橡胶的种类性能和用途.docx
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橡胶的种类性能和用途
橡胶品种的化学组成、性能特点和主要用途
橡胶品种(简写符号)化学组成性能特点主要用途
1、天然橡胶(NR)以橡胶烃(聚异戊二烯)为主,含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。
弹性大,定伸强度高,抗撕裂性和电绝缘性优良,耐磨性和耐旱性良好,加工性佳,易于其它材料粘合,在综合性能方面优于多数合成橡胶。
缺点是耐氧和耐臭氧性差,容易老化变质;耐油和耐溶剂性不好,第抗酸碱的腐蚀能力低;耐热性不高。
使用温度范围:
约-60℃~+80℃。
制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。
特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶-金属悬挂元件、膜片、模压制品。
2、丁苯橡胶(SBR)丁二烯和苯乙烯的共聚体。
性能接近天然橡胶,是目前产量最大的通用合成橡胶,其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶,质地也较天然橡胶均匀。
缺点是:
弹性较低,抗屈挠、抗撕裂性能较差;加工性能差,特别是自粘性差、生胶强度低。
使用温度范围:
约-50℃~+100℃。
主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。
3、顺丁橡胶(BR)是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。
优点是:
弹性与耐磨性优良,耐老化性好,耐低温性优异,在动态负荷下发热量小,易于金属粘合。
缺点是强度较低,抗撕裂性差,加工性能与自粘性差。
使用温度范围:
约-60℃~+100℃。
一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用,主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。
4、异戊橡胶(IR)是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。
化学组成、立体结构与天然橡胶相似,性能也非常接近天然橡胶,故有合成天然橡胶之称。
它具有天然橡胶的大部分优点,耐老化由于天然橡胶,弹性和强力比天然橡胶稍低,加工性能差,成本较高。
使用温度范围:
约-50℃~+100℃可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。
5、氯丁橡胶(CR)是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。
这种橡胶分子中含有氯原子,所以与其他通用橡胶相比:
它具有优良的抗氧、抗臭氧性,不易燃,着火后能自熄,耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点;其物理机械性能也比天然橡胶好,故可用作通用橡胶,也可用作特种橡胶。
主要缺点是耐寒性较差,比重较大、相对成本高,电绝缘性不好,加工时易粘滚、易焦烧及易粘模。
此外,生胶稳定性差,不易保存。
使用温度范围:
约-45℃~+100℃。
主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套及各种防护套、保护罩;耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬里;耐燃的地下采矿用橡胶制品,以及各种模压制品、密封圈、垫、粘结剂等。
6、丁基橡胶(IIR)是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体。
最大特点是气密性好,耐臭氧、耐老化性能好,耐热性较高,长期工作温度可在130℃以下;能耐无机强酸(如硫酸、硝酸等)和一般有机溶剂,吸振和阻尼特性良好,电绝缘性也非常好。
缺点是弹性差,加工性能差,硫化速度慢,粘着性和耐油性差。
使用温度范围:
约-40℃~+120℃。
主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及防震制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。
7、丁晴橡胶(NBR)丁二烯和丙烯晴的共聚体。
特点是耐汽油和脂肪烃油类的性能特别好,仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯和氟橡胶,而优于其他通用橡胶。
耐热性好,气密性、耐磨及耐水性等均较好,粘结力强。
缺点是耐寒及耐臭氧性较差,强力及弹性较低,耐酸性差,电绝缘性不好,耐极性溶剂性能也较差。
使用温度范围:
约-30℃~+100℃。
主要用于制造各种耐油制品,如胶管、密封制品等。
8、氢化丁晴橡胶(HNBR)丁二烯和丙烯晴的共聚体。
它是通过全部或部分氢化NBR的丁二烯中的双键而得到的。
其特点是机械强度和耐磨性高,用过氧化物交联时耐热性比NBR好,其他性能与丁晴橡胶一样。
缺点是价格较高。
使用温度范围:
约-30℃~+150℃。
主要用于耐油、耐高温的密封制品。
9、乙丙橡胶(EPM\\EPDM)乙烯和丙烯的共聚体,一般分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶。
特点是抗臭氧、耐紫外线、耐天候性和耐老化性优异,居通用橡胶之首。
电绝缘性、耐化学性、冲击弹性很好,耐酸碱,比重小,可进行高填充配合。
耐热可达150℃,耐极性溶剂-酮、酯等,但不耐脂肪烃和芳香烃,其他物理机械性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。
缺点是自粘性和互粘性很差,不易粘合。
使用温度范围:
约-50℃~+150℃。
主要用作化工设备衬里、电线电缆包皮、蒸汽胶管、耐热运输带、汽车用橡胶制品及其他工业制品。
10、硅橡胶(Q)为主链含有硅、氧原子的特种橡胶,其中起主要作用的是硅元素。
其主要特点是既耐高温(最高300℃)又耐低温(最低-100℃),是目前最好扥艾寒、耐高温橡胶;同时电绝缘性优良,对热氧化和臭氧的稳定性很高,化学惰性大。
缺点是机械强度较低,耐油、耐溶剂和耐酸碱性差,较难硫化,价格较贵。
使用温度:
-60℃~+200℃。
主要用于制作耐高低温制品(胶管、密封件等)、耐高温电线电缆绝缘层,由于其无毒无味,还用于食品及医疗工业。
11、氟橡胶(FPM)是由含氟单体共聚而成的有机弹性体。
其特点耐温高可达300℃,耐酸碱,耐油性是耐油橡胶中最好的,抗辐射、耐高真空性能好;电绝缘性、机械性能、耐化学腐蚀性、耐臭氧、耐大气老化性均优良。
缺点是加工性差,价格昂贵耐寒性差,弹性透气性较低。
使用温度范围:
-20℃~+200℃。
主要用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、耐化学腐蚀的密封材料、胶管或其他零件及汽车工业。
12、聚氨酯橡胶(AU\\EU)有聚酯(或聚醚)与二异氰酸酯类化合物聚合而成的弹性体。
其特点是耐磨性好,在各种橡胶中是最好的;强度高、弹性好、耐油性优良。
耐臭氧、耐老化、气密性等也优异。
缺点是耐温性能较差,耐水和耐碱性差,耐芳香烃、氯化烃及酮、酯、醇类等溶剂性较差。
使用温度范围:
约-30℃~+80℃。
制作轮胎紧挨由零件、垫圈、防震制品,以及耐磨、高强度和耐油的橡胶制品。
13、丙烯酸酯橡胶(ACM\\AEM)它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物。
其特点是兼有良好的耐热、耐油性能,在含有硫、磷、氯添加剂的润滑油中性能稳定。
同时耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外线、气密性优良。
缺点是耐寒性差,不耐水,不耐蒸汽及有机和无机酸、碱。
在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液内膨胀严重。
同时弹性和耐磨性差,电绝缘性差,加工性能较差。
使用温度范围:
约-25℃~+150℃。
可用于制造耐油、耐热、耐老化的制品,如密封件、胶管、化工衬里等。
14、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)它是聚乙烯经氯化和磺化处理后,所得到具有弹性的聚合物。
耐臭氧紧挨老化优良,耐候性优于其它橡胶。
阻燃、耐热、耐溶剂性及耐大多数化学药品和耐酸碱性能较好。
电绝缘性尚可,耐磨性与丁苯橡胶相似。
缺点是抗撕裂性能差,加工性能不好。
使用温度范围:
约-20℃~+120℃。
可用作臭氧发生器上的密封材料,制造耐油密封件、电线电缆包皮以及耐油橡胶制品和化工衬里。
15、氯醚橡胶(CO\\ECO)由环氧氯丙烷均聚或由环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚而成的聚合物。
特点是耐脂肪烃及氯化烃溶剂、耐碱、耐水、耐老化性能极好,耐臭氧性、耐蛐越舭と刃浴⑵苄愿摺H钡闶乔苛系汀⒌越喜睢⒌缇敌圆涣肌J褂梦露确段В涸迹?
0℃~+140℃。
可用作胶管、密封件、薄膜和容器衬里、油箱、胶辊,制造油封、水封等。
16、氯化聚乙烯橡胶(CM或CPE)是聚乙烯通过氯取代反应制成的具有弹性的聚合物。
性能与氯磺化聚乙烯
橡胶接近,其特点是流动性好,容易加工;有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性,耐热、耐酸碱、耐油性良好。
缺点是弹性差、压缩变形较大,电绝缘性较低。
使用温度范围:
约-20℃~+120℃。
电线电缆护套、胶管、胶带、胶辊化工衬里等。
三元乙丙(EPDM)特性及用途
三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯经溶液共聚合而成的橡胶,再引入第三单体(ENB)。
三元乙丙橡胶基本上是一种饱和的高聚物,耐老化性能非常好、耐天候性好、电绝缘性能优良、耐化学腐蚀性好、冲击弹性较好。
乙丙橡胶的最主要缺点是硫化速度慢;与其它不饱和橡胶并用难,自粘和互粘性都很差,故加工性能不好。
根据乙丙橡胶的性能特点,主要应用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀、电气绝缘几个领域,如用于轮胎的浅色胎侧、耐热运输带、电缆、电线、防腐衬里、密封垫圈、建筑防水片材、门窗密封条、家用电器配件、塑料改性等。
乙丙橡胶的性质与用途
乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原材料合成,耐老化、电绝缘性能和耐臭氧发能突出。
乙丙橡胶可大量充油和填充碳黑,制品价格较低,乙丙橡胶化学稳定性好,耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近。
乙丙橡胶的用途十分广泛,可以作为轮胎侧、胶条和内胎以及汽车的零部件,还可以作电线、电缆包皮及高压、超高压绝缘材料。
还可制造及鞋、卫生用品等浅色制品。
乙丙橡胶的性能与改进
一、1、低密度高填充性
乙丙橡胶的密度是较低的一种橡胶,其密度为0.87。
加之可大量充油和加入填充剂,因而可降低橡胶制品的成本,弥补了乙丙橡胶生胶价格高的缺点,并且对高门尼值的乙丙橡胶来说,高填充后物理机械能降低幅度不大。
2、耐老化性
乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。
乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用,在150-200℃下可短暂或间歇使用。
加入适宜防老剂可提高其使用温度。
以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在苛刻的条件下使用。
三元乙丙橡胶在臭氧浓度50pphm、拉伸30%的条件下,可达150h以上不龟裂。
3、耐腐蚀性
由于乙丙橡胶缺乏极性,不饱和度低,因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性;但在脂属和芳属溶剂(如汽油、苯等)及矿物油中稳定性较差。
在浓酸长期作用下性能也要下降。
在ISO/TO762
0中汇集了近400种具有腐蚀性的气态和液态化学品对各种橡胶性能作用的资料,并规定了1-4级表示其作用程度,
腐蚀性化学品对橡胶性能的影响:
等级体积溶胀率/%硬度降低值对性能影响
1<10<10轻微或无
210-20<20较小
330-60<30中等
4>60>30严重
4、耐水蒸汽性能
乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并估优于其耐热性。
在230℃过热蒸汽中,近100h后外观无变化。
而氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶在同样条件下,经历较短时间外观发生明显劣化现象。
5、耐过热水性能
乙丙橡胶耐过热水性能亦较好,但与所有硫化系统密切相关。
以二硫化二吗啡啉、TMTD为硫化系统的乙丙橡胶,在125℃过热水中浸泡15个月后,力学性能变化甚小,体积膨胀率仅0.3%。
6、电性能
乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性,电性能优于或接近于丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。
7、弹性
由于乙丙橡胶分子结构中无极性取代基,分子内聚能低,分子链可在较宽范围内保持柔顺性,仅次于天然商榷和顺丁橡胶,并在低温下仍能保持。
8、粘接性
乙丙橡胶由于分子结构缺少活性基团,内聚能低,加上胶料易于喷霜,自粘性和互粘性很差。
二、乙丙橡胶改性品种
三元乙丙和三元乙丙橡胶从20世纪50年代末,60年代初开发成功以来,世界上又出现了多种改性乙丙橡胶和热塑性乙丙橡胶(如EPDM/PE),从而为乙丙橡胶的广泛应用提供了众多的品种和品级。
改性乙丙橡胶主要是将乙丙橡胶进行溴化、氯化、磺化、顺酐化、马来酸酐化、有机硅改性、尼龙改性等。
乙丙橡胶还有接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。
多年来,采用共混、共聚、填充、接枝、增强和分子复合等手段,获得了许多综合性能好的高分子材料。
乙丙橡胶通过改性,也在性能方面获得
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