
產(chǎn)品分類
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-
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1/3,合成橡膠的消耗量占2/3。
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: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(jiàn)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(shù)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(25%~50%)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(jiàn)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) |
以橡膠烴(聚異戊二烯)為主,含少量蛋白質(zhì)、水分、樹(shù)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-60℃~+ |
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-50℃~+ |
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-60℃~+ |
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-50℃~+ |
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,不易保存。使用溫度范圍:約-45℃~+ |
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 |
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-30℃~+ |
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-30℃~+ |
主要用于耐油、耐高溫的密封制品。 |
9.乙丙橡膠 (EPM\EPDM) |
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) |
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)是既耐高溫(最高 |
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) |
主要用于國(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 (AU\EU) |
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-30℃~+ |
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 (ACM\AEM) |
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。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-25℃~+ |
可用于制造耐油、耐熱、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-20℃~+ |
可用作臭氧發(fā)生器上的密封材料,制造耐油密封件、電線電纜包皮以及耐油橡膠制品和化工襯里。 |
15. 氯醚橡膠 (CO\ECO) |
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-40℃~+ |
可用作膠管、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。使用溫度范圍:約-20℃~+ |
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)性能和功能特性,結(jié)構(gòu)性能是指高彈性和強(qiáng)度等力學(xué)性能;功能特性指橡膠的物理特性和化學(xué)特性,如耐介質(zhì)、電絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性等。在橡膠制品中,有的以利用前一類性能為主,如減震制品、密封制品等;有的利用后一類性能為主,如水封(耐水性)和電纜護(hù)套(電絕緣性)等。但在所有性能中,結(jié)構(gòu)性能既機(jī)械力學(xué)性能最為重要。因?yàn)樗且磺行阅艿幕A(chǔ)。
第四章 橡膠制品生產(chǎn)工藝流程(見(jiàn)附表)
入 庫(kù) 包 裝 二次硫化 檢 查 整 理 硫 化 骨架制備 骨架處理 溶 劑 纖維織物 模具設(shè)計(jì)加工 模具檢查 倉(cāng) 庫(kù) 檢查包裝 上粘合劑 配料混煉 精密預(yù)成型 壓 片 壓 延 織物刮膠 膠漿制備 熱處理浸膠 半成品制備