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【橡塑】橡胶的特性和用途

作者:钢联资讯 来源:http://info.glinfo.com/13/0507/14/9F618885B9827FF4.html 浏览数:5485 发布时间:2013-7-30 17:06:18

 橡胶材料的基本特点:

1、具有高弹性橡胶的弹性模量小,一般在1-9.8Mpa。伸长变形大,伸长率可高达100%,仍表现有可恢复的特性,并能在很宽的温度(-50-+150℃)范围内保持有弹性。

2、具有粘弹性橡胶是粘弹性体,由于大分子间作用力的存在,使橡胶受外力作用,产生形变时受时间、温度等条件的影响,表现有明显的应力松弛和蠕变现象,有振动或交变应力等周期作用下,产生滞后损失。

3、具有缓冲减震作用橡胶对声音及振动的传播有缓和作用,可利用这一特点来防除噪音和振动。

4、具有电绝缘性橡胶和塑胶一样是电绝缘材料。例如天然橡胶和丁基橡胶和体积电阻可达到10

5、具有温度依赖性高分子材料一般都受温度影响,橡胶在低温时处于玻璃态变硬变脆,在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至燃烧等。

6、具有老化现象如同金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样,橡胶也会因环境条件变化而发生老化,使性能变坏,使用寿命缩短。

7、必须进行硫化橡胶必须加入硫磺或其它能使橡胶硫化(或交联)的物质,使橡胶大分子交联成空间网状结构,才能得到具有使用价值的橡胶制品,但是热塑橡胶可不必硫化。

 1、天然橡胶(NR)以橡胶烃(聚异戊二烯)为主,含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等,是一种非极性物质,它溶于非极性的溶剂和油中。弹性大,定伸强度高,抗撕裂性和电绝缘性优良,耐磨性和耐旱性良好,加工性佳,易于其它材料粘合,在综合性能方面优于多数合成橡胶。缺点是耐氧和耐臭氧性差,容易老化变质;耐油和耐溶剂性不好,在环己烷、汽油、笨中,硫化前溶解,硫化后溶胀。抵抗酸碱的腐蚀能力低,抗10%的氢氟酸,20%的盐酸,30%的硫酸、50%的氢氧化钠;耐热性不高。使用温度范围:约-60℃~+80℃。制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶-金属悬挂元件、膜片、模压制品。

  2、丁苯橡胶(SBR)丁二烯和苯乙烯的共聚体。性能接近天然橡胶,是目前产量最大的通用合成橡胶,其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶,质地也较天然橡胶均匀。缺点是:弹性较低,抗屈挠、抗撕裂性能较差,在多次形变下生热量大,耐油、耐热、耐特种介质的性能差;加工性能差,特别是自粘性差、生胶强度低。使用温度范围:约-50℃~+100℃。主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。

  3、顺丁橡胶(BR)是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶,无需塑炼,属于极性物质。优点是:弹性与耐磨性优良,耐老化性好,耐低温性优异,在动态负荷下发热量小,易于金属粘合,化学稳定型好,能抵抗除强酸外的大部分化学药品的腐蚀。缺点是强度较低,抗撕裂性差,加工性能与自粘性差。使用温度范围:约-60℃~+100℃。一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用,主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。

  4、异戊橡胶(IR)是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。化学组成、立体结构与天然橡胶相似,性能也非常接近天然橡胶,故有合成天然橡胶之称。它具有天然橡胶的大部分优点,耐老化由于天然橡胶,弹性和强力比天然橡胶稍低,加工性能差,成本较高。使用温度范围:约-50℃~+100℃可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。

  5、氯丁橡胶(CR)是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。这种橡胶分子中含有氯原子,所以与其他通用橡胶相比:它具有优良的抗氧、抗臭氧性,不易燃,着火后能自熄,耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点;其物理机械性能也比天然橡胶好,故可用作通用橡胶,也可用作特种橡胶。主要缺点是耐寒性较差,比重较大、相对成本高,电绝缘性不好,加工时易粘滚、易焦烧及易粘模。此外,生胶稳定性差,不易保存。使用温度范围:约-45℃~+100℃。主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套及各种防护套、保护罩;耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬里;耐燃的地下采矿用橡胶制品,以及各种模压制品、密封圈、垫、粘结剂,如:建筑防水片、建筑密封条、公路填缝材料、桥梁支座垫片、电线包皮等。

  6、丁基橡胶(IIR)是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体。最大特点是气密性好,耐臭氧、耐老化性能好,耐热性较高,耐气候性好不需家防老剂,长期工作温度可在130℃以下;能耐无机强酸(如硫酸、硝酸等)和一般有机溶剂,吸振和阻尼特性良好,化学稳定性好,电绝缘性也非常好。缺点是弹性最差,加工性能差,硫化速度慢,粘着性和耐油性差。使用温度范围:约-40℃~+120℃。主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及防震制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。

  7、丁腈橡胶(NBR)丁二烯和丙烯晴的共聚体。特点是耐汽油和脂肪烃油类的性能特别好,仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯和氟橡胶,而优于其他通用橡胶。耐热性好,气密性、耐磨及耐水性等均较好,粘结力强。缺点是耐寒及耐臭氧性较差,强力及弹性较低,耐酸性差,电绝缘性不好,耐极性溶剂性能也较差。使用温度范围:约-30℃~+100℃。主要用于制造各种耐油制品,如胶管、密封制品等。

 8、氢化丁腈橡胶(HNBR)丁二烯和丙烯晴的共聚体。它是通过全部或部分氢化NBR的丁二烯中的双键而得到的。其特点是机械强度和耐磨性高,用过氧化物交联时耐热性比NBR好,其他性能与丁腈橡胶一样。缺点是价格较高。使用温度范围:约-30℃~+150℃。主要用于耐油、耐高温的密封制品。

  9、乙丙橡胶(EPM\\EPDM)乙烯和丙烯的共聚体,一般分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶。特点是抗臭氧、耐紫外线、耐天候性和耐老化性优异,居通用橡胶之首。电绝缘性、耐化学性、冲击弹性很好,耐酸碱,比重小,可进行高填充配合。耐热可达150℃,耐极性溶剂-酮、酯等,但不耐脂肪烃和芳香烃,其他物理机械性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。缺点是自粘性和互粘性很差,不易粘合。使用温度范围:约-50℃~+150℃。主要用作化工设备衬里、电线电缆包皮、蒸汽胶管、耐热运输带、汽车用橡胶制品及其他工业制品。

  10、硅橡胶(Q)为主链含有硅、氧原子的特种橡胶,其中起主要作用的是硅元素。其主要特点是既耐高温(最高300℃)又耐低温(最低-100℃),是目前最好的耐寒、耐高温橡胶;同时电绝缘性优良,对热氧化和臭氧的稳定性很高,化学惰性大。缺点是机械强度较低,耐油、耐溶剂和耐酸碱性差,较难硫化,价格较贵。使用温度:-60℃~+200℃。主要用于制作耐高低温制品(胶管、密封件等)、耐高温电线电缆绝缘层,由于其无毒无味,还用于食品及医疗工业。

11、氟橡胶(FPM)是由含氟单体共聚而成的有机弹性体。其特点耐温高可达300℃,耐酸碱,耐油性是耐油橡胶中最好的,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:-20℃~+200℃。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。

  12、聚氨酯橡胶(AU\\EU)有聚酯(或聚醚)与二异氰酸酯类化合物聚合而成的弹性体。其特点是耐磨性好,在各种橡胶中是最好的;强度高、弹性好、耐油性优良。耐臭氧、耐老化、气密性等也优异。缺点是耐温性能较差,耐水和耐碱性差,耐芳香烃、氯化烃及酮、酯、醇类等溶剂性较差。使用温度范围:约-30℃~+80℃。制作轮胎紧挨由零件、垫圈、防震制品,以及耐磨、高强度和耐油的橡胶制品。

  13、丙烯酸酯橡胶(ACM\\AEM)它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物。其特点是兼有良好的耐热、耐油性能,在含有硫、磷、氯添加剂的润滑油中性能稳定。同时耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外线、气密性优良。缺点是耐寒性差,不耐水,不耐蒸汽及有机和无机酸、碱。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液内膨胀严重。同时弹性和耐磨性差,电绝缘性差,加工性能较差。使用温度范围:约-25℃~+150℃。可用于制造耐油、耐热、耐老化的制品,如密封件、胶管、化工衬里等。

  14、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)又稱為海帕龍(Hypalon)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。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。使用温度范围:约-20℃~+120℃。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。

  15、氯醚橡胶(CO\\ECO)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。特点是耐脂肪烃及氯化烃溶剂、耐碱、耐水、耐老化性能极好,耐臭氧性、耐油、耐热、耐寒较好。使用温度范围:约-20℃~+140℃。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。

16、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。性能与氯磺化聚乙烯橡胶接近,其特点是流动性好,容易加工;有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性,耐热、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。使用温度范围:约-20℃~+120℃。电线电缆护套、胶管、胶带、胶辊化工衬里等。

  

:丁腈橡胶(NBR)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。

研发历史

丁睛橡胶是目前用量最大的一种特殊合成橡胶,是以丁二烯和丙烯腈为单体经乳液共聚而制得的高分子弹性体。在第二次世界大战爆发的前几年里,发展了多种合成橡胶。德国发现了丁二烯-丙烯腈的共聚橡胶-丁腈橡胶,并发现这种橡胶耐油、耐汽油以及耐高温老化方面均优于天然橡胶。

生产规模

2000年世界NBR生产能力约为610kt/a,占合成橡胶总生产能力的4.7%。1996~2000年世界NBR消耗量年均增长2.9%。

生产技术

NBR工业生产采用的乳液聚合工艺早已成熟和定型,我国现有3套生产装置,其中l套生产硬胶,总生产能力为30kt/a。兰州化学工业公司从日本Zeon公司引进的15kt/a软胶装置于2000年4月投产。2000年我国合成橡胶需求量约占合成橡胶市场总量的4%,即36~38kt,当年产量为lO.8kt。

产品应用

丁腈橡胶(NBR)分子链上带有极性腈基基团,赋予其耐油、耐热老化等优异性能,具有较宽的使用温度范围;主要用于制作耐油橡胶制品,广泛应用于汽车工业、航空航天、石油开采、化工、轻纺、电线电缆、建筑材料等,其消耗量约占合成橡胶总量的3%。

研发趋势

为了使NBR性能更加符合不同用途制品的要求,各国都相继开发生产了具有特殊性能的NBR新品种,如氢化丁腈橡胶(HNBR)、粉末丁腈橡胶(PNBR)、羧基丁腈橡胶(XNBR)、液体丁腈橡胶等,使得NBR产品形成了系列化、功能化。

丁腈橡胶特性介绍

丁腈橡胶

简称NBR。由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。是耐油(尤其是烷烃油)、耐老化性能较好的合成橡胶。丁腈橡胶中丙烯腈含量(%)有42~46、36~41、31~35、25~30、18~24等五种。丙烯腈含量越多,耐油性越好,但耐寒性则相应下降。它可以在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外,它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等,在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。丁腈橡胶1935年在德国首先进行工业化生产。80年代以来,丁腈橡胶的世界年产量约为400kt,约占合成橡胶总产量的3%,居第七位。

丁腈橡胶多采用乳液聚合连续生产。其工艺过程与丁苯橡胶类似。温度可采用30℃或约5℃,转化率一般维持在70%~85%。生产工艺有以下一些特点:①单体丙烯腈极性较强,致使在聚合过程中胶乳不太稳定,丙烯腈用量越大,胶乳的稳定性就越差。②介质的碱性或酸性太强或聚合温度过高都会引起氰基的水解,即:生成的酸会破坏乳化剂,这也是导致乳胶不稳定的原因之一。③上述水解反应的中间产物酰胺基和聚合物链中的氰基在较高温度下,都可能进行交联反应,使产品质量变坏。④丁二烯与丙烯腈的竞聚率相差颇远(在40℃时分别为0.3和0.02),因此,共聚物中单体的组成及分布,对转化率的依赖性较大。采用分批加入丙烯腈的办法可以改善氰基分布。

丁腈橡胶由于分子链间作用力较强,硬度较大,故加工较困难,其中以聚合温度为30℃所制得的硬胶最不易加工,需在冷辊上预先塑化后才能操作。工业上常采用更有效地调节分子量的方法并把聚合温度降低至5℃,以减少副反应来改善它的加工性能。另一方面,丁腈橡胶还可通过与多种橡胶如氯丁橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶等及合成树脂如聚氯乙烯、酚醛树脂等共混(见高分子共混物),使性能得到改进。