橡膠的特性和用途教材

1、目錄橡膠材料的特性與用途 21、具有高彈性22、具有粘彈性23、具有緩沖減震作用 24、具有電絕緣性 25、具有溫度依賴性26、具有老化現(xiàn)象 37、必須進行硫化3橡膠的種類與特性 31. 天然橡膠（NR 32. 丁苯橡膠（SBR 43. 順丁橡膠（BR） 44. 異戊橡膠（IR）45. 氯丁橡膠（CF）56. 丁基橡膠（IIR）57. 丁腈橡膠（NBR 68. 氫化丁腈橡膠（HNBR 69. 乙丙橡膠（EPMWEPDM 610. 硅橡膠（Q 711. 氟橡膠（FPM 712. 聚氨酯橡膠（AUWEU）713. 丙烯酸酯橡膠（ACMWAEM 814. 氯磺化聚乙烯橡膠（CSM 815. 氯醚橡膠

2、（C0WECO 816. 氯化聚乙烯橡膠（CM或 CPE 9丁腈橡膠的應用9（一）簡介與特性9（二）研發(fā)歷史11（三）生產(chǎn)規(guī)模11（四） 生產(chǎn)技術12（五）產(chǎn)品應用12（六）研發(fā)趨勢12橡膠材料的特性與用途橡膠材料的基本特點：1、 具有高彈性橡膠 的彈性模量小，一般在1-9.8Mpa。 伸長變形大，伸長率可高達 100%，仍表現(xiàn)有可恢復的特性，并 能在很寬的溫度（-50- +150C）范圍內保持有彈性。2、 具有粘彈性橡膠是粘彈性體，由于大分子間作用力的存在，使橡膠受外力作用，產(chǎn)生形變時受時間、溫度等條件的 影響，表現(xiàn)有明顯的應力松弛和蠕變現(xiàn)象，有振動或交變應力等周期作用下，產(chǎn)生滯后損失。3、

3、 具有緩沖減震作用橡膠對聲音及振動的傳播有緩和 作用，可利用這一特點來防除噪音和振動。4、 具有電絕緣性橡膠和塑膠一樣是電絕緣材料。例如天然橡膠和丁基橡膠和體積電阻可達到105、 具有溫度依賴性高分子材料一般都受溫度影響，橡 膠在低溫時處于玻璃態(tài)變硬變脆，在高溫時則發(fā)生軟化、熔融、 熱氧化、熱分解以至燃燒等。6 、具有老化現(xiàn)象如同金屬腐蝕、木材腐朽、巖石風化一樣，橡膠 也會因環(huán)境條件變化而發(fā)生老化，使性能變壞， 使用壽命縮短。7 、必須進行硫化橡膠必須加入硫磺或其它能使橡膠硫化（或交聯(lián)）的物質，使橡膠大分子交聯(lián)成空間網(wǎng)狀結構，才 能得到具有使用價值的橡膠制品，但是熱塑橡膠可不必硫化。橡膠的種類

4、與特性1. 天然橡膠（NR 以橡膠烴（聚異戊二烯）為主，含少量蛋白質、 水分、樹脂酸、糖類和無機鹽等，是一種非極性物質，它溶于非 極性的溶劑和油中。 彈性大，定伸強度高，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。缺點是耐氧和耐臭氧性差，容 易老化變質；耐油和耐溶劑性不好，在環(huán)己烷、汽油、笨中，硫 化前溶解，硫化后溶脹。抵抗酸堿的腐蝕能力低，抗 10%的氫氟 酸， 20%的鹽酸， 30%的硫酸、 50%的氫氧化鈉；耐熱性不高。使用 溫度范圍：約60C + 80C。制作輪胎、膠鞋、膠管、膠帶、 電線電纜的絕緣層和護套以及其他通用制品

5、。特別適用于制造扭 振消除器、發(fā)動機減震器、機器支座、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，其特點是耐磨性、耐老 化和耐熱性超過天然橡膠，質地也較天然橡膠均勻。缺點是：彈 性較低，抗屈撓、抗撕裂性能較差，在多次形變下生熱量大，耐 油、耐熱、耐特種介質的性能差；加工性能差，特別是自粘性差、 生膠強度低。使用溫度范圍：約50C + 100C。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構橡膠，無需塑 煉，屬于極性物質。 優(yōu)點

6、是：彈性與耐磨性優(yōu)良，耐老化性好， 耐低溫性優(yōu)異，在動態(tài)負荷下發(fā)熱量小，易于金屬粘合，化學穩(wěn) 定型好，能抵抗除強酸外的大部分化學藥品的腐蝕。缺點是強度 較低，抗撕裂性差，加工性能與自粘性差。使用溫度范圍：約 60C + 100C。一般多和天然橡膠或丁苯橡膠并用， 主要制作輪 胎胎面、運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構橡 膠。 化學組成、立體結構與天然橡膠相似，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， 耐老化由于天然橡膠， 彈性和強力比天然橡膠稍低， 加工性能差， 成本較高。使用溫度范圍：約50C + 10

7、0C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；其物理機械性能也比天然 橡膠好，故可用作通用橡膠，也可用作特種橡膠。主要缺點是耐 寒性較差，比重較大、相對成本高，電絕緣性不好，加工時易粘 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45C + 100C。主要用于制造要求抗臭氧、耐老化 性高的電纜護套及各種防護套、保護罩；耐油、耐化學腐蝕的

8、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、粘結劑，如：建筑防水片、建筑密封條、 公路填縫材料、橋梁支座墊片、電線包皮等。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。 最大特點是氣密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐熱性較高，耐 氣候性好不需家防老劑，長期工作溫度可在 130C以下；能耐無 機強酸（如硫酸、硝酸等）和一般有機溶劑，吸振和阻尼特性良 好，化學穩(wěn)定性好，電絕緣性也非常好。缺點是彈性最差，加工 性能差，硫化速度慢，粘著性和耐油性差。使用溫度范圍：約 40C + 120C。主要用作內胎、水胎、氣球、電線電纜絕緣層、 化工設備

9、襯里及防震制品、耐熱運輸帶、耐熱老化的膠布制品。7. 丁腈橡膠（ NBR） 丁二烯和丙烯晴的共聚體。 特點是耐汽油 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，粘結力強。缺點是耐寒及耐臭氧性較差，強力及彈性較 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30C + 100C。主要用于制造各種耐油制品，如膠 管、密封制品等。8. 氫化丁腈橡膠（ HNBR） 丁二烯和丙烯晴的共聚體。 它是通過全部或部分氫化NBF的丁二烯中的雙鍵而得到的。其特點是機械 強度和耐磨性高，用過氧化物交聯(lián)時耐熱性比 N

10、BR子，其他性能 與丁腈橡膠一樣。缺點是價格較高。使用溫度范圍：約30C + 150 C。主要用于耐油、耐高溫的密封制品。9. 乙丙橡膠 （EPMEPDM） 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、耐化學性、沖擊 彈性很好，耐酸堿，比重小，可進行高填充配合。耐熱可達150C, 耐極性溶劑酮、酯等，但不耐脂肪烴和芳香烴，其他物理機械 性能略次于天然橡膠而優(yōu)于丁苯橡膠。缺點是自粘性和互粘性很差，不易粘合。使用溫度范圍：約50C + 150C。主要用作化工設備襯里、電線電纜包皮、蒸汽膠管、耐熱運輸帶、汽車

11、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。 其主要特點是既耐高溫（最高 300 C）又耐 低溫（最低100C），是目前最好的耐寒、耐高溫橡膠；同時電 絕緣性優(yōu)良，對熱氧化和臭氧的穩(wěn)定性很高，化學惰性大。缺點 是機械強度較低，耐油、耐溶劑和耐酸堿性差，較難硫化，價格 較貴。使用溫度：60C + 200 Co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，由于其無毒無味， 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彈性體。 其 特點耐溫高可達300C，耐酸堿，耐油性是耐油橡膠中最

12、好的， 抗輻射、耐高真空性能好；電絕緣性、機械性能、耐化學腐蝕性、 耐臭氧、耐大氣老化性均優(yōu)良。缺點是加工性差，價格昂貴耐寒 性差，彈性透氣性較低。使用溫度范圍： 20C + 200C。 主要 用于國防工業(yè)制造飛機、火箭上的耐真空、耐高溫、耐化學腐蝕 的密封材料、膠管或其他零件及汽車工業(yè)。12. 聚氨酯橡膠（ AUEU） 有聚酯（或聚醚）與二異氰酸酯類 化合物聚合而成的彈性體。 其特點是耐磨性好， 在各種橡膠中是 最好的；強度高、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30C + 80

13、C。制作輪胎緊挨由零件、墊圈、防震制品，以及耐磨、高 強度和耐油的橡膠制品。13. 丙烯酸酯橡膠（ ACMAEM） 它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁 酯的聚合物。 其特點是兼有良好的耐熱、耐油性能，在含有硫、 磷、氯添加劑的潤滑油中性能穩(wěn)定。同時耐老化、耐氧和臭氧、 耐紫外線、氣密性優(yōu)良。缺點是耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及 有機和無機酸、堿。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液內膨脹 嚴重。同時彈性和耐磨性差，電絕緣性差，加工性能較差。使用 溫度范圍：約25C + 150C。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） 又稱為海帕龍（ Hypalo

14、n） 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 氧耐老化優(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。缺點是抗撕裂性能差，加工性能不好。使用溫度 范圍：約20C + 120C?？捎米鞒粞醢l(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（ COECO） 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、 耐油、耐熱、耐寒較 好。 使用溫度范圍：約-20 C + 140C?？?/p>

15、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 是聚乙烯通過氯取代反應 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 點是流動性好，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。缺點是彈性差、壓縮變形較 大，電絕緣性較低。使用溫度范圍：約20C + 120C。電線電 纜護套、膠管、膠帶、膠輥化工襯里等。丁腈橡膠的應用（一）簡介與特性丁腈橡膠（NBR是由丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液共聚而成的聚合 物，丁腈橡膠以其優(yōu)異的耐油性而蓍稱， 其耐油性僅次于聚硫 橡膠、丙烯酸酯橡膠和氟橡膠，此外丁腈橡膠還具有良好

16、的耐 磨性、耐老化性和氣密性，但耐臭氧性、電絕緣性和耐寒性都 比較差，而導電性動比較好。因而在橡膠工業(yè)中應用得廣泛。丁腈橡膠的用途，主要應用于耐油制品，例如各種密封制品。 其它還有作為PVC改性劑及與PVC并用做阻燃制品，與酚醛并 用做結構膠粘劑，做抗靜電好的橡膠制品等。丁腈橡膠nitrile butadiene rubber 簡稱 NBR。由丁二烯與丙烯腈共聚而制得的一種合成橡膠。 是耐油 （尤其是烷烴油 ）、耐老化性 能較好的合成橡膠。丁腈橡膠中丙烯腈含量 （）有4246、 3641、3135、2530、1824等五種。丙烯腈含量越多， 耐油性越好，但耐寒性則相應下降。它可以在120C的空

17、氣中或在150C的油中長期使用。此外，它還具有良好的耐水性、 氣密性及優(yōu)良的粘結性能。 廣泛用于制各種耐油橡膠制品、 多 種耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜 膠材料等，在汽車、航空、石油、復印等行業(yè)中成為必不可少 的彈性材料。丁腈橡膠 1935 年在德國首先進行工業(yè)化生產(chǎn)。80 年代以來，丁腈橡膠的世界年產(chǎn)量約為 400kt, 約占合成橡 膠總產(chǎn)量的 3，居第七位。丁腈橡膠多采用乳液聚合連續(xù)生 產(chǎn)。其工藝過程與丁苯橡膠類似。溫度可采用30C或約5C ,轉化率一般維持在 70 85。生產(chǎn)工藝有以下一些特點： 單體丙烯腈極性較強， 致使在聚合過程中膠乳不太穩(wěn)定， 丙 烯腈用量越

18、大， 膠乳的穩(wěn)定性就越差。 介質的堿性或酸性太 強或聚合溫度過高都會引起氰基的水解， 即：生成的酸會破壞 乳化劑，這也是導致乳膠不穩(wěn)定的原因之一。 上述水解反應 的中間產(chǎn)物酰胺基和聚合物鏈中的氰基在較高溫度下， 都可能 進行交聯(lián)反應， 使產(chǎn)品質量變壞。 丁二烯與丙烯腈的競聚率 相差頗遠（在40C時分別為0.3和0.02 ）,因此，共聚物中單 體的組成及分布， 對轉化率的依賴性較大。 采用分批加入丙烯 腈的辦法可以改善氰基分布。 丁腈橡膠由于分子鏈間作用力 較強，硬度較大，故加工較困難，其中以聚合溫度為 30C所 制得的硬膠最不易加工， 需在冷輥上預先塑化后才能操作。 工 業(yè)上常采用更有效地調節(jié)分子量的方法并把聚合溫度降低至5C ,以減少副反應來改善它的加工性能。另一方面，丁腈橡膠 還可通過與多種橡膠如氯丁橡膠、異戊橡膠、順丁橡膠、丁苯 橡膠等及合成樹脂如聚氯乙烯、 酚醛樹脂等共混 （見高分子共 混物），使性能得到改進。（ 二） 研發(fā)歷史丁睛橡膠是目前用量最大的一