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几种常见橡胶的塑炼特性(橡胶材料的特性与用

文章出处:未知 人气:发表时间:2021-03-26 21:29

  几种常见橡胶的塑炼特性

  1:天然橡胶

  天然橡胶比较容易获得可塑度。恒粘度和低粘度标准马来西压橡胶的初始粘度较低,一般不需塑炼。其他型号的标准胶若门尼粘度大于60时,则仍需塑炼。 天然橡胶用开炼机塑炼时,辊筒温度为30℃-40℃,时间约为15-20min。用密炼机塑炼时,当温度达到120℃以上时,时间约为3-5min。当加入增塑剂或塑解剂时,可以显著缩短塑炼时间,提高塑炼效果。

  2:丁苯橡胶

  一般来说,丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间。因此丁苯橡胶也可不用塑炼。但实际上经过塑炼后,可提高配合剂的分散性,有助于提高产品质量。特别是海绵橡胶制品,丁苯橡胶经过塑炼后,容易发泡,且泡孔大小均匀。

  3:顺丁橡胶

  顺丁橡胶有冷流性,不容易提高塑炼效果。目前常用顺丁橡胶的门尼粘度在聚合时已经控制在适当范围(45°±5°),因此,一般不需要塑炼即可直接进行混炼。

  4:氯丁橡胶

  氯丁橡胶一般不必进行塑炼,但由于该胶的韧性较大,混炼前用开炼机薄通3-5次,有助于操作,薄通温度一般为30℃-40℃,太高容易粘辊。

  5:乙丙橡胶

  乙丙橡胶由于分子主链是饱和结构,塑炼难以引起分子的裂解。因此,宜通过合成使其具有适宜的门尼粘度而不需塑炼。

  6:丁基橡胶

  丁基橡胶因其化学结构稳定而柔软,且分子量较小,流动性大,所以机械增塑效果不大。门尼粘度较低的丁基橡胶一般不需经过塑炼即可直接混炼,门尼粘度高的丁基橡胶可采用高温化学塑炼法。

  7:丁腈橡胶

  丁腈橡胶可塑度小,韧性大,而且塑炼时生热大,因此,通常在开炼机上采用低温(辊温40℃以下),小辊距(约1MM),低容量(为天然橡胶的70%)以及分段塑炼,这样可收到较好效果。丁腈橡胶不宜使用密炼机塑炼。软丁腈橡胶由于本身已具有一定可塑度(一般小于60°),故可不必塑炼,直接进行混炼。

  常见橡胶的特性及用途

  1、天然橡胶(NR)

  天然橡胶以橡胶烃(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。

  优点:天然橡胶弹性大,定伸强度高,高弹性;高伸长率;弹性模量和剪切模量低;高强度,未补强的天然橡胶拉伸强度在25~30MPa;耐寒性较好,玻璃化温度在零下72℃;密度低,生胶密度小于1g/cm^3;抗撕裂性和电绝缘性优良,耐磨性和耐旱性良好,加工性佳,天然橡胶易与其它材料粘合,在综合性能方面优于多数合成橡胶。

  缺点:耐氧和耐臭氧性差,耐热性不好,长期使用温度不超过70℃,在主链上有一个侧甲基,容易发生重排;主链含有双键,容易受到攻击,不耐老化;耐油性、耐化学品(除碱外)性能不好;低抗酸碱的腐蚀能力低;耐热性不高。

  使用温度范围:约-60℃~+80℃。

  用途: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。天然橡胶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)

  丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的共聚体。丁苯橡胶的性能接近天然橡胶,是目前产量最大的通用合成橡胶。

  优点:

  a.胶料不易焦烧和过硫,硫化平坦性好。

  b.耐磨性、耐热性、耐油性和耐老化性能等均比天然橡胶好。高温耐磨性好,适用于乘用胎。

  c.加工中分子量降到一定程度后不再降低,因而不易过炼,可塑度均匀。硫化胶硬度变化小。

  d.提高分子量可达到高填充。充油丁苯橡胶的加工性能好。

  e.很容易与其它不饱和通用橡胶并用,尤其是与天然橡胶和顺丁橡胶并用,经配方调整可以克服丁苯橡胶的缺点。

  缺点:弹性较低,抗屈挠、抗撕裂性能较差;加工性能差,特别是自粘性差、生胶强度低;不耐油,抗老化性能差;未硫化胶料收缩大、强度低、粘着性能不如天然橡胶;

  使用温度范围:约-50℃~+100℃。

  用途:丁苯橡胶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)

  顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。

  优点: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。

  缺点: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℃。

  用途:顺丁橡胶广泛地用于轮胎制造,所制出的轮胎胎面,在苛刻的 行驶条件下,如高速、路面差、气温很低时,可以显著地改善耐磨 耗性能,提高轮胎的使用寿命。顺丁橡胶还可以用来制造其他耐磨 制品,如胶鞋、胶管、胶带、胶辊等,以及各种耐寒性要求较髙的 制品。

  4、异戊橡胶(IR)

  异戊橡胶是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。异戊橡胶的化学组成、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。异戊橡胶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。

  优点:弹性好、耐寒性(玻化温度-68℃)及很高的拉伸强度。

  缺点:加工性能如混炼、压延等比天然橡胶稍差。

  使用温度范围:约-50℃~+100℃

  用途: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)

  氯丁橡胶是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。氯丁橡胶分子中含有氯原子,所以氯丁橡胶与其他通用橡胶相比:

  优点:氯丁橡胶具有优良的耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好,优异的机械强度,高的耐臭氧和耐候性,好的耐老化性,低的可燃性,好的耐化学药品性,适度的耐油性和耐燃性,可以粘覆在许多基质上; 氯丁橡胶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。

  缺点: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℃。

  用途:氯丁橡胶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、粘结剂等。

  6、丁基橡胶(IIR)

  丁基橡胶是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体。

  优点:气密性好、耐热、耐臭氧、耐化学药品,并有吸震、电绝缘性能。对阳光及臭氧具良好的抵抗性,可暴露于动物或植物油或是可氧化的化学物中、耐老化性能好,耐热性较高,长期工作温度可在130℃以下;丁基橡胶能耐无机强酸(如硫酸、硝酸等)和一般有机溶剂,吸振和阻尼特性良好,电绝缘性也非常好。

  缺点:

  a.硫化速度慢,与天然橡胶等高不饱和橡胶相比,其硫化速度慢3倍左右,需要高温或长时间硫化。

  b.互粘性差,须借助于增粘剂、增粘层改善与其它橡胶的粘合, 且粘合力较低。

  c.与其它橡胶相容性差,一般仅能与乙丙橡胶和聚乙烯等并用。

  d.与补强剂之间作用弱,与不饱和橡胶相比,丁基橡胶与补强剂之间作用较弱,需要进行热处理或使用添加剂,以增加橡胶的补强作用,提高拉伸强度、定伸应力、弹性、耐磨和电绝缘性能等。

  使用温度范围:约-40℃~+120℃。

  用途:丁基橡胶主要用作内胎、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)

  丁腈橡胶是丁二烯和丙烯腈的共聚体。

  优点: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,而丁腈橡胶优于其他通用橡胶。耐热性好,气密性、耐磨及耐水性等均较好,粘结力强。

  缺点:丁腈橡胶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℃。

  用途:丁腈橡胶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)

  氢化丁腈橡胶是丁二烯和丙烯腈的共聚体。氢化丁腈橡胶是通过全部或部分氢化NBR的丁二烯中的双键而得到的。

  优点:氢化丁腈橡胶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,其他性能与丁晴橡胶一样。

  缺点:氢化丁腈橡胶缺点是价格较高。

  使用温度范围:约-30℃~+150℃。

  用途:氢化丁腈橡胶主要用于耐油、耐高温的密封制品。

  9、乙丙橡胶(EPM\\\\EPDM)

  乙丙橡胶是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。

  优点: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。乙丙橡胶的电绝缘性、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,但乙丙橡胶不耐脂肪烃和芳香烃,乙丙橡胶其他物理机械性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。

  缺点:乙丙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℃。

  用途:乙丙橡胶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(SIL)

  硅橡胶为主链含有硅、氧原子的特种橡胶,硅橡胶中起主要作用的是硅元素。

  优点:既耐高温(最高300℃)又耐低温(最低-100℃),是目前最好扥艾寒、耐高温橡胶;同时硅橡胶电绝缘性优良,对热氧化和臭氧的稳定性很高,化学惰性大。

  缺点:硅橡胶的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。

  使用温度范围:-60℃~+200℃。

  用途:硅橡胶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,硅橡胶还用于食品及医疗工业。

  11、氟橡胶(FKM)

  氟橡胶是由含氟单体共聚而成的有机弹性体。

  优点:氟橡胶特点耐温高可达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:氟橡胶缺点是加工性差,价格昂贵耐寒性差,弹性透气性较低。

  使用温度范围:-20℃~+200℃。

  用途:氟橡胶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)

  聚氨酯橡胶有聚酯(或聚醚)与二异氰酸酯类化合物聚合而成的弹性体。

  优点:耐磨性好,在各种橡胶中是最好的;聚氨酯橡胶强度高、弹性好、耐油性优良。聚氨酯橡胶的耐臭氧、耐老化、气密性等也优异。

  缺点:聚氨酯橡胶的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℃。

  用途:聚氨酯橡胶用作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)

  丙烯酸酯橡胶是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物。

  优点: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。同时丙烯酸酯橡胶耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外线、气密性优良。

  缺点: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。同时丙烯酸酯橡胶的弹性和耐磨性差,电绝缘性差,加工性能较差。

  使用温度范围:约-25℃~+150℃。

  用途:丙烯酸酯橡胶可用于制造耐油、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)

  氯磺化聚乙烯橡胶是聚乙烯经氯化和磺化处理后,所得到具有弹性的聚合物。

  优点:耐臭氧紧挨老化优良,耐候性优于其它橡胶。氯磺化聚乙烯橡胶阻燃、耐热、耐溶剂性及耐大多数化学药品和耐酸碱性能较好。氯磺化聚乙烯橡胶电绝缘性尚可,耐磨性与丁苯橡胶相似。

  缺点:氯磺化聚乙烯橡胶缺点是抗撕裂性能差,加工性能不好。

  使用温度范围:约-20℃~+120℃。

  用途:氯磺化聚乙烯橡胶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、氯醇橡胶(CO\\\\ECO)

  氯醇橡胶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。

  优点: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。良好的气密性,良好的耐热性,良好的耐臭氧性,同时兼有耐寒性和耐油性最好的橡胶之一。

  缺点:加工性能差

  使用温度范围:-40℃~125℃

  用途:氯醇橡胶可用作胶管、密封件、薄膜和容器衬里、油箱、胶辊,制造油封、水封等。制作氟里昂冷冻剂密封件,油井采油设备密封件,高压活塞头零部件,汽车和飞机的胶管、减震圈(垫、片、板)

  16、氯化聚乙烯橡胶(CM或CPE)

  氯化聚乙烯橡胶是聚乙烯通过氯取代反应制成的具有弹性的聚合物。氯化聚乙烯橡胶性能与氯磺化聚乙烯橡胶接近。

  优点:流动性好,容易加工;氯化聚乙烯橡胶有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性,耐热、耐酸碱、耐油性良好。氯化聚乙烯橡胶缺点是弹性差、压缩变形较大,电绝缘性较低。

  缺点:压缩变形大,弹性差。

  用途:加工成各种硫代制品如中低压电线、电缆等。它也能加工成各种非硫化橡胶制品如软管、胶带、磁性橡胶、设备衬里等。它可以和各种塑料掺合,改善它们的耐燃性、耐冲击性、耐天候性等,以适合制造电线包皮、电缆护套、耐冲击管材、板材、结构材料等。

  17、羧基丁腈橡胶(XNBR)

  羧基丁腈橡胶系由丁二烯、丙烯腈和有机酸(丙烯酸、甲基丙烯酸等)三元共聚而成。羧基丁腈橡胶是在丁腈橡胶中引入羧基可改进其拉伸强度、撕裂强度、硬度、耐磨性、粘着性和抗臭氧老化性,羧基丁腈橡胶特别是可改善高温下的拉伸强度。引入羧基还能提高丁腈橡胶分子的极性,增大与聚氯乙烯,酚醛树脂等的相容性。

  羧基丁腈橡胶应用范围:羧基丁腈橡胶可以单独使用,也可以与其它弹性体并用,羧基丁腈橡胶主要用于胶管、胶带密封件、O型圈、胶辊、胶鞋及各种模制品,油井专用品、环氧树脂增韧及生产高性能粘合剂产品的专用材料。