橡膠的性能與測試

1、橡膠的性能與測試一、生膠性能未經(jīng)加工的原料橡膠俗稱生膠，其實生膠也并非100%純凈的，如天然膠中含有的非橡膠烴（約5%）包括樹脂酸蛋白質(zhì)等物質(zhì)，在SR中同樣添加了防老劑及未耗盡的合成助劑，如：分子量控制劑，終止劑及分散劑等。不過大體上講，生膠與膠料相比更能代表橡膠固有的特性，包括如下：1、分子量。指橡膠大分子的分子量的平均值，應(yīng)該把橡膠看成不同分子量聚合物的體系，既有高分子量級份，也混雜一些低分子量級份，這是不可避免的，所以只能以平均分子量的概念來描述。根據(jù)不同測試方法又分粘均分子量、散均分子量及重均分子量。比較常用的是粘均分子量，因為比較容易測，采用不同粘度來表征不同分子量，更為直觀（分子量

2、越大，粘度越高）。分子量與生膠性能之間有著直接和密切的關(guān)系，一般而言分子量越大，則生膠的強度越高，力學(xué)性能越好，但是隨著分子量的增大，加工時的流動性變差。2、分子量分布。橡膠實際上是不同比例的大小分子量不同的分子鏈的混合物，如果把不同的分子量按出現(xiàn)的頻率來排列，則可得到分子量分布曲線。NR的分子量分布特點：中等分子量占統(tǒng)治地位，高分子量及低分子量級各占少數(shù)，其中高的部分有利于力學(xué)性而低的部分則有利于加工，因此兼顧了性能和加工。SR的分子量分布特點：分子量分布很窄，局限在很小的范圍，因為缺少低分子量部分所以加工性不及NR，但性能均勻性好。原因是合成橡膠的分子量由人為地加以控制，所以模式單純，難以

3、做到大、中、小兼顧。3、凝膠含量。一般只發(fā)生在SR。當(dāng)聚合過程中，因結(jié)構(gòu)控制不同，形成太多的支鏈結(jié)構(gòu)，結(jié)果這一部分就出現(xiàn)凝膠，用溶劑無法溶解故稱凝膠。煉膠時助劑難以進入，影響性能。4、側(cè)掛基團。橡膠單體上的不同基團給橡膠帶來不同的特性。如：COOH （羧基）：能賦予良好的粘性；CL： 具有極性及電負性；苯基：體積龐大可以阻攔射線，故具抗射線性良好。5、極性。與基團有密切相關(guān)，凡是帶有腈基（-CN）羥基（-OH）和羧基（-COOH）等基團的橡膠都有較強的極性，稱為極性橡膠。他們與金屬有良好的結(jié)合性，另外極性接近的橡膠，彼此容易摻和。二、未硫化膠的性能生膠與助劑相混，但未經(jīng)硫化的橡膠稱未硫化膠，也

4、稱膠料?？梢岳斫鉃榘氤善罚鼈兏庸み^程有密切關(guān)系： 1、流動性。和可塑性相關(guān)，可塑性越大，則流動性越好，吃粉容易；在壓延擠出過程中，十分順利；硫化時受熱過程中很快能充滿模腔，反之流動性不好則容易出現(xiàn)缺膠。2、噴霜。配方中如果某項助劑添加過量，超過其在橡膠中的溶解度，則會逐漸噴出膠料表面形成霜層，故稱噴霜。油類、石蠟、防老劑、硫磺、促進劑等添加過量均會出現(xiàn)噴出，影響外觀，并影響界面結(jié)合。3、焦燒。膠料在加工或停放過程中提前硫化現(xiàn)象稱焦燒。這種現(xiàn)象在高溫季節(jié)容易發(fā)生，對策是添加防焦劑，嚴格控制加工溫度。4、收縮膨脹變形。膠料出口型后出現(xiàn)尺寸收縮膨脹，對成型帶來不便，可塑度不夠或合成膠使

5、用比過高是主要原因，添加軟化劑用量有利于減少收縮變形。三、硫化膠性能如果說生膠和未硫化膠的性能主要為加工生產(chǎn)服務(wù)，那么硫化膠性能主要為客戶和實際應(yīng)用服務(wù)。硫化膠性能可以概括分為倆大類即力學(xué)性能及抗環(huán)境性能，前者都是衡量橡膠在受力情況下的性能，主要有拉伸強度、定伸強度、扯斷伸長率、拉伸永久變形（均在拉力機上進行）、硬度、回彈性、壓縮永久變形、抗撕裂強度、粘和強度等。后者是測量橡膠在外界環(huán)境下的性能變化，包括熱老化性能、抗臭氧性能、阻燃性能、抗霉性能等。先將常用的硫化膠測定項目簡述如下1、拉伸強度。用拉動機對橡膠試片進行拉伸，測定斷裂時的強度以Mpa表示，是衡量橡膠力學(xué)性能的最主要最基本項目，其值

6、越大，表明強度越大，一般在1030Mpa。2、定伸強度。試樣拉伸到一定長度時，單位面積所需的力?？梢苑从诚鹉z的交聯(lián)程度。其值越高，表明橡膠越堅韌，單位MPa3、扯斷伸長率。試樣拉斷時，伸長部分與原長的百分比，用以表示橡膠在伸長時的應(yīng)變能力的極限，以%表示。4、永久變形。試樣經(jīng)一定時間的外力作用后，不能恢復(fù)的變形部分的百分比，其值越小，則橡膠的彈性復(fù)原性越好。5、撕裂強度。橡膠抵抗裂口處撕開的性能，以單位長度的撕開力來表示KN/m6、硬度。將一定直徑的鋼性球體壓入橡膠試樣到一定深度所需的負荷與彈性模量之比，用以反映橡膠的彈性模量，也可判斷硫化狀態(tài)。7、耐磨性。常用阿克隆磨耗機測定，對滾動磨擦件最

7、適宜，其測試方法是將圓盤形試片定位于磨耗實驗機上，在一定壓力下，與砂輪以一定斜度角（15°）進行相對摩擦測定其在1.61km（1英里）的行程內(nèi)被磨下的膠粉，在按密度換算成體積，故其取值單位為cm3/1.61km，值越小耐磨性越好。8、回彈性。又稱沖擊彈性，指橡膠受沖擊后能復(fù)原的程度，通常以回彈率表示，有兩種測定法：落球法 將一定質(zhì)量的鋼球，從一定高度落下，打在橡膠試樣上側(cè)其回彈的高度。擺錘法 用有支點的鋼錘撞擊橡膠試樣，側(cè)其回彈幅度以前后的百分比表示。9、耐老化性。常用熱氣老化箱法，將橡膠試樣放入有熱空氣加熱的老化烘箱內(nèi)，定溫定時老化（例70×100h）后，測定性能的保持率，以表示老化程度，稱老化系數(shù)，一般系數(shù)越接近1.0的越好。10、耐寒性。通