橡膠基礎(chǔ)知識(shí)

1、橡 膠 基 本 知 識(shí)橡膠，同塑料、纖維并稱為三大合成材料，是唯一具有高度伸縮性與極好彈性的高分子材料。橡膠的最大特征首先是彈性模量非常小，而伸長(zhǎng)率很高。其次是它具有相當(dāng)好的耐透氣性以及耐各種化學(xué)介質(zhì)和電絕緣的性能。某些特種合成橡膠更具備良好的耐油性及耐溫性，能抵抗脂肪油、潤(rùn)滑油、液壓油、燃料油以及溶劑油的溶脹；耐寒可低到60至80，耐熱可高到180至350。橡膠還耐各種曲撓、彎曲變形，因?yàn)闇髶p失小。橡膠的第三個(gè)特征在于它能與多種材料進(jìn)行并用、共混、復(fù)合，由此進(jìn)行改性，以得到良好的綜合性能。橡膠的這些基本性能，是它成為工業(yè)上極好的減震、密封、屈撓、耐磨、防腐、絕緣以及粘接等材料。第一章 橡膠

2、的種類、特性和用途在全世界，橡膠（包括塑料改性的彈性體）的種類已超過(guò)100種。如果按牌號(hào)估算，實(shí)際上已超過(guò)1000種。一：橡膠的分類1 按原材料來(lái)源與方法橡膠可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。其中天然橡膠的消耗量占13，合成橡膠的消耗量占23。2 按橡膠的外觀形態(tài) 橡膠可分為固態(tài)橡膠（又稱干膠）、乳狀橡膠（簡(jiǎn)稱乳膠）、液體橡膠和粉末橡膠四大類。3 根據(jù)橡膠的性能和用途除天然橡膠外，合成橡膠可分為通用合成橡膠、半通用合成橡膠、專用合成橡膠和特種合成橡膠。4 根據(jù)橡膠的物理形態(tài)橡膠可分為硬膠和軟膠，生膠和混煉膠等。根據(jù)橡膠種類及交聯(lián)形式，在工業(yè)使用上，橡膠又可按如下分類。一類按耐熱及耐油等功能分為：

3、普通橡膠、耐熱橡膠、耐油橡膠以及耐天候老化橡膠、耐特種化學(xué)介質(zhì)橡膠等。另一類按橡膠的軟硬程度劃分為：一般橡膠、硬橡膠、半硬質(zhì)膠、硬質(zhì)膠、微孔膠、海綿膠、泡沫橡膠等。具體分類方法見表一表一 橡膠的分類分類方法分類名稱分 類 說(shuō) 明1按橡膠的來(lái)源分類1天然橡膠它是采集橡膠樹或橡膠草等含膠植物中的膠汁，經(jīng)過(guò)區(qū)雜質(zhì)、凝聚、液壓、干燥等加工步驟而制成的，其主要化學(xué)組成成分是不飽和的橡膠烴。2合成橡膠它是從石油、天然氣或煤和石灰石以及農(nóng)副產(chǎn)品中（現(xiàn)在主要是從石油化工產(chǎn)品中）提煉某些低分子的不飽和烴做原料，制成“單體”物質(zhì)，然后經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)而獲得的人工合成的高分子聚合物，故有人造橡膠之稱。合成橡膠的種

4、類很多，現(xiàn)在已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的有：丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠、丁晴橡膠、丁丙橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、丙烯酸酯橡膠、聚氨酯橡膠、硅橡膠、氟橡膠、氯醚橡膠、以及聚硫橡膠等。2根據(jù)橡膠的性能和1通用橡膠它是指產(chǎn)量大、應(yīng)用廣、在使用上一般無(wú)特殊性能要求的通用橡膠而言。主要有：天然橡膠、丁苯橡膠、丁晴橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠等7大品種。用途分類2特種橡膠它是指用于特殊用途中，如：耐油、耐酸堿、耐高溫、耐低溫、耐輻射等橡膠而言。主要有：乙丙橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氯化聚乙烯橡膠、丙烯酸酯橡膠、聚氨酯橡膠、硅橡膠、氟橡膠、氯醚橡膠、聚硫橡膠等3根據(jù)橡膠的物理形態(tài)分類1

5、生橡膠簡(jiǎn)稱生膠，是指由天然采集、提煉或人工合成、未加配合劑而制成的原始膠料，為較硬的大塊。生膠是一種不飽和的橡膠烴，未經(jīng)配合的生膠性能較差，不能直接使用。2軟橡膠是指在生膠中加入各種配合劑，經(jīng)過(guò)塑煉、混煉、硫化等加工過(guò)程而制成為具有高彈性、高強(qiáng)度和其他實(shí)用性能的橡膠產(chǎn)品。一般所謂的橡膠就是這種軟橡膠。根據(jù)各種工業(yè)制品的需要，軟橡膠可用不同性能的天然或合成生橡膠，加入各種不同比率的配合劑，就可以制成不同硬度和具有特殊性能的橡膠制品。3硬橡膠又稱硬質(zhì)橡膠，它與軟橡膠的不同之處是含有大量硫磺（2550）的生膠經(jīng)過(guò)硫化而制成的硬質(zhì)制品。這種橡膠具有較高的硬度和強(qiáng)度，優(yōu)良的電氣絕緣性以及對(duì)某些酸、堿和溶

6、劑的高度穩(wěn)定性。廣泛用于制作電絕緣制品和耐化學(xué)腐蝕制品。4混煉膠它是指在生膠中加入各種配合劑，經(jīng)過(guò)煉膠機(jī)的混合作用后，使其具有所需要物理機(jī)械性能的半成品，俗稱膠料。通常均作為商品出售，購(gòu)買者可直接用它加工、硫化壓制成所需要的橡膠制品，不需要再配制膠料，混煉膠有不同的品種和牌號(hào)。5再生膠再生膠是以廢輪胎和其他廢舊橡膠制品為原料，經(jīng)過(guò)一定的加工過(guò)程而制成的具有一定塑性的循環(huán)可利用橡膠。它是橡膠工業(yè)中的主要原料之一，可以部分地代替生膠，節(jié)約生膠。二：常用橡膠的品種、特性和用途常用橡膠的品種、特性和用途見表二表二 常用橡膠的品種、特性和用途橡膠品種（簡(jiǎn)寫符號(hào)）化學(xué)組成性能特點(diǎn)主要用途1 天然橡膠（NR

7、）以橡膠烴（聚異戊二烯）為主，含少量蛋白質(zhì)、水分、樹脂酸、糖類和無(wú)機(jī)鹽等。彈性大，定伸強(qiáng)度高，抗撕裂性和電絕緣性優(yōu)良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在綜合性能方面優(yōu)于多數(shù)合成橡膠。缺點(diǎn)是耐氧和耐臭氧性差，容易老化變質(zhì)；耐油和耐溶劑性不好，第抗酸堿的腐蝕能力低；耐熱性不高。使用溫度范圍：約6080。制作輪胎、膠鞋、膠管、膠帶、電線電纜的絕緣層和護(hù)套以及其他通用制品。特別適用于制造扭振消除器、發(fā)動(dòng)機(jī)減震器、機(jī)器支座、橡膠金屬懸掛元件、膜片、模壓制品。2 丁苯橡膠（SBR）丁二烯和苯乙烯的共聚體。性能接近天然橡膠，是目前產(chǎn)量最大的通用合成橡膠，其特點(diǎn)是耐磨性、耐老化和耐熱性超過(guò)天然

8、橡膠，質(zhì)地也較天然橡膠均勻。缺點(diǎn)是：彈性較低，抗屈撓、抗撕裂性能較差；加工性能差，特別是自粘性差、生膠強(qiáng)度低。使用溫度范圍：約50100。主要用以代替天然橡膠制作輪胎、膠板、膠管、膠鞋及其他通用制品。3 順丁橡膠（BR）是由丁二烯聚合而成的順式結(jié)構(gòu)橡膠。優(yōu)點(diǎn)是：彈性與耐磨性優(yōu)良，耐老化性好，耐低溫性優(yōu)異，在動(dòng)態(tài)負(fù)荷下發(fā)熱量小，易于金屬粘合。缺點(diǎn)是強(qiáng)度較低，抗撕裂性差，加工性能與自粘性差。使用溫度范圍：約60100。一般多和天然橡膠或丁苯橡膠并用，主要制作輪胎胎面、運(yùn)輸帶和特殊耐寒制品。4 異戊橡膠（IR）是由異戊二烯單體聚合而成的一種順式結(jié)構(gòu)橡膠。化學(xué)組成、立體結(jié)構(gòu)與天然橡膠相似，性能也非常接

9、近天然橡膠，故有合成天然橡膠之稱。它具有天然橡膠的大部分優(yōu)點(diǎn)，耐老化由于天然橡膠，彈性和強(qiáng)力比天然橡膠稍低，加工性能差，成本較高。使用溫度范圍：約50100可代替天然橡膠制作輪胎、膠鞋、膠管、膠帶以及其他通用制品。5 氯丁橡膠（CR）是由氯丁二烯做單體乳液聚合而成的聚合體。這種橡膠分子中含有氯原子，所以與其他通用橡膠相比：它具有優(yōu)良的抗氧、抗臭氧性，不易燃，著火后能自熄，耐油、耐溶劑、耐酸堿以及耐老化、氣密性好等優(yōu)點(diǎn)；其物理機(jī)械性能也比天然橡膠好，故可用作通用橡膠，也可用作特種橡膠。主要缺點(diǎn)是耐寒性較差，比重較大、相對(duì)成本高，電絕緣性不好，加工時(shí)易粘滾、易焦燒及易粘模。此外，生膠穩(wěn)定性差，不易

10、保存。使用溫度范圍：約45100。主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的電纜護(hù)套及各種防護(hù)套、保護(hù)罩；耐油、耐化學(xué)腐蝕的膠管、膠帶和化工襯里；耐燃的地下采礦用橡膠制品，以及各種模壓制品、密封圈、墊、粘結(jié)劑等。6 丁基橡膠（IIR）是異丁烯和少量異戊二烯或丁二烯的共聚體。最大特點(diǎn)是氣密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐熱性較高，長(zhǎng)期工作溫度可在130以下；能耐無(wú)機(jī)強(qiáng)酸（如硫酸、硝酸等）和一般有機(jī)溶劑，吸振和阻尼特性良好，電絕緣性也非常好。缺點(diǎn)是彈性差，加工性能差，硫化速度慢，粘著性和耐油性差。使用溫度范圍：約40120。主要用作內(nèi)胎、水胎、氣球、電線電纜絕緣層、化工設(shè)備襯里及防震制品、耐熱運(yùn)輸帶、耐熱

11、老化的膠布制品。7 丁晴橡膠（NBR）丁二烯和丙烯晴的共聚體。特點(diǎn)是耐汽油和脂肪烴油類的性能特別好，僅次于聚硫橡膠、丙烯酸酯和氟橡膠，而優(yōu)于其他通用橡膠。耐熱性好，氣密性、耐磨及耐水性等均較好，粘結(jié)力強(qiáng)。缺點(diǎn)是耐寒及耐臭氧性較差，強(qiáng)力及彈性較低，耐酸性差，電絕緣性不好，耐極性溶劑性能也較差。使用溫度范圍：約30100。主要用于制造各種耐油制品，如膠管、密封制品等。8 氫化丁晴橡膠（HNBR）丁二烯和丙烯晴的共聚體。它是通過(guò)全部或部分氫化NBR的丁二烯中的雙鍵而得到的。其特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性高，用過(guò)氧化物交聯(lián)時(shí)耐熱性比NBR好，其他性能與丁晴橡膠一樣。缺點(diǎn)是價(jià)格較高。使用溫度范圍：約30150

12、。主要用于耐油、耐高溫的密封制品。9 乙丙橡膠（EPMEPDM）乙烯和丙烯的共聚體，一般分為二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠。特點(diǎn)是抗臭氧、耐紫外線、耐天候性和耐老化性優(yōu)異，居通用橡膠之首。電絕緣性、耐化學(xué)性、沖擊彈性很好，耐酸堿，比重小，可進(jìn)行高填充配合。耐熱可達(dá)150，耐極性溶劑酮、酯等，但不耐脂肪烴和芳香烴，其他物理機(jī)械性能略次于天然橡膠而優(yōu)于丁苯橡膠。缺點(diǎn)是自粘性和互粘性很差，不易粘合。使用溫度范圍：約50150。主要用作化工設(shè)備襯里、電線電纜包皮、蒸汽膠管、耐熱運(yùn)輸帶、汽車用橡膠制品及其他工業(yè)制品。10 硅橡膠（Q）為主鏈含有硅、氧原子的特種橡膠，其中起主要作用的是硅元素。其主要特點(diǎn)是既耐

13、高溫（最高300）又耐低溫（最低100），是目前最好扥艾寒、耐高溫橡膠；同時(shí)電絕緣性優(yōu)良，對(duì)熱氧化和臭氧的穩(wěn)定性很高，化學(xué)惰性大。缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度較低，耐油、耐溶劑和耐酸堿性差，較難硫化，價(jià)格較貴。使用溫度：60200。主要用于制作耐高低溫制品（膠管、密封件等）、耐高溫電線電纜絕緣層，由于其無(wú)毒無(wú)味，還用于食品及醫(yī)療工業(yè)。11 氟橡膠（FPM）是由含氟單體共聚而成的有機(jī)彈性體。其特點(diǎn)耐溫高可達(dá)300，耐酸堿，耐油性是耐油橡膠中最好的，抗輻射、耐高真空性能好；電絕緣性、機(jī)械性能、耐化學(xué)腐蝕性、耐臭氧、耐大氣老化性均優(yōu)良。缺點(diǎn)是加工性差，價(jià)格昂貴耐寒性差，彈性透氣性較低。使用溫度范圍：20200。主

14、要用于國(guó)防工業(yè)制造飛機(jī)、火箭上的耐真空、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕的密封材料、膠管或其他零件及汽車工業(yè)。12 聚氨酯橡膠（AUEU）有聚酯（或聚醚）與二異氰酸酯類化合物聚合而成的彈性體。其特點(diǎn)是耐磨性好，在各種橡膠中是最好的；強(qiáng)度高、彈性好、耐油性優(yōu)良。耐臭氧、耐老化、氣密性等也優(yōu)異。缺點(diǎn)是耐溫性能較差，耐水和耐堿性差，耐芳香烴、氯化烴及酮、酯、醇類等溶劑性較差。使用溫度范圍：約3080。制作輪胎緊挨由零件、墊圈、防震制品，以及耐磨、高強(qiáng)度和耐油的橡膠制品。13 丙烯酸酯橡膠（ACMAEM）它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物。其特點(diǎn)是兼有良好的耐熱、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加劑的潤(rùn)滑油中性能穩(wěn)定。

15、同時(shí)耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外線、氣密性優(yōu)良。缺點(diǎn)是耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及有機(jī)和無(wú)機(jī)酸、堿。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液內(nèi)膨脹嚴(yán)重。同時(shí)彈性和耐磨性差，電絕緣性差，加工性能較差。使用溫度范圍：約25150?？捎糜谥圃炷陀汀⒛蜔?、耐老化的制品，如密封件、膠管、化工襯里等。14 氯磺化聚乙烯橡膠（CSM）它是聚乙烯經(jīng)氯化和磺化處理后，所得到具有彈性的聚合物。耐臭氧緊挨老化優(yōu)良，耐候性優(yōu)于其它橡膠。阻燃、耐熱、耐溶劑性及耐大多數(shù)化學(xué)藥品和耐酸堿性能較好。電絕緣性尚可，耐磨性與丁苯橡膠相似。缺點(diǎn)是抗撕裂性能差，加工性能不好。使用溫度范圍：約20120?？捎米鞒粞醢l(fā)生器上的密封材料，制造耐油密

16、封件、電線電纜包皮以及耐油橡膠制品和化工襯里。15 氯醚橡膠（COECO）由環(huán)氧氯丙烷均聚或由環(huán)氧氯丙烷與環(huán)氧乙烷共聚而成的聚合物。特點(diǎn)是耐脂肪烴及氯化烴溶劑、耐堿、耐水、耐老化性能極好，耐臭氧性、耐候性緊挨熱性、氣密性高。缺點(diǎn)是強(qiáng)力較低、彈性較差、電絕緣性不良。使用溫度范圍：約40140?？捎米髂z管、密封件、薄膜和容器襯里、油箱、膠輥，制造油封、水封等。16 氯化聚乙烯橡膠（CM或CPE）是聚乙烯通過(guò)氯取代反應(yīng)制成的具有彈性的聚合物。性能與氯磺化聚乙烯橡膠接近，其特點(diǎn)是流動(dòng)性好，容易加工；有優(yōu)良的耐天候性、耐臭氧性和耐電暈性，耐熱、耐酸堿、耐油性良好。缺點(diǎn)是彈性差、壓縮變形較大，電絕緣性較低

17、。使用溫度范圍：約20120。電線電纜護(hù)套、膠管、膠帶、膠輥化工襯里等。第二章 橡膠工業(yè)制品的種類橡膠工業(yè)制品是除輪胎、膠管、膠帶等之外的其他橡膠制品。主要包括以下幾類。一：橡膠密封制品橡膠密封制品包括O型橡膠密封圈、旋轉(zhuǎn)軸唇形密封件（油封）、復(fù)合密封、異形斷面橡膠密封件、制動(dòng)皮碗皮圈、汽車制動(dòng)氣室橡膠隔膜、橡膠密封條、橡膠防塵套（罩）、皮膜、水封制品、吸水膨脹橡膠、橋面橡膠伸縮縫等。二：橡膠減震制品橡膠減震制品包括橡膠減震器、橡膠氣彈簧、橡膠彈性聯(lián)軸節(jié)、可屈撓橡膠接頭、橡膠護(hù)舷、汽車用橡膠減震器、火車機(jī)車用橡膠減震器、橡膠軌枕墊、橋梁橡膠支座等。三：硬質(zhì)橡膠四：橡膠海綿制品五：膠板與防水卷材六：膠輥七：紡織用橡膠制品八：印刷工業(yè)用橡膠制品九：橡膠襯里十：橡膠電絕緣制品十一：軟木橡膠第三章 橡膠的性能及測(cè)定硫化橡膠的性能主要指機(jī)械性能、耐熱性能、耐寒性能、耐介質(zhì)性能、耐磨耗性、耐天候老化性、阻燃性能和電絕緣性能等，它們對(duì)橡膠制品的使用性能和產(chǎn)品質(zhì)量具有決定性的影響。硫化橡膠的性能與其配方組成密切相關(guān)，選擇不同的配方組成，可以使硫化橡膠的性能在較寬的范圍內(nèi)變化。因此，研究性能與配方組分之間的關(guān)系，是配方設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。橡膠的性能可分為兩大類，及結(jié)構(gòu)性