橡胶的基础知识

　　橡胶的基础知识

　　一、橡胶及其特性

　　橡胶是天然栽培或人工合成的高分**性体材料，它的分子量一般是几十万，有的达到100万以上，组成大分子的无数单元排列成链状。由于橡胶大分子主链上的原子不断旋转和震动，分子链呈卷曲状，这种不断运动的状态就是弹性的源泉。

　　橡胶的最大特点在于它的弹性，在-50℃~150℃的温度范围内能体现出其它材料所没有的弹性。这种弹性与一般材料的弹性不同，首先是量的高低悬殊，故称为高弹性，而后者称为普弹性，区别在于：

　　1、弹性模量    （弹性模量=应力/应变）低，平均只有9.8Mpa,比钢低三个数量级（典型的普弹材料）即少施加压力，就能使它变形。

　　2、变形大   伸长率最大可达1000%（即1cm可拉伸到11cm才告断裂）而一般弹性材料伸长率仅1%.

　　3、当外力去除后，不管原来变形有多大，能立即恢复到十分接近于原来尺寸的变形和大小，所以有很大的形状稳定性和很小的形变率。

　　4、受外力拉伸时发热，而一般材料为吸热。

　　综上所述，橡胶是一种受力后能伸长或压缩的高分子材料，而且具有外力去除后能基本恢复到原形的特点，也就是永久变形小。正是这些特点，橡胶可以起到密封，回弹，减震等作用。

　　二、橡胶分类

　　可以根据不同的要求来分类

　　⑴按材料来源可分天然橡胶（NR）和合成橡胶（SR）俩大类。前者得自于一种适合在热带潮湿地区栽培的植物---三叶橡胶树（产地南美、巴西、后来移植到各地）所分泌的乳液，经过干燥凝固脱水而得，简称天然橡胶，而后者用化学合成方法，以烯类或二烯类单体为原料经均聚（一种单体）或共聚（二-三种单体）而得，虽然天然橡胶和合成橡胶的制造方法和来源不同，但它们都有橡胶的共性。

　　天然橡胶具有较好的加工性能，如粘性、包辊性，但合成橡胶一般耐老化、耐热，另外其制造不受气候，雨水等自然条件的限制，所以20世纪60年代以来，和成胶的产量，耗量超过天然胶。目前我国年耗橡胶200吨，其中合成胶占60%,天然胶占40%,但NR或SR,产耗之间都存在缺口，其不足部分依然靠进口，鉴于合成胶的增产不占用土地，不受自然条件的制约，是今后发展重点。

　　⑵合成橡胶根据其化学结构的不同，分以下品种：

　　丁苯橡胶（SBR）-是丁二烯和苯乙烯的共聚体，是合成胶中产量最大的品种（占总量的40%）优点是耐磨性、耐老化性较好，缺点是粘性差，半成品收缩变形大，适用于各大类产品如轮胎、胶带、胶鞋、胶板等。

　　丁腈橡胶（NBR）--是丁二烯和丙烯腈的共聚物，以耐油耐溶剂着称，主要用于汽车配件及各种耐油制品。

　　异戊橡胶（IR）--化学结构和天然橡胶相同，即异戊二烯的均聚物，故也叫合成天然橡胶，其各种性能和NR大同小异，但因化学合成法制造，故纯度透明度高于NR,主要生产国是美国、俄国，我国需进口，因纯度高，其应用局限于透明制品于医用制品。

　　顺丁橡胶（BR）--是顺式1,4-聚丁二烯的简称，性能和丁苯胶接近但耐寒性更好一些，大量用于轮胎，90年代以前我国产量和用量最大的合成胶，缺点是难粘、加工性差易脱辊，通常和NR并用。

　　三元乙丙橡胶（EPDM）--是乙烯，丙烯和二烯类第三单体的共聚橡胶。有良好的耐高温和耐高温蒸汽特性及耐天候老化性，大量用于汽车配件及暴露于室外的产品如汽车刮水片、电线电缆。

　　丁基橡胶（IIR）---是异丁烯和少量异戊二烯的共聚物，最大特点是气密性和减震性好，主要用于内胎，缺点是硫化速度慢，在结构中引入卤素后，可提高硫速，故有氯化丁基和溴化丁基等改良品种，既保持了优良的气密性，又克服了硫速慢的缺点。

　　硅橡胶（Q）--主链结构不是炭链而是硅氧链-Si-O-,故能受高温和低温（-100℃-300℃），绝缘性也出众，用于极端强度高绝缘（如电缆）。又因其纯度高抗凝血性和生理惰性，故也用于医药制品，如人造器官等。

　　氟橡胶（FPM）--是氟代烷的共聚物，主链仍是炭链，但所连接的基团都是氟，所以耐溶剂性最好，常用于尖端武器，如导弹发动器的密封圈。

　　氯丁橡胶（CR）--是氯丁二烯的均聚橡胶，特性是耐油，耐酸碱腐蚀，当然耐油上及不上丁腈，耐腐蚀上级不上氟相交，另外它的耐天候，耐臭氧性能极优，用于常年曝置于室外的产品十分适宜。

　　⑶根据各种胶中应用面的宽与窄，又有通用橡胶和特种橡胶之份

　　通用橡胶-在各类制品中都能使用，性能上又无独特的胶种如NR,SBR,IIR,BR,IR

　　特种胶-在某一性能有特异之处，使用面不广的胶种如NBR,EPDM,QM,FPM

　　三 、 橡胶代用品

　　1、再生胶   为了节约生胶及充分利用废旧橡胶，橡胶工业长期

　　以来使用再生胶来代替部分生胶，具有变废为宝，物尽其用的意义。因为废胶中橡胶成分只占30%~50%,所以代用时需要加倍（2份再生胶代用1份橡胶）甚至加双倍（3代1）。再生胶的制法是将废旧橡胶制品粉碎成颗粒，拌油后送入高温罐（160℃以上）脱硫，所谓脱硫就是橡胶大分子之间的交联网络在高温下遭到破坏，因此丧失了部分弹性，而恢复塑性，这样就可以从新添加到橡胶中使用。

　　2、胶粉   再生胶的两大缺点是：一、再生过程消耗大量的热能、

　　电能。二、再生过程中的废水、废气污染环境，因此产量逐年下降遭到淘汰，取而代之的是废胶直接磨细粉碎的胶粉（粒度40~60目）应用后性能由于再生胶，所以是今后发展方向。

　　3、热塑性弹性体  这种材料的性能类似橡胶，但加工中不需要

　　重型设备也不需要硫化，可以用塑料设备加工，所以可以大大简化加工，但某些性能（如耐热）总不如橡胶，所以它的应用局限于一些要求不高的民用产品，如鞋底。

　　四、橡胶的应用

　　目前全世界每年要消耗1800吨的生胶，橡胶的用途繁多；在人

　　类生产和生活中都离不开它。其中有一半用于轮胎及汽车配件，矿山也是大量用橡胶的场所，如输送带，传送胶带，输送液态和固态物料的胶管。减震也是橡胶的一大用途，如发动机支座，机床隔震垫，弹性联轴节，桥梁支座，铁路轨垫，他们都用来减少震动，保护建筑物和设备，新的抗地震大楼的底部也使用抗震胶。橡胶在电器方面用于电线、电缆的绝缘层。在劳动保护方面用于绝缘手套、工作鞋、防护鞋等。在日常生活方面用于胶鞋，雨衣布，热水袋，冰箱密封条等。在体育运动方面则可用于制造足球、篮球，跑道覆面层及各种运动鞋。