橡胶基本常识.doc

第一部分：橡胶基本常识橡胶是通过提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料高弹性的高分子化合物分为天然橡胶与合成橡胶二种天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶乳胶为橡胶的胶体状水分散体；液体橡胶为橡胶的低聚物，未硫化前一般为粘稠的液体；粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状，以利配料和加工制作 20 世纪 60 年代开发的热塑性橡胶，无需化学硫化，而采用热塑性塑料的加工方法成形橡胶按使用又分为通用型和特种型两类是绝缘体，不容易导电，但如果沾水或不同的温度的话，有可能变成导体导电是关于物质内部分子或离子的电子的传导容易情况一、橡胶制品的用途，不同橡胶制品的优缺点介绍1、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，1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2、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3、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。

4、氢化丁晴胶 HNBR(Hydrogenate Nitrile) 氢化丁晴胶为丁晴胶中经由氢化后去除部份双链，经氢化后其耐温性、耐候性比一般丁晴橡胶提高很多，耐油性与一般丁晴胶相近一般使用温度范围为 -25~150 ℃ 优点： 较丁晴胶拥有较佳的抗磨性，具极2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5、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字物，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6、丁晴胶 NBR(Nitrile Rubber) 由丙烯睛与丁二烯共聚合而成， 丙烯睛含量由 18%~50% ，丙烯睛含量越高，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 ℃丁晴胶为目前油封及 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3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7、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二、橡胶老化及其因素1、橡胶老化介绍橡胶及其制品在加工，贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏，最后丧失使用价值，这种变化叫做橡胶老化表面上表现为龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、长霉4等2、橡胶老化的因素A）氧：氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应，分子链发生断裂或过度交联，引起橡胶性能的改变氧化作用是橡胶老化的重要原因之一B）臭氧：臭氧的化学活性比氧高得多，破坏性更大，它同样是使分子链发生断裂，但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同当作用于变形的橡胶（主要是不饱和橡胶）时，出现与应力作用方向直的裂纹，即所谓“臭氧龟裂” ；作用于变形的橡胶时，仅表面生成氧化膜而不龟裂C）热：提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。

但热的基本作用还是活化作用提高氧扩散速度和活化氧化反应，从而加速橡胶氧化反应速度，这是普遍存在的一种老化现象－－热氧老化D）光：光波越短、能量越大对橡胶起破坏作用的是能量较高的紫外线紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和交联外，橡胶因吸收光能而产生游离基，引发并加速氧化链反应过程经外线光起着加热的作用光作用其所长另一特点（与热作用不同）是它主要在橡表面进生含胶率高的试样，两面会出现网状裂纹，即所谓“光外层裂” 三、天然橡胶的成分天然橡胶是由胶乳制造的，胶乳中所含的非橡胶成分有一部分就留在固体的天然橡胶中一般天然橡胶中含橡胶烃592%-95% ，而非橡胶烃占 5%-8% 由于制法不同，产地不同乃至采胶季节不同，这些成分的比例可能有差异，但基本上都在范围以内蛋白质可以促进橡胶的硫化，延缓老化另一方面，蛋白质有较强的吸水性，可引进橡胶吸潮发霉、绝缘性下降，蛋白质还有增加生热性的缺点丙酮抽出物是一些高级脂肪酸及固醇类物质，其中有一些起天然防老剂和促进剂作用，还有的能帮助粉状配合剂在混炼过程中分散并对生胶起软化的作用灰分中主要含磷酸镁和磷酸钙等盐类，有很少量的铜、锰、铁等金属化合物，因为这些变价金属离子能促进橡胶老化，所以他们的含量应控制。

干胶中的水分不超过 1% ，在加工过程中可以挥发，但水分含量过多时，不但会使生胶储存过程中易发霉，而且还会影响橡胶的加工，如混炼时配合剂易结团；压延、压出过程中易产生气泡，硫化过程中产生气泡或呈海绵状等四、橡胶制品的结构组成线型结构：未硫化橡胶的普遍结构由于分子量很大，无外力作用下，呈细团状当外力作用，撤除外力，细团的纠缠度发生变化，分子链发生反弹，产生强烈的复原倾向，这便是橡胶高弹性的由来支链结构：橡胶大分子链的支链的聚集，形成凝胶凝胶对橡胶的性能和加工都不利在炼胶时，各种配合剂往往6进步了凝胶区，形成局部空白，形成不了补强和交联，成为产品的薄弱部位交联结构：线型分子通过一些原子或原子团的架桥而彼此连接起来，形成三维网状结构随着硫化历程的进行，这种结构不断加强这样，链段的自由活动能力下降，可塑性和伸长率下降，强度，弹性和硬度上升，压缩永久变形和溶胀度下降五、橡胶加工本过程包括塑炼、混炼、压延或挤出、成型和硫化等基本工序，每个工序针对制品有不同的要求，分别配合以若干辅助操作为了能将各种所需的配合剂加入橡胶中，生胶首先需经过塑炼提高其塑性；然后通过混炼将炭黑及各种橡胶助剂与橡胶均匀混合成胶料；胶料经过压出制成一定形状坯料；再使其与经过压延挂胶或涂胶的纺织材料（或与金属材料）组合在一起成型为半成品；最后经过硫化又将具有塑性的半成品制成高弹性的最终产品。

对精度要求比较高的制品，油封、 O 型圈、密封件等橡胶制品，还需要进行修边、去毛边加工，可选用的方式有人工修边、机械修边和冷冻修边人工修边：劳动强度大、效率低、合格率低机械修边：主要有冲切、砂轮磨边和圆刀修边，适用于对精度要求不高的特定制品冷冻修边：专用的冷冻修边机设备，其原理是采用液氮7（ LN2) 使成品的毛边在低温下变脆，使用特定的冷冻粒子（弹丸） 去击打毛边， 以迅速去除毛边 冷冻修边的效率高，成本低廉，适用制品广泛，已成为主流的工艺标准六、橡胶制品的基本特性1.橡胶制品成型时，经过大压力压制，其因弹性体所俱备之内聚力无法消除，在成型离模时，往往产生极不稳定的收缩 (橡胶的收缩率，因胶种不同而有差异 ) ，必需经过一段时间后，才能和缓稳定所以，当一橡胶制品设计之初，不论配方或模具，都需谨慎计算配合，若否，则容易产生制品尺寸不稳定，造成制品品质低落2.橡胶属热溶热固性之弹性体， 塑料则属于热溶冷固性橡胶因硫化物种类主体不同，其成型固化的温度范围，亦有相当的差距，甚至可因气候改变，室内温湿度所影响因此橡胶制成品的生产条件，需随时做适度的调整，若无，则可能产生。