橡胶知识2011-7-4

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1、1橡 胶 基础知识目录一、橡胶的定义及特性 二、橡胶的分类 三、橡胶混炼胶的配方结构 四、橡胶工艺简介 五、WDI使用的橡胶种类 六、橡胶产品常见质量问题（一）定义:通俗定义：橡胶是一种高弹性的高分子化合物（分子量一 般在10万以上），具有其它材料所没有的高弹性,因而也称 为弹性体。美国的国家标准ASTM-D1566(America Society of Test and Material)。定义如下：橡胶是一种材料，它在大的变形下能迅速而有 力地恢复其变形，能够被改性(硫化)。改性的橡胶实质上不 溶于（但能溶脹于）沸腾的苯、甲乙酮、乙醇甲苯混合 物等溶剂中。改性的橡胶室温下（18-29）被拉

2、伸到原来 长度的两倍并保持一分钟后除掉外力，它能在一分钟内恢 复到原来长度的1.5倍以下，具有上述特征的材料称为橡胶 。一、橡胶的定义及特性补充：橡胶、塑料、纤维区别是什么？ 纤维：分子量一般为几万,聚合物经一定的机械加工（牵引、拉伸、定型等）后形成细而柔软的细丝 。有人造纤维和合成纤维（人造：利用自然界的天然高分子化合物-纤维素或蛋白质为原料，经过一系列的化学处理和机械加工而制成； 合成：是从一些本身并不含有纤维素或蛋白质的物质，再用化学合成与机械加工的方法制得。 塑料：为合成的高分子化合物，分子量介于纤维和橡胶之间，它是以树脂为主要成分，占40-100%，弹性模量介于橡胶与纤维间。如：公司

3、的PVC拍盖。（二）、橡胶的起源及发展: 起源：由热带美洲天然的哭泪树的乳液晒干凝固而成。发展: 硫化法的发明。硫化是橡胶的线性大分子链通过化 学交联而构成三维网状结构的化学变化过程。（三）、特性在室温上下很宽的温度范围内具有优越的弹性、很好的 柔顺性，优异的疲劳强度，很高的耐磨性、电绝缘性、不 透气性，不透水性及耐腐蚀、耐溶剂、耐高温、耐低温等 特殊性能，因此广泛应用于工业：如轮胎、胶管、胶带、 胶鞋、减震制品、密封制品、化工防腐材料、绝缘材料及 胶黏剂等。主要产于东南亚：泰国、印尼、 马来西亚（占世界80%）二、橡胶的分类1.按来源和用途分（一）、分类是一种直链状的高分子量 的聚矽氧烷化学

4、分子式为 mSiO2nH2O 2.按主链结构及极性分类 极性键：形成共价键的两个原子是同种原子，如：CO、HX；非极性键：形成共价键的两个原子是不同种原子，如：H2O2、X2O2 ；重点：判断两个 键之间的夹角， 即空间结构饱和：简单说是碳的四个电子全部单独与其他原子成键了 ，不饱和：就是未与其他原子单独成键 ，不对称对称（二）、各种橡胶简介 1）天然橡胶(NR) 【组成】顾名思义，是由天然或人工种植的橡胶树经过割胶、过滤清洗、干燥等工序加工而成。是一种非 极性物质，其成分中9194是橡胶烃，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。 【特性】天然橡胶是不饱和橡胶，具有很好的弹性、高的抗拉

5、强度、绝缘性好，耐水性好、耐极性溶剂。 【应用】生活中的水鞋、暖水袋、松紧带、医用手套、输血管、轮胎等。烟片胶：鱼鳔的鳔，动物胶，用于粘贴木质材料。生 产时有污染（气味），使用时无污染。烟片胶是骨胶 ，因久置而变得像被烟熏过似的而得名。 2）合成橡胶它是以煤、石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃 为单体聚合而人工合成的高分子高弹性聚合物 。 通用合成橡胶：凡是性能与天然橡胶NR相同或接近，物理性能和加工 性能较好，能广泛用于轮胎和其它一般橡胶制品的橡胶 称为通用橡胶。通用橡胶有：丁苯橡胶（SBR）、顺丁 橡胶（聚丁二烯橡胶，BR ）、丁腈橡胶（NBR） 、氯 丁橡胶（CR） 、天然橡胶（ NR

6、）、丁基橡胶（IIR） 、 异戊橡胶（聚异戊二烯橡胶，IR）、乙丙橡胶（EPR ） 。合成橡胶烯烃通式CnH2n 二烯烃CnH2n-2 不同通用合成橡胶特性： 异戊橡胶 ( IR ) 【聚合单体】 ：异戊二烯，因为结构与NR一样，故称为人造天然胶。 【性能】 ：性质与NR类似，但纯净度比NR高。 【应用】 ：轮胎、胶鞋、胶带、胶管、工艺橡胶制品、医疗、食品用橡胶制品等。 顺丁橡胶 ( BR ) 【聚合单体】 ：丁二烯 【性能】 ：其弹性和耐低温性是通用胶中最好的， 【应用】 ：轮胎胎面及胎侧等，多为并用。鞋、减震品、胶辊、胶带、胶管、跳跳球。 氯丁橡胶（CR） 【聚合单体】 ：氯丁二烯 【特性

7、】 ：耐候性、耐臭氧性、阻燃性及耐化学药品均好 【应用】 ：轮胎内衬层、低压电线电缆、输送带、减震橡胶、窗户密封条、胶粘条、胶布、 涂料。通用合成橡胶丁基橡胶（IIR）【聚合单体】：异丁烯与少量异戊二烯【特性】：耐候性、耐臭氧性、耐气透性好，并可耐极性溶剂。【应用】：轮胎内胎、内衬层、硫化胶囊面防水卷材，电线电缆、蒸汽胶管、耐 热输送带、药品瓶塞、密封剂等。丁腈橡胶（NBR）【聚合单体】：丁二烯/丙烯腈【特性】：耐油性、耐磨性、耐老化好，是通用耐油橡胶，在-40120度下使用【应用】：油封、衬垫、耐油胶管、输送带、印刷胶辊、纺织皮辊等油工业制品丁苯橡胶( SBR)【聚合单体】：丁二烯苯乙烯 .

8、 【性能】：弹性比NR稍差,耐磨和耐老化比NR好.【应用】：轿车、轻卡车轮胎等，胶鞋、胶布、文体用品.通用合成橡胶三元乙丙橡胶 ( EPDM )【聚合单体】：乙烯丙烯第三单体 【性能】 ：耐老化、耐臭氧性、耐极性液体、耐水及过热水、水蒸气好、耐电性能好【应用】 ：电线、电缆绝缘层、汽车下班除水条、窗户密封条、蒸汽胶管、输送带等。乙丙橡胶（EPR） EPR分为EPM、EPDM、改性EPR、热塑性EPR四大类。【聚合单体】 ： 乙烯/丙烯/少量非共轭二烯为单体、采用溶液法或悬浮法进行二元或三元共聚而成共聚物。【性能】 ：低温弹性性能接近NR，优于SBR；耐热和耐老化性能优于其它通用橡胶；抗极性化学

9、药品，如HCl，NaOH；耐热水和蒸汽；不耐汽油、苯、二甲苯等；绝缘性好【应用】 ：用于汽车的水箱和加热软管、橡胶带、挡雨条、门窗密封条、聚合物改性剂、石油添加剂、电线电缆等.通用合成橡胶特种合成橡胶：凡是具有特殊性能，专供耐热、耐寒、耐化学腐 蚀、耐油、耐溶剂、耐辐射等特殊性能橡胶制品 使用的称为特种橡胶。特种橡胶有：氟橡胶（ FPM）、硅橡胶（Q）、聚氨酯橡胶（PU）、聚 丙烯酸酯橡胶（ACM/AEM）、聚硫橡胶（T）、 氯化聚乙烯橡胶（CPE）、氯磺化聚乙烯（CSM ）、氯醚橡胶（CO/ECO）、丁吡橡胶（PBR）等 。 特种合成橡胶特种橡胶特性介绍：氟橡胶（FPM） 【聚合单体】 ：偏

10、氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯。 【性能】 ：防火、耐酸碱、耐油是所有橡胶中最好的，抗辐射、耐高 真空性能好；电绝缘性、机械性能、耐化学腐蚀性、耐臭氧、耐大气老化性均优良。缺点是加工性差，价格昂贵耐寒性差，弹性透气性较低。使用温度范围：-20200。 【应用】 ：主要用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、耐化学腐蚀的密封材料、胶管或其他零件及汽车工业。 特种合成橡胶硅橡胶（Q） 【聚合单体】：主链由Si原子和O原子交替组成，是一种直链状的高分子量的聚矽氧烷。化学分子式为mSiO2nH2O 【性能】：使用温度范围广， -120+250度，毒性最低、具生理惰性、透气性好、电绝缘性好，物理机械性

11、能较差，耐酸、碱性差，而且价格较贵。【应用】：主要用于制造航空和工业用的耐高温、耐臭氧、耐油等密封制品和防震制品，也可用作绝缘制品、胶管、胶带、胶辊、医疗制品、人造器官等。特种合成橡胶聚氨酯橡胶（PU） 聚酯类聚氨酯橡胶( AU ) 、聚醚类聚氨酯橡胶( EU ) 【聚合单体】 ：由氨基甲酸脂构成，它是在催化剂下由二元醇、二异氰酸酯和链扩展剂的反应产物。 【 特性 】 ： 拉伸强度、耐磨性、耐热老化性、耐臭氧性、耐化学药品性好，但耐寒性差。 【应用】 ：鞋底和后跟、实心轮胎、输送带、输送管道、筛板和滤网、轴衬和轴套、泵和叶轮包覆层、胶辊、垫圈、油封、运动鞋、野外电缆护套以及海绵泡沫制品等。特种

12、合成橡胶TPU：热塑性聚氨酯弹性体，由二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI ）和大分子多元醇、扩链剂共同反应聚合而成的高分子材料 ，它是PU一种，可直接注 塑，可回收；PU：不能直接注塑，不可回收。聚丙烯酸酯橡胶（ACM/AEM）聚丙烯酸酯橡胶(ACM)、乙烯-丙烯酸酯橡胶(AEM) 【聚合单体】：丙烯酸与带有可提供交联反应的活性基团的单体共聚制得。【特性】：高温状态下耐油性好，并耐老化。 【应用】：汽车上的密封件，主要是油封、皮碗、O型圈等（也称车用橡胶）从性能上来说强度、伸长、加工方面AEM优于ACM ，但耐油性比ACM差。特种合成橡胶 聚硫橡胶（T）【组成】 ：聚硫橡胶通

13、常是由甲醛或有机二卤化物和碱金属的多硫化物经缩聚反应而制得的一类在分子主链上含有硫原子的饱和弹性体。聚硫橡胶分液态、固态及胶乳3种，其中液态橡胶应用最广，大约占总量的80%。 【特性】 ：有优异的耐油、耐非极性溶剂、耐化学药品性能；耐氧、耐候、耐臭氧老化性和气密性良好。但压缩永久变形大，使用温度范围较窄（含硫量高的原因）， 【用途】 ：主要用作密封材料、填缝材料、涂料、橡胶支座，橡胶气囊，充气芯模等。 氯化聚乙烯橡胶（CM/CPE） 【组成】 ：氯化聚乙烯橡胶(CM或CPE)是聚乙烯通过氯取代反应制成的具有弹性的聚合物 【物性】 ：流动性好，容易加工；有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性，耐热

14、、耐酸碱、耐油性良好。缺点是弹性差、压缩变形较大，电绝缘性较低 【用途】 ：使用温度范围：约-20120。用于电线电缆护套、胶管、胶带、胶辊化工衬里等 特种合成橡胶氯磺化聚乙烯（CSM） 【组成】 ：氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)它是聚乙烯经氯化和磺化处理后，所得到具有弹性的聚合物 【物性】 ：耐臭氧、耐老化优良，耐候性优于其它橡胶；阻燃、耐热、耐溶剂性及耐大多数化学药品和耐酸 碱性能较好；电绝缘性尚可，耐磨性与丁苯橡胶相似。缺点是抗撕裂性能差，加工性能不好。 【用途】 ：使用温度范围：约-20120。可用作臭氧发生器上的密封材料，制造耐油密封件、电线电缆包皮以及耐油橡胶制品和化工衬里 特种合成橡

15、胶（8）氯醚橡胶（CO/ECO） 【组成】 ：氯醚橡胶(COECO)由环氧氯丙烷均聚或由环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚而成的聚合物 【特性】 ：耐热性、耐油性、耐候性、减振性、耐磨性好，但加工性能和物理强度不好 、耐燃性差。 【用途】 ：可用作胶管、密封件、薄膜和容器衬里、油箱、胶辊，制造油封、水封等 （9）丁吡橡胶（PBR） 【组成】 ：吡啶-丁二烯共聚物 【特性】 ：强度高、耐磨性好 、耐寒性、耐油性、耐化学药品。 【用途】 ：用于制造輪胎以及一般工业用的橡胶制品 及用作专用橡胶以制造耐油橡胶以及航空上用的橡胶制品。 特种合成橡胶主要橡胶性质对比表对比项目天然橡 胶NR丁苯橡胶 SBR三元乙丙

16、橡胶 EPDM丁基橡胶 IIR氯丁二烯 橡胶CR丁氰橡胶 NBR氟橡胶 FPM压克力 橡胶 ACM硅橡胶 Q聚氨酯橡 胶PU 拉力超优差差优优优劣劣超伸长超优优优优优劣劣超超弹性超差优劣超优差差差超 撕断力超差差差优优差劣劣超耐磨超超优超优超差差劣超撞击力超超优优超优差劣劣超 气密性差差差超超优优差劣优耐氧化差差优超优差超优超优耐臭氧劣劣超优优劣超优超优 耐候差差超超优差超优超优 耐日光劣差超超优劣超优超优耐热劣差超优优差超优超差低溫性优差优差差差优劣超优油与汽油劣劣劣劣中优超优差优动植物油差差优优优超超超中优酒精优优中优超优优优优中 碱液差差优超超优中劣劣劣酸液中中优优优优优差差劣脂肪油劣劣劣劣优超超超劣优 芳香油劣劣劣劣差中超差劣劣氧化溶劑优优超超劣劣劣劣差劣耐水性超优超超优优优劣优差不饱和非极性不饱和极性饱和非极性饱和极性越靠近饱和非极性，其抗氧化能力 就越好，但是不活跃，抗拉越差， 不饱和极性则相反三、橡胶混炼胶的配方结构橡胶配方主要由以下组成：