,遇冷變硬脆裂,實(shí)用價值不大.
2.1839年,美國人固特異(C.Goodyear)發(fā)明了橡膠的硫化,硫化後橡膠產(chǎn)生本質(zhì)的飛躍,性能大幅度提高.此橡膠大底在制鞋業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用,隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展,丁苯橡膠等人工合成橡膠由于其性能突出,1951年後開始引入制鞋業(yè)大量使用. 至今固特異的產(chǎn)品標(biāo)識還是一支長著翅膀的小皮靴。
一、天然橡膠(NR)
1 來源
- 野生橡膠:由野生樹木植物采制的橡膠。銀色橡膠菊,野藤橡膠等也屬此類。
- 栽培橡膠:主要是三葉橡膠樹。
- 橡膠草橡膠。一公頃可收150-200KG。
- 杜仲膠:由杜仲樹的枝葉根莖中提取。常溫下無彈性,軟化點(diǎn)高,比重大,耐水性好。可做塑料用。
1 天然橡膠制造和分級標(biāo)準(zhǔn)。
- 煙片膠:消耗量占天然橡膠的80%。
按照質(zhì)量分為六個等級:RSSIX;RSS1#;RSS2#;RSS3#;RSS4#;RSS5#。質(zhì)量按順序降低。
- 縐膠片:
1)白縐膠==>質(zhì)量最好
2)褐縐膠==》質(zhì)量普通
3) 毛縐膠==》質(zhì)量最差
- 馬來西亞標(biāo)準(zhǔn)膠。
品質(zhì)穩(wěn)定,雜質(zhì)少,純度高,國際標(biāo)準(zhǔn).
4.專用天然橡膠
1 恒粘(CV):加入0.15-4%的鹽酸氫胺,使橡膠門尼值保持在60+-5度。生熱低,耐屈撓性和耐磨性好,為制造高速輪胎重要原料。
2 低粘(LV)橡膠:門尼值為45+-5度,可以不經(jīng)過素?zé)捴苯踊鞜挕?/p>
3 輪胎橡膠
4 充油天然橡膠:低溫防滑性好。
5 易操作橡膠(SP)和接枝橡膠(MG)
5.環(huán)氧化天然橡膠ENR
環(huán)氧化天然橡膠ENR是含有環(huán)氧結(jié)構(gòu)的天然橡膠。
具有優(yōu)良的氣密性,當(dāng)環(huán)氧化程度達(dá)到70%時,和丁基橡膠具有相同的氣密性。
具有良好的耐油性。
良好的防滑性能。
天然橡膠主要應(yīng)用: 輪胎,防震,輸送皮帶,制鞋業(yè),乳膠應(yīng)用.
天然橡膠未經(jīng)素?zé)捘磕嶂当容^高(70-80),流動性也差(不易卷附于輥筒之上).所 以必須經(jīng)過素練,降低膠料MOONEY(45+-5)值,才可使用.
素?zé)挿椒ǎ?.密煉機(jī)混 煉6分鐘后于22″開煉機(jī)薄通三次,24hr后檢驗(yàn)硬度45-50度為合格.
2.開煉機(jī)素?zé)挕W钌俦⊥?5次。加入塑解劑M/DM,可縮短一半時間。
特性: 優(yōu)點(diǎn):
<1>止滑性,撕力,拉力較好;耐刺穿性好。耐低溫性好。
<2>門尼值低素?zé)挄r易卷附于輥筒之上,說明其抓力較好,利用此特點(diǎn)常用風(fēng)膠洗車.
缺點(diǎn):
<1>因天然橡膠含雜質(zhì)故品質(zhì)不穩(wěn)定,著色性差,
<2>延伸率,磨耗差,300%拉力比較差.
<3>溫度高于15度,磨耗差于丁苯橡膠。
二、丁苯橡膠(SBR)
丁苯橡膠是丁二烯和苯乙烯經(jīng)共聚合制得的橡膠。英文縮寫是SBR。是產(chǎn)量最大的通用合成橡膠,有乳聚丁苯橡膠 、溶聚丁苯橡膠。
世界丁苯橡膠生產(chǎn)能力中約87%使用乳液聚合法,通常所說的丁苯橡膠主要是指乳聚丁苯橡膠。乳聚丁苯橡膠又包括高溫乳液聚合的熱丁苯與低溫乳液聚合的冷丁苯。前者于1942年工業(yè)化,目前仍有少量生產(chǎn),主要用于水泥、粘合劑、口香糖、以及某些織物包覆與模塑制品及機(jī)械制品。通常所說的丁苯橡膠主要是指低溫乳液聚合法生產(chǎn)的丁苯橡膠,1947年工業(yè)化,它有較高的耐磨性和很高的抗張強(qiáng)度,良好的加工性能,以及其它綜合性能,是目前產(chǎn)量最大、用途最廣的合成橡膠品種。
溶聚丁苯橡膠(SSBR)是丁二烯與苯乙烯在烴類溶劑中,在丁基鋰催化劑存在下聚合制得。80年代后期生產(chǎn)的第二代溶聚丁苯橡膠滾動阻力優(yōu)于乳聚丁苯橡膠和天然橡膠,抗?jié)窕詢?yōu)于順丁橡膠,耐磨性也好,可以滿足輪胎高速、安全、節(jié)能、舒適的要求,用其制造輪胎比乳聚丁苯橡膠節(jié)油3%~5%。
丁苯生膠是淺黃褐色彈性固體,密度隨苯乙烯含量的增加而變大,耐油性差,但介電性能較好;生膠抗拉強(qiáng)度只有20-35千克力/厘米2,加入炭黑補(bǔ)強(qiáng)后,抗拉強(qiáng)度可達(dá)250-280千克力/厘米2;其黏合性﹑彈性和形變發(fā)熱量均不如天然橡膠,但耐磨性﹑耐自然老化性﹑耐水性﹑氣密性等卻優(yōu)于天然橡膠,因此是一種綜合性能較好的橡膠。
丁苯橡膠是橡膠工業(yè)的骨干產(chǎn)品,它是合成橡膠第一大品種,綜合性能良好,價格低,在多數(shù)場合可代替天然橡膠使用,主要用于輪胎工業(yè),汽車部件、膠管、膠帶、膠鞋、電線電纜以及其它橡膠制品。
1.分類
高溫丁苯橡膠 50度聚合
低溫丁苯橡膠
充油丁苯橡膠 含加工油,易加工,較耐寒,成本低。但是耐磨耗性比不充油丁苯橡膠差50%以上。
充碳黑丁苯橡膠 加有碳黑,混煉時電能消耗少。
充樹脂丁苯橡膠 加有樹脂,物性優(yōu)于普通丁苯橡膠。
2.特性:與天然橡膠相比:
- 丁苯橡膠具有良好的耐老化性,耐磨性,耐熱性,耐臭氧性和耐油性。
- 彈性,強(qiáng)度,耐屈撓龜裂,耐撕裂,耐寒性差。
- 制品在多次變形時發(fā)熱增大。
- 硫化速度慢,硫化曲線平坦,膠料不容易焦燒和過硫,在硫化體系中需要使用較多的促進(jìn)劑。
- 膠料粘著性差,應(yīng)該使用增粘劑。
丁苯橡膠加工過程中壓延,壓出變形率大,較難于加工。丁苯橡膠(苯乙烯,丁二烯共聚物)(如:SBR 1502,1205,1430,1904/SBR1006/1008/1009/)外觀淺褐色,微具苯乙烯氣味,存在順式-1.4.反式-1.4。純SBR機(jī)械性差,需配合大量昂貴的補(bǔ)強(qiáng)劑.并且促進(jìn)劑用量需要比天然橡膠高1/3左右。
聚合方法:乳化和溶液聚合兩種.
三、順丁橡膠\\聚丁二烯橡膠(BR)
丁二烯在聚合時由于條件不同可產(chǎn)生不同類型的聚合物。高順式聚丁二烯橡膠1960年在國外正式投入工業(yè)生產(chǎn),我國于1967年工業(yè)生產(chǎn)。這種橡膠習(xí)慣上稱為順丁橡膠。它是一個大品種的合成橡膠,主要用于輪胎工業(yè)。由于順丁橡膠性能優(yōu)越,成本較低,所以在橡膠生產(chǎn)中一直占有重要地位。
(1)聚丁二烯橡膠的分類聚丁二烯橡膠主要按制法分類:
溶聚:
1.高順式聚丁二烯橡膠(順式96%-98%,鎳、鈷、稀土催化劑)
2.低順式聚丁二烯橡膠(順式35%-40%,鋰催化劑)
3.超高順式聚丁二烯橡膠(順式98%以上)
4.低乙烯基聚丁二烯橡膠(乙烯基8%,順式91%)
5.中乙烯基聚丁二烯橡膠(乙烯基35%-55%)
6.高乙烯基聚丁二烯橡膠(乙烯基70%以上)
7.低反式聚丁二烯橡膠(反式9%,順式90%)
8.反式聚丁二烯橡膠(反式95%以上,室溫為非橡膠態(tài))
乳聚:
乳聚聚丁二烯橡膠
本體聚合:
丁鈉橡膠(已淘汰),還有少量進(jìn)口在應(yīng)用。
(2)順丁橡膠的結(jié)構(gòu)順丁橡膠含順勢1,4-結(jié)構(gòu)為96%~98%,反式1,4-結(jié)構(gòu)1%~2%,1,2-結(jié)構(gòu)1%~2%。順丁橡膠是結(jié)晶性橡膠,但結(jié)晶能力不強(qiáng),所以自補(bǔ)強(qiáng)能力較小。另外,順丁橡膠的結(jié)晶對應(yīng)變得敏感性低,這也是使順丁橡膠的自補(bǔ)強(qiáng)性比天然橡膠的低得多的原因之一。
(3)順丁橡膠的性能由于順丁橡膠的分子結(jié)構(gòu)主要是順式1,4-結(jié)構(gòu),分子排列規(guī)整,所以其彈性比天然橡膠還好。順丁橡膠的玻璃化溫度Tg=-105℃,故它的低溫物理性能很好,耐寒溫度低于-55℃。彈性是通用橡膠中最好的一種。耐熱性與天然橡膠相同,都為120℃,但耐熱老化性能卻優(yōu)于天然橡膠。拉伸強(qiáng)度比天然橡膠、丁苯橡膠都低,因此必須加入炭黑等補(bǔ)強(qiáng)劑。撕裂強(qiáng)度也比天然橡膠低,抗?jié)窕阅懿缓?,用于輪胎胎面、鞋底時,在濕路上易打滑。順丁橡膠的耐磨性優(yōu)異,滯后損失小,生熱低,這對制品在多次變形下的生熱和永久變形的降低都十分有利。
順丁橡膠在混煉前不需要塑煉?;鞜捘z的壓出性能良好,適于注壓成型,但粘著性差。順丁橡膠對加工溫度的變化較敏感,當(dāng)開煉機(jī)輥溫在60℃以上時,膠料易脫輥,給加工帶來一定的困難。一般需要與天然橡膠或丁苯橡膠并用,以改善工藝加工性能。
順丁橡膠的冷流性較大,這對生膠的包裝、貯存和半成品的存放都提出了較高的要求。
(4) 順丁橡膠的用途主要用于制造輪胎,還可用于制造耐磨制品(如膠鞋、膠輥)、耐寒制品和防震制品,可作為塑料的改性劑。順丁橡膠可與多種橡膠并用。制造乘用汽車輪時,可與丁苯橡膠并用,并用量為35%~50%。制造載重汽車輪胎胎面時,常與天然橡膠并用,并用量為25%~50%。用于重型越野汽車輪胎胎面時,天然橡膠75份,順丁橡膠25份較好。用于膠布時,一般與丁苯橡膠并用,并用量為15%~30%。用于制造輪胎胎側(cè)時可與氯丁橡膠并用,以提高耐低溫性能。順丁橡膠也可與氯磺化聚乙烯并用。
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