第十一章-特種橡膠配方設(shè)計(jì)和功能橡膠配方設(shè)計(jì)

橡膠材料與配方

第十一章特種橡膠配方設(shè)計(jì)特種橡膠配方設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目的與要求掌握各種特種橡膠制品配方設(shè)計(jì)的膠種選擇，硫化體系選擇以及各種其他助劑的選用原則和使用品種；通過學(xué)習(xí)能夠進(jìn)行簡單的特種膠配方設(shè)計(jì)，并能夠根據(jù)需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整配合劑的使用；熟練掌握耐油膠、耐熱膠、減震橡膠、絕緣橡膠以及海綿橡膠的配方設(shè)計(jì)方法特種橡膠配方設(shè)計(jì)第一節(jié)耐熱橡膠

橡膠制品的耐高溫性能是橡膠特殊性能中最常見的一種性能。耐高溫橡膠制品是指在高溫條件下使用時(shí)，應(yīng)該較長時(shí)間的保持正常的物理機(jī)械性能，如彈性、強(qiáng)度、伸長率和硬度等。

一、橡膠品種的選擇使用溫度范圍，℃適用的橡膠＜7070~100100~130130~150150~180180~200200~250＞250各種橡膠天然橡膠、丁苯橡膠氯丁橡膠、丁基橡膠、氯醚橡膠丁基橡膠、乙丙橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠丙烯酸酯橡膠、氫化丁腈橡膠乙烯基硅橡膠、氟橡膠二甲基硅橡膠、氟橡膠全氟醚橡膠、三嗪橡膠、硼硅橡膠特種橡膠配方設(shè)計(jì)二、硫化體系對于某些鏈烯烴類橡膠，如三元乙丙橡膠，丁腈橡膠或丁基橡膠等，采用過氧化物或樹脂硫化體系的耐熱性都較硫黃硫化體系優(yōu)越。而硫黃硫化體系中，以采用硫載體硫化耐熱效果好。其他如醌肟硫化體系也可使硫化膠具有良好的耐熱性。上述原因都是與硫化膠網(wǎng)構(gòu)中交聯(lián)鍵熱穩(wěn)定性有關(guān)。樹脂交聯(lián)能賦予膠料以最好的耐熱性，在丁基橡膠中采用這種硫化體系，更有顯著的效果。用過氧化物交聯(lián)，因所生成的交聯(lián)鍵較為穩(wěn)定，因而使硫化膠有較高的耐熱性能。硫化體系硫化劑用量/PHr促進(jìn)劑用量/PHr典型配合劑傳統(tǒng)硫化體系（CV）半有效硫化體系（SEV）有效硫化體系（EV）過氧化物硫化體系無硫硫化體系S＞1.5S0.8~1.5S0.3~0.52~5載硫體3~40.5~1.51~22~50.2~1—DM、CZ、NOBS、TMTDCZ、TMTD、NSCZ、DM、TMTDDCPDTDM、TMTD、MDB、VA-1特種橡膠配方設(shè)計(jì)三、防護(hù)體系

耐熱橡膠必須選用高效的耐熱型防老劑，它可以明顯地提高橡膠的耐熱老化作用。

膠種防老劑天然橡膠丁苯橡膠丁腈橡膠氯丁橡膠BLE、AH、D、DNP、RD、4010NABLE、AHBLE、RD、MB、4010、DBLE、AH、D、RD、D/H四、填充體系一般無機(jī)填料比炭黑有更好的耐熱性，在無機(jī)填料中對耐熱配合比較適用的有白炭黑、活性氧化鋅、氧化鎂、氧化鋁和硅酸鹽。特種橡膠配方設(shè)計(jì)五、軟化劑的影響一般軟化劑的相對分子質(zhì)量較低，在高溫下容易揮發(fā)或遷移滲出，導(dǎo)致硫化膠硬度增加、伸長率降低。所以耐熱橡膠配方中應(yīng)選用高溫下熱穩(wěn)定性好，不易揮發(fā)的品種，例如高閃點(diǎn)的石油系油類，相對分子質(zhì)量大軟化點(diǎn)高的聚酯類增塑劑、以及某些低相對分子質(zhì)量的齊聚物如液體橡膠等。

特種橡膠配方設(shè)計(jì)第二節(jié)耐寒橡膠橡膠的耐寒性，即在規(guī)定的低溫下保持其彈性和正常工作的能力。硫化膠的耐寒性能主要取決于高聚物的兩個(gè)基本特性：玻璃化轉(zhuǎn)變和結(jié)晶。兩者都會使橡膠在低溫下喪失彈性。特種橡膠配方設(shè)計(jì)一、橡膠品種的選擇膠種玻璃化溫度(Tg)/℃脆性溫度(Tb)/℃炭黑用量/質(zhì)量份

BRNRSBRIIRCR(W型)CR(WRT型)NBR(Hycarl041)NBR(Hyearl042)CIIR(HT-1068)

CO(Hydrin100)

CO(Hydrin200)CPE(Hypa40)ACMFPM(G501)T(聚硫橡膠)PU

<-70-62-51-61-41-40-15-27-56-25-46-27——-49-32

<-70-59-58-46—-37-20-32-45-19-40-43-18-36—-36

SAF50SAF50SAF50SAF50SAF50SAF50SAF50SAF50FEF30FEF30FEF30FEF40FEF45FT30FT30FT25特種橡膠配方設(shè)計(jì)增塑劑脆性溫度/℃無增塑劑DOPDBPBLPBBPTCPTPP-29.5-37.5-37.5-42-37-29.5-30增塑劑脆性溫度/℃DOADOZDOSG-25G-41液體古馬隆-45-44.7-49-36.5-41.5-27.5二、耐寒橡膠的配合體系各種增塑劑對丁腈橡膠耐寒性的影響不同增塑劑對氯丁橡膠Tg的影響增塑劑無增塑劑油酸丁酯癸二酸二丁酯己二酸二辛酯癸二酸二辛酯Tg/℃

-40-62-57-50-57特種橡膠配方設(shè)計(jì)三、硫化體系的選擇1．交聯(lián)密度對玻璃化溫度Tg的影響2．交聯(lián)密度對耐寒系數(shù)的影響3．交聯(lián)鍵類型對耐寒性的影響四、填充體系的選擇對填充橡膠的耐寒系數(shù)而言，填充劑的活性越高，耐寒系數(shù)K值越小。填充劑的含量和活性越高，玻璃化起點(diǎn)的溫度也越高。

特種橡膠配方設(shè)計(jì)第三節(jié)耐油橡膠某些橡膠制品在使用過程中要和各種油類長期接觸，這時(shí)油類能滲透到橡膠內(nèi)部使其產(chǎn)生溶脹，致使橡膠的強(qiáng)度和其他力學(xué)性能降低。所謂橡膠的耐油性，是指橡膠抗耐油類作用的能力。特種橡膠配方設(shè)計(jì)一、橡膠品種的選擇通常，耐油性是指耐非極性油類，所以帶有極性基團(tuán)的橡膠，如丁腈橡膠、氯丁橡膠、丙烯酸酯橡膠、氯醇橡膠、聚氨酯橡膠、聚硫橡膠、氟橡膠等對非極性的油類有良好的穩(wěn)定性。氟橡膠的耐油性優(yōu)于其他橡膠，且耐溫性能好，可以在200～250℃條件下使用，但它的耐寒性差，只有在-20℃以上才有彈性。丙烯酸酯橡膠具有良好的耐石油介質(zhì)性能，在175℃以下時(shí)，可耐含硫的油品及潤滑油。氯丁橡膠在-50～+100℃能保持彈性。在所有耐油橡膠中，氯丁橡膠耐石油介質(zhì)的性能最差，但耐動物油性能較好。聚乙烯醇是一種耐石油溶劑優(yōu)良的樹脂，通過改性和交聯(lián)可得到耐油性優(yōu)異的彈性體，這種彈性體最突出的特點(diǎn)是對芳香烴、苯乙烯、氟里昂(二氯二氟甲烷)等物質(zhì)幾乎不發(fā)生溶脹現(xiàn)象。特種橡膠配方設(shè)計(jì)特種橡膠配方設(shè)計(jì)特種橡膠配方設(shè)計(jì)特種橡膠配方設(shè)計(jì)特種橡膠配方設(shè)計(jì)二、硫化體系的選擇過氧化物和氧化鎘/給硫體硫化體系對NBR耐油性的影響(在ASTMNO.3油中150℃×70h)性能過氧化物氧化鎘／給硫體炭黑膠料白炭黑膠料炭黑膠料白炭黑膠料硬度(邵爾A)變化／度100％定伸應(yīng)力變化率／％拉伸強(qiáng)度變化率／％扯斷伸長率變化率／％體積變化率／％+1+31-9-22+9-1+42+8-32+11-9-251417+8-7-17+2+9+13特種橡膠配方設(shè)計(jì)白炭黑填充的NBR不同硫化體系耐熱油性對比（在ASTMNO．3油中150℃×168h老化后）性能變化硫化體系Cd/S給予體+HVAZnO/S給予體+HVA在ASTMNO．3油中150℃×168h硬度(邵爾A)變化/度拉伸強(qiáng)度變化率/%扯斷伸長率變化率/%體積變化率/%-9-20+7+6-9-47-15+9連續(xù)老化——在ASTMNO.3油中150℃×70h老化后,接著在熱空氣中150℃×70h老化后硬度(邵爾A)變化/度拉伸強(qiáng)度變化率/%扯斷伸長率變化率/%+20-65-86+29-77-88特種橡膠配方設(shè)計(jì)三、填充體系和增塑劑一般降低膠料中橡膠的體積分?jǐn)?shù)可以提高耐油性，所以增加填料用量有助于提高耐油性。通?；钚栽礁叩奶畛鋭?如炭黑和白炭黑)與橡膠之間產(chǎn)生的結(jié)合力越強(qiáng)，硫化膠的體積溶脹越小。填充劑和軟化劑或增塑劑對硫化膠溶脹度的影響，可以用下列公式表示：

△V=(△VR·Vp／100)－E·S式中△V——硫化膠的溶脹率，％；

△VR——純橡膠的溶脹率，％；

Vp——硫化膠中橡膠的容積分率，％；

E——抽出系數(shù)；

S——硫化膠中軟化劑或增塑劑、填充劑的容積分率，％。特種橡膠配方設(shè)計(jì)第四節(jié)耐腐蝕橡膠一、橡膠品種的選擇化學(xué)藥品類別藥品代表舉例適用橡膠無機(jī)酸類有機(jī)酸類堿類鹽類醇類酮類酯類醚類胺類脂肪族類芳香族類有機(jī)鹵化物鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、鉻酸醋酸、草酸、蟻酸、油酸、鄰苯二甲酸氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水氯化鈉、硫酸鎂、硝酸鹽、氯化鉀乙醇、丁醇、丙三醇丙酮、甲乙酮醋酸丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯乙醚、丁醚二丁胺、三乙醇胺丙烷、二丁烯、環(huán)乙烷、煤油苯、二甲苯、甲苯、苯胺四氯化碳、三氯乙烯、二氯乙烯IIR、EPDM、CSM、FPMIIR、MVQ、SBRIIR、EPDM、CSM、SBRNBR、CSM、SBRNBR、NRIIR、MVQMVQIIRIIRNBR、ACM、FPMFPM、CO、ECOPTFE特種橡膠配方設(shè)計(jì)二、硫化體系增加交聯(lián)密度、提高硫化膠的彈性模量，是提高硫化膠耐化學(xué)腐蝕性介質(zhì)的重要措施之一。在二烯類橡膠配合中，只要硬度和其他物理性能允許，應(yīng)盡可能提高硫黃用量。硫黃用量在30質(zhì)量份以上的硬質(zhì)橡膠，耐化學(xué)腐蝕性較好用樹脂硫化的丁基橡膠的耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)于醌肟硫化的丁基橡膠，更遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于硫黃硫化的丁基橡膠。用樹脂硫化的乙丙橡膠，也比硫黃硫化膠耐腐蝕性好。用胺類或酚類硫化體系硫化的氟橡膠，耐化學(xué)腐蝕性明顯降低；而用過氧化物和輻射硫化，則能保持它高的化學(xué)穩(wěn)定性。一般說來，碳—碳鍵穩(wěn)定性最高，而醚鍵穩(wěn)定性最低。特種橡膠配方設(shè)計(jì)

三、填充體系

耐化學(xué)腐蝕性介質(zhì)的膠料配方，所選用的填充劑應(yīng)具有化學(xué)惰性，不易和化學(xué)腐蝕介質(zhì)反應(yīng)，不被侵蝕，不含水溶性的電解質(zhì)雜質(zhì)。推薦使用炭黑、陶土、硫酸鋇、滑石粉等，其中以硫酸鋇耐酸性能最好。在耐堿膠料中，不宜使用二氧化硅填料和滑石粉，因?yàn)檫@些填料易與堿反應(yīng)而被侵蝕。在耐腐蝕橡膠配方中，應(yīng)避免使用水溶性的和含水量高的填料和配合劑

四、增塑劑應(yīng)選用不會被化學(xué)藥品抽出，不易與化學(xué)藥品起化學(xué)作用的增塑劑特種橡膠配方設(shè)計(jì)第五節(jié)導(dǎo)電橡膠橡膠材料的最大特點(diǎn)之一是具有高電阻率，所以橡膠是比較好的絕緣材料，被用來制造各種電絕緣制品。用作電防護(hù)制品時(shí)，還應(yīng)有耐高電壓性能。此外，合理選用生膠和配合劑還可以制出低電阻率的橡膠制品，甚至制造出具有一定導(dǎo)電性的橡膠制品。電阻率在105Ω·cm以下的，稱為導(dǎo)電橡膠

特種橡膠配方設(shè)計(jì)在橡膠中加入導(dǎo)電填料，可以制成導(dǎo)電橡膠。一般導(dǎo)電橡膠的體積電阻率為100～107Ω·cm，而超導(dǎo)電橡膠則為10-3～100Ω·cm。導(dǎo)電橡膠主要用于計(jì)算機(jī)的按鍵、開關(guān)、液晶顯示(LCD)線路連接器、電磁波屏蔽等。一、導(dǎo)電原理和導(dǎo)電填料復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電機(jī)理有如下兩種理論：一種是隧道效應(yīng)，也即是在導(dǎo)體材料中夾人非常薄(10nm以下)的非導(dǎo)體材料時(shí)，在電場的作用下，電子僅需越過很低的勢壘而移動；另一種是粒子導(dǎo)電，即導(dǎo)電是通過接觸的粒子鏈來實(shí)現(xiàn)的，因此粒子之間的接觸電阻與接觸的粒子數(shù)目是決定導(dǎo)電的主要因素。特種橡膠配方設(shè)計(jì)特種橡膠配方設(shè)計(jì)二、橡膠的選擇

導(dǎo)電橡膠的基體橡膠最好選擇介電常數(shù)大的生膠，一般選用硅橡膠、氯丁膠、丁腈橡膠等。特種橡膠配方設(shè)計(jì)

三、導(dǎo)電填料的選擇

以甲基乙烯基硅橡膠(MVQ)為基膠，DCP作交聯(lián)劑，分別加入工藝上最大允許用量的乙炔炭黑、碳纖維、石墨、銅粉、鋁粉、鋅粉作導(dǎo)電填料，測定其二段硫化膠在室溫下的體積電阻率，作為判斷導(dǎo)電性的指標(biāo)。

填料名稱乙炔炭黑碳纖維(黏膠)石墨(橡膠級)銅粉(200目)鋁粉(120目)鋅粉(200目)白炭黑(4#)允許加入量／份體積電阻率／Ω·cm拉伸強(qiáng)度/MPa801.34.2601.31.61002.81.3170>1051.0100>1050．8170>1050．6402.5×101510．0特種橡膠配方設(shè)計(jì)四、硫化體系的影響乙炔炭黑粒子表面的Л電子，能消耗?；^氧化物分解產(chǎn)生的游離基，故?；^氧化物，如過氧化二苯甲酰(BPO)，2，4-二氯過氧化二苯甲酰(DCBP)均不能使乙炔炭黑填充的導(dǎo)電硅橡膠交聯(lián)。芳基和烷基過氧化物，如過氧化二異丙基(DCP)、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧己烷(DBPMH)等均能使乙炔炭黑填充的導(dǎo)電硅橡膠的交聯(lián)選用DCP作導(dǎo)電硅橡膠交聯(lián)劑較為適宜。當(dāng)DCP用量在1～3份時(shí)，二段硫化膠的體積電阻率基本上變化不大，都在3～4Ω·cm之間特種橡膠配方設(shè)計(jì)第六節(jié)電絕緣橡膠電絕緣橡膠廣泛用于各種橡膠電絕緣制品，例如各種電線、電纜、絕緣護(hù)套、高壓輸電線路用的絕緣子。絕緣膠帶、絕緣手套、電視機(jī)的高壓帽、絕緣阻燃楔子以及工業(yè)上和日常生活用品中的各種電絕緣橡膠制品。特種橡膠配方設(shè)計(jì)一、橡膠的選擇

橡膠的電絕緣性與橡膠的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，它主要取決于分子極性的大小。通常非極性橡膠例如天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠的電絕緣性較好。其中硅橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠高壓電絕緣性能較好，而且耐熱性、耐臭氧、耐天候老化性能也比較好，是常用的電絕緣膠種。天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠以及它們的并用膠，只能用于中低壓產(chǎn)品。膠種介電常數(shù)ε介電損耗tanδ體積電阻/Ω·cm擊穿電壓強(qiáng)度/MV·m-1NRSBRNBRCRIIREPDMMVQ2.4~2.62.4~2.57~127~82~2.52~2.53~40.16~0.190.1~0.35~630.040.02~0.030.04~0.06(1~6)×10151014~10151010~1011109~1012＞10156×10151011~101420~3020~3020202420~3015~20特種橡膠配方設(shè)計(jì)二、硫化體系的影響在軟質(zhì)絕緣橡膠中，以采用低硫或無硫硫化體系較為適宜。以丁基橡膠為基礎(chǔ)的電絕緣橡膠，最好使用醌肟硫化體系。使用醌肟硫化劑和過氧化物硫化的乙丙橡膠，電絕緣性和耐熱性都比較優(yōu)越。

三、填充體系的影響

電絕緣橡膠中常用的填料，有陶土、滑石粉、碳酸鈣、云母粉、白炭黑等無機(jī)填料。高壓電絕緣橡膠可使用滑石粉、煅燒陶土和表面處理過的陶土。低壓電絕緣橡膠可選用碳酸鈣、滑石粉和普通陶土。四、軟化劑、增塑劑的選擇

用天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠制造耐低壓的電絕緣橡膠制品時(shí)，通常選用石蠟烴油即可滿足使用要求，其用量為5～10質(zhì)量份。用乙丙橡膠和丁基橡膠制造耐高壓的電絕緣制品時(shí)可選用高芳烴油和環(huán)烷油作為操作油。特種橡膠配方設(shè)計(jì)五、防護(hù)體系的選擇

電絕緣橡膠制品，特別是耐高壓的電絕緣橡膠制品，在使用過程中，要承受高溫和臭氧的作用，因此在設(shè)計(jì)電絕緣橡膠配方時(shí)，應(yīng)注意選擇好防護(hù)體系，以延長制品的使用壽命。一般采用胺類、對苯二胺類防老劑，并適當(dāng)?shù)氖褂每钩粞鮿?，可獲得較好的防護(hù)效果。配方中加入3質(zhì)量份防老劑H，能減少龜裂生成，加入3質(zhì)量份防老劑AW，可使龜裂增長慢。微晶蠟?zāi)軐Τ粞跗鸶綦x防護(hù)作用，用它與其他防老劑并用，防護(hù)效果較好。

特種橡膠配方設(shè)計(jì)特種橡膠配方設(shè)計(jì)第七節(jié)減震橡膠減震橡膠廣泛用于各種機(jī)動車輛、設(shè)備儀器、自動化辦公設(shè)施和家用電器中。近年來，一些大型建筑物和橋梁、計(jì)算機(jī)房等，也采用了隔離地震的層壓橡膠墊支撐建筑物，以降低建筑物的地震響應(yīng)。通?？刂普駝邮峭ㄟ^如下三個(gè)途徑：①降低震源的激發(fā)力；②將振動與激發(fā)源離開(隔振)；③緩和振動體的振動。特種橡膠配方設(shè)計(jì)一、橡膠的選擇在通用橡膠中，丁基橡膠和丁腈橡膠的阻尼系數(shù)較大；丁苯橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠、乙丙橡膠的阻尼系數(shù)中等；天然橡膠和順丁橡膠的阻尼系數(shù)最小。天然橡膠雖然阻尼系數(shù)較小，但其綜合性能最好，耐疲勞性好，生熱低、蠕變小，與金屬件黏合性能好。因此，天然橡膠廣泛地應(yīng)用于減震橡膠。如要求耐低溫，可與順丁橡膠并用；要求耐天候老化時(shí)，可選用氯丁橡膠；要求耐油時(shí)，可選用低丙烯腈含量的丁腈橡膠；對低溫動態(tài)性能要求苛刻的減震橡膠，往往采用硅橡膠。一般要求低阻尼時(shí)，用天然橡膠；當(dāng)要求高阻尼時(shí)，可采用丁基橡膠。特種橡膠配方設(shè)計(jì)

二、硫化體系的選擇

硫化體系對減震橡膠的剛度、阻尼系數(shù)、耐熱性、耐疲勞性均有較大的影響。一般在硫化膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，交聯(lián)鍵中的硫原子及游離硫越少，交聯(lián)越牢固，硫化膠的彈性模量越大，阻尼系數(shù)越小。三、填充體系的選擇在減震橡膠的配方中，天然橡膠使用半補(bǔ)強(qiáng)爐黑和細(xì)粒子熱裂炭黑較好。在合成橡膠中，可使用快壓出炭黑和通用炭黑。四、增塑劑的選擇通常在減震橡膠中，隨增塑劑用量增加，硫化膠的彈性模量降低，阻尼系數(shù)tanδ增大。在減震橡膠中添加增塑劑，雖然能改善橡膠的低溫性能和耐疲勞性能，但同時(shí)也會使蠕變和應(yīng)力松弛速度增加，影響減震橡膠的阻尼特性和使用可靠性，因此增塑劑的用量不宜過多。特種橡膠配方設(shè)計(jì)第八節(jié)磁性橡膠磁性橡膠是在橡膠中加入粉狀磁性材料制得的一種撓性磁體。這種粉狀磁性材料經(jīng)加工后，由不顯示各向異性的多晶，變成各向異性的單晶，使橡膠中非定向狀態(tài)晶體粒子，在強(qiáng)磁場作用下，于橡膠基質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生定向排列，能在一定的方向顯示磁性。磁性橡膠即有一定的磁性，又保持了橡膠的性能，與其他磁性材料相比，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和用途。

特種橡膠配方設(shè)計(jì)一、磁性材料磁性材料按其在外磁場作用下呈現(xiàn)的不同磁性可分為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)。鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)為強(qiáng)磁性物質(zhì)，其余為弱磁性物質(zhì)。實(shí)用的磁性材料為強(qiáng)磁性物質(zhì)，按其特征和用途常分為軟磁、硬磁或永久磁性材料。硬磁材料的矯頑力高、經(jīng)飽和磁化后，能儲存一定的磁性，在較長的時(shí)間內(nèi)保持強(qiáng)而穩(wěn)定的磁性，在一定的空間內(nèi)，提供恒定的磁場。磁性材料的磁性能，取決于它們的結(jié)晶構(gòu)造、結(jié)晶形狀和粒子尺寸以及它們的均勻性。主要有鐵氧體型粉末磁性材料和某些金屬型粉末磁性材料。鐵氧體的化學(xué)式為M·6Fe2O3(M為Ba，Sr，Pb等兩價(jià)金屬)。鐵氧體的原料是煉鐵時(shí)的副產(chǎn)品，其價(jià)格低廉，是最常用的材料。金屬型粉末磁性材料具有其他磁性材料所沒有的強(qiáng)磁性，其中主要有釧鈷及鈰鈷等稀土類磁性材料。

特種橡膠配方設(shè)計(jì)二、磁性橡膠配方設(shè)計(jì)1．橡膠的選擇磁性橡膠的磁性基本上與聚合物的類型無關(guān)，但膠種對物理性能影響很大。氯丁橡膠的磁通量略高。由于氯丁橡膠分子中具有較強(qiáng)的極性，有利于各向異性晶體粒子有規(guī)則的排列，因此呈現(xiàn)出較大的磁性。天然橡膠、氯工橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠、氯磺化聚乙烯等都可用于制作磁性橡膠。2．磁粉品種及用量與性能的關(guān)系磁粉的種類、結(jié)構(gòu)、粒徑及用量是影響磁性橡膠磁性的主要的因素。綜合看來鈷鐵氧體作磁性填料的磁性能和物理機(jī)械性能較好，鋇鐵氧體的磁性雖差些但其他綜合性能較好，且來源豐富，價(jià)格低廉；特種橡膠配方設(shè)計(jì)第九節(jié)海綿橡膠海綿橡膠是一種孔眼遍及材料整體的多孔結(jié)構(gòu)材料。它的密度小，彈性和屈撓性優(yōu)異，具有高度的減震、隔音、隔熱性能。海綿橡膠按孔眼的結(jié)構(gòu)可分為：開孔(孔眼和孔眼之間相互聯(lián)通)、閉孔(孔眼和孔眼之間被孔壁隔離，互不相通)和混合孔(開孔、閉孔兩者同時(shí)兼有)三種。用于膠制造海綿橡膠時(shí)，對膠料有如下要求：①膠料應(yīng)具有足夠的可塑度；②膠料的發(fā)泡速率要和硫化速度相匹配；③膠料的傳熱性要好，使內(nèi)外泡孔均勻，硫化程度一致；④發(fā)泡時(shí)膠料內(nèi)部產(chǎn)生的壓力應(yīng)大于外部壓力。特種橡膠配方設(shè)計(jì)特種橡膠配方設(shè)計(jì)一、橡膠的選擇天然橡膠和大多數(shù)的合成橡膠，EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)，高苯乙烯，以及橡塑共混的熱塑性彈性體，均可用來制造海綿橡膠。具體膠種的選擇，應(yīng)根據(jù)制品的使用條件來確定。二、發(fā)泡劑、發(fā)泡助劑的選擇海綿橡膠的泡孔結(jié)構(gòu)，不僅與混煉膠的門尼黏度、硫化工藝條件有關(guān)，同時(shí)與發(fā)泡劑的品種、用量以及其在膠料中的分散度、溶解度有密切的關(guān)系。例如選用的發(fā)泡劑發(fā)氣量大、膨脹力大，膠料的門尼黏度又低，則易形成開孔結(jié)構(gòu)的海綿橡膠；反之，則不能形成海綿橡膠。用于海綿橡膠的發(fā)泡劑，應(yīng)滿足如下要求：①貯存穩(wěn)定性好，對酸、堿、光、熱穩(wěn)定；②無毒、無臭、對人體無害，發(fā)泡后不產(chǎn)生污染，無臭味和異味；③分解時(shí)產(chǎn)生的熱量??；④在短時(shí)間內(nèi)能完成分解作用，且發(fā)氣量大，且可調(diào)節(jié)；⑤粒度均勻、易分散，粒子形態(tài)以球形為好，⑥在密閉的模腔中能充分分解。特種橡膠配方設(shè)計(jì)三、硫化體系的選擇設(shè)計(jì)海綿橡膠硫化體系的原則是，使膠料的硫化速度與發(fā)泡劑的分解速度相匹配。不同的膠種選擇不同的硫化體系。通用膠種可選用硫黃作硫化劑，用量為1．5～3．0份；硅橡膠、三元乙丙膠可選用過氧化物作硫化劑；氯丁橡膠常用氧化鋅和活性氧化鎂作硫化劑。促進(jìn)劑M、DM、CZ、DZ、TMTD、PZ等單用或并用均可作海綿橡膠的促進(jìn)劑，但用量較實(shí)心制品多一些。無

特種橡膠配方設(shè)計(jì)四、填充體系的選擇海綿橡膠對填充劑的要求是密度小、分散好，不會使膠料硬化，能調(diào)整膠料的可塑性和流動性，以及有助于海綿的發(fā)泡過程。五、軟化劑的選擇海綿橡膠的發(fā)泡倍率和泡孔結(jié)構(gòu)與膠料的門尼黏度有密切關(guān)系。一般膠料的門尼黏度控制在30～50之間，過大或過小都不能制出理想的海綿制品常用的軟化劑有：機(jī)油、變壓器油、凡士林、環(huán)烷油、石蠟油、氧化石蠟、油膏、有機(jī)酯類等。軟化劑的用量一般為10～30質(zhì)量份。

特種橡膠配方設(shè)計(jì)六、防護(hù)體系的選擇海綿橡膠是多孔結(jié)構(gòu)，表面積較大，容易老化，因此配方中必須配用高效防老劑。其選用原則是既有良好的防老化效果，又對發(fā)泡無不良的影響，用量則比一般實(shí)心橡膠制品多。七、其他配合體系的影響為了便于加工工藝操作(防黏輥、易脫模)，以及防止海綿橡膠制品受壓縮時(shí)，海綿孔壁發(fā)生黏著現(xiàn)象，通常要加入加工助劑。常用的加工助劑有硬脂酸和石蠟。特種橡膠配方設(shè)計(jì)第十節(jié)阻燃橡膠所謂阻燃橡膠，是指能延緩著火、降低火焰?zhèn)鞑ニ俣?，且在離開外部火焰后，其自身燃燒火焰能迅速自行熄滅的橡膠。氧指數(shù)表示試樣在氧氣和氮?dú)獾幕旌衔镏腥紵龝r(shí)所需的最低含氧量。氧指數(shù)越大，表示聚合物可燃性越小，阻燃性能越好。一般是氧指數(shù)(OI)大于27％的為高難燃材料，如聚四氟乙烯、聚氯乙烯等；OI<22％的為易燃材料，如天然橡膠、聚乙烯、三元乙丙橡膠等；OI在22％～27％范圍內(nèi)的為難燃材料。在一定的溫度下，物質(zhì)與空氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生熱和光的現(xiàn)象稱之為燃燒。燃燒的基本條件是：具有可燃物、氧(空氣)和一定的溫度。特種橡膠配方設(shè)計(jì)燃燒的五個(gè)階段。①受熱熔融：開始是外面的熱源完成最初的加熱，但以后便由燃燒時(shí)的放熱反應(yīng)來繼續(xù)向聚合物供熱。聚合物受熱后，物理性能急劇降低，繼之軟化成黏稠狀。②降解：大分子的破壞從最弱的化學(xué)鍵開始。溫度繼續(xù)升高時(shí)，大多數(shù)化學(xué)鍵發(fā)生斷裂破壞，從而導(dǎo)致整個(gè)大分子鏈斷裂解體。③分解：進(jìn)一步受熱，斷裂的分子鏈開始分解，產(chǎn)生出可燃性氣體(甲烷、乙烷、乙烯、甲醛、丙酮和一氧化碳等)、不燃性氣體(鹵化氫、二氧化碳等)、液體(部分已分解的聚合物)、固體殘余物(炭化物)、聚合物碎片或漂浮的固體顆粒(煙)。分解產(chǎn)物的成分，與聚合物材料的成分、溫度和升溫速度及能否排出揮發(fā)性熱分解產(chǎn)物有關(guān)。④燃燒：由于聚合物分解生成的可燃性氣體，與空氣中的氧相互作用而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，放出熱和光即燃燒。燃燒的程度，取決于燃燒區(qū)可燃性氣體和氧氣的供給情況。⑤延燃：燃燒放出的熱，促使材料的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)溫度上升，進(jìn)一步引起聚合物材料分解；在有充足的空氣供給條件下，使燃燒繼續(xù)維持并傳播。特種橡膠配方設(shè)計(jì)一、主體材料的選擇阻燃橡膠的主體材料多選用難燃橡膠、難燃樹脂或兩者并用，其阻燃性能與橡膠或樹脂的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。阻燃橡膠膠種選擇應(yīng)注意如下三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：①橡膠本身具有阻燃性；②燃燒時(shí)發(fā)熱量小；③具有優(yōu)良的高溫耐熱性。二、阻燃劑及其阻燃作用1．反應(yīng)型阻燃劑2．添加型阻燃劑三、其他配合劑的影響特種橡膠配方設(shè)計(jì)第十一節(jié)吸水膨脹橡膠吸水膨脹橡膠的作用原理是在橡膠中加入吸水樹脂后，吸水樹脂遇水膨脹，使具有高彈性的橡膠擴(kuò)張起來。吸水膨脹橡膠富于彈性，在吸水后可膨脹數(shù)倍乃至數(shù)百倍，即使在擠壓的情況下，仍具有保持水的能力所產(chǎn)生的膨脹壓力能夠起到止水、堵漏的作用。特種橡膠配方設(shè)計(jì)一、橡膠的選擇橡膠品種的選擇主要以彈性好，具有一定的強(qiáng)度，工藝性能好為原則。常用的橡膠有天然橡膠、氯丁橡膠、三元乙丙橡膠以及熱塑性的SBS等。二、吸水樹脂

吸水樹脂是指結(jié)構(gòu)中含有親水性基團(tuán)的聚合物，是吸水膨脹橡膠組成的關(guān)鍵組分。吸水樹脂主要有以下幾種：⑴淀粉類如淀粉-丙烯腈接枝聚合物的皂化物、淀粉-丙烯酸的接枝聚合物等。⑵纖維素類如纖維素-丙烯腈接枝聚合物、羧甲基纖維素的交聯(lián)產(chǎn)物等。⑶聚乙烯醇類如聚乙烯醇的交聯(lián)產(chǎn)物、丙烯腈-乙酸乙烯酯共聚物的皂化產(chǎn)物等。⑷丙烯酸類如聚丙烯酸鹽(主要是鈉鹽)、甲基丙烯酸甲酯-乙酸乙烯酯共聚物的皂化產(chǎn)物等。⑸聚亞烷基醚類如聚乙烯醇與二丙烯酯交聯(lián)的產(chǎn)物等。⑹馬來酸酐類如異丁烯—馬來酸酐的交替共聚物。特種橡膠配方設(shè)計(jì)三、硫化體系一般吸水膨脹橡膠的吸水率，隨交聯(lián)密度增加而減小。在保證硫化膠物理性能的同時(shí)，應(yīng)盡量減小交聯(lián)密度。具體措施是減少硫化劑、促進(jìn)劑的用量。

四、其他配合體系吸水膨脹橡膠大多是在潮濕惡劣的環(huán)境下使用，所以在配方中必須增加防老劑的用量，而且所用的防老劑不應(yīng)被水抽出。此外還要加入適量的防霉劑?？稍谂浞街屑尤虢饘匐x子封閉劑還要加入0.5～1.0份的抗金屬腐蝕劑。特種橡膠配方設(shè)計(jì)第十二節(jié)透明橡膠所謂透明性，就是可見光對橡膠的透過性。透明橡膠廣泛用于透明和半透明鞋底、潛水鏡、導(dǎo)尿管、光纖包復(fù)材料、各種面罩的柔韌透鏡、汽車玻璃窗夾層或涂層、透明隔墻板、路燈罩、機(jī)器裝備中的觀察窗、罩蓋，以及包裝、電線電纜護(hù)套、溫室、遮陽光鏡等。特種橡膠配方設(shè)計(jì)制造透明橡膠必須滿足如下三個(gè)條件：①生膠本身是透明的，特別是硫化后能表現(xiàn)出良好的透明性；②各種配合劑與橡膠的折射率相近，對橡膠的透明性沒有影響；③工藝條件如溫度、壓力和共混條件等，不改變橡膠和配合劑原有的光學(xué)性質(zhì)。一、橡膠的選擇一般說來，凡是生膠本身呈透明狀態(tài)的橡膠，它的硫化膠也有一定的透明性。用于透明橡膠的生膠可根據(jù)其用途加以選擇，例如透明鞋底、某些醫(yī)用透明橡膠制品等，可選用溶聚SBR、BR、非污染性SBR-1502、IR、NR的白縐片、風(fēng)干膠。用于光學(xué)上具有高透明度的橡膠可選用EPDM、EVA、CO、IIR.用于玻璃黏合劑、潛水鏡、導(dǎo)尿管、光纖包復(fù)材料和澆注封閉材料的透明橡膠，主要使用硅橡膠。

特種橡膠配方設(shè)計(jì)二、填料選擇透明橡膠中填料的選擇應(yīng)符合下列條件：①折射率與所用橡膠的折射率一致或接近，這樣才不會干擾光線在橡膠中的透射方向；②粒徑要盡可能的小

橡膠和配合劑折射率配合劑折射率NRBRSBRIIRCRPIBNBREPRQ鈦白粉氧化鋅1.5191.51591.53421.4615581.51261.5221.461.4032.61.9碳酸鎂鈦白粉(銳鈦型)群青云母粉硫酸鋇白炭黑(沉淀法)透明白炭黑碳酸鈣陶土松香硫黃氫氧化鋁1.50～1.5252.55～2.71.50～1.541.56～1.591.641.451.461.51～1.601.531.541.59～2.241.57特種橡膠配方設(shè)計(jì)三、硫化體系的選擇由于氧化鋅對可見光的遮蓋力很強(qiáng)，所以在透明橡膠中氧化鋅的用量應(yīng)盡可能的低，一般為1.5～2質(zhì)量份。氧化鋅的用量少時(shí)，就要求它在膠料中有更好的分散性，因此透明橡膠中通常都使用透明氧化鋅或活化氧化鋅。透明氧化鋅的化學(xué)成分為堿性碳酸鋅，其用量為1.5～3.0質(zhì)量份?；钚匝趸\是一種粒子很細(xì)、活性很高的氧化鋅，在透明橡膠中的用量為0.5～1.0重量份。硫黃用量不宜過大，一般以1.8～2.0質(zhì)量份為宜。四、防老劑的選擇為了使透明橡膠制品獲得最佳的色彩透明度和抗氧化性，在天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠透明橡膠中，常用的防老劑有264、SP、MB、BHT等，用量為0.3～0.6質(zhì)量份。五、其他助劑的選擇其他配合劑的選擇以無污染性為原則，硬脂酸在膠料中不僅起軟化劑、分散劑的作用，而且用作硫黃硫化的活性劑，用量為1～2質(zhì)量份。為了提高制品的透明度，應(yīng)使用無色的操作油作為軟化劑，目前用得最多的是變壓器、錠子油等，用量為8～16質(zhì)量份。特種橡膠配方設(shè)計(jì)第十三節(jié)醫(yī)用橡膠能夠用于人體的醫(yī)用橡膠，除應(yīng)具有相應(yīng)的生物穩(wěn)定性、力學(xué)性能和加工成型性之外，還應(yīng)具有生物安全性、生物功能性、可滅菌性及生物適用性。醫(yī)用橡膠大體上可分為如下4種類型。(1)不直接接觸生物組織；(2)接觸皮膚與黏膜的醫(yī)用橡膠；(3)暫時(shí)接觸生物組織的醫(yī)用橡膠；(4)長時(shí)間埋人人體內(nèi)的醫(yī)用橡膠。要求具有以下特性：①對血液與體液等組織液不會引起變性；②不會引起周圍組織炎癥，無異物反應(yīng)；③無致癌性；④不會引起變態(tài)反應(yīng)及過敏性；⑤盡管在人體內(nèi)時(shí)間很長，其主要物理性能，如彈性、拉伸強(qiáng)度等不下降；⑥不會因滅菌操作而產(chǎn)生變性；⑦容易加工造型；⑧用作軟組織的醫(yī)用橡膠，應(yīng)具有足夠的柔軟性。特別是與血液直接接觸的醫(yī)用橡膠，應(yīng)具有良好的血液相容性，不應(yīng)是誘發(fā)血栓形成及溶血性的物質(zhì)。特種橡膠配方設(shè)計(jì)部分一用橡膠制品特種橡膠配方設(shè)計(jì)一、橡膠的選擇不直接接觸生物組織的體外醫(yī)用橡膠，主要使用天然橡膠、丁基橡膠、鹵化丁基橡膠、異戊橡膠。當(dāng)藥品和油性介質(zhì)組合或藥品本身是油性時(shí)，可選用氯丁橡膠和丁腈橡膠。要求耐熱性時(shí)，可選用三