2017年11月27日星期一

硫化橡膠是熱塑性還是熱固性的


  彈性橡膠材料可分為兩大類——熱固性橡膠和熱塑性橡膠。

  熱塑性橡膠是傳統硫化或未硫化熱固橡膠(例如epdm)和硬質熱塑性塑料(例如聚丙烯或聚苯乙烯)的混合物。橡膠迫緊零件熱塑性橡膠可以分以下3個基本組別:

  1、苯乙烯類嵌段共聚物(sbs、sebs和sis);

  2、熱塑性/熱固橡膠混合物(tpv、tpo、pvc/腈)——熱固橡膠相可以完全固化、部分固化或簡單機械混合;

  3、以及多段共聚物,包括機械混合物(聚氨酯/橡膠混合物、尼龍/橡膠混合物、聚酯/橡膠混合物)。

  天然和合成熱固性橡膠,包括epdm、sbr、nbr以及氯丁橡膠。

  所以通常硫化橡膠是熱塑性的。

  各種橡膠的基本硬度與填料的增硬關系

  各種橡膠的基本硬度

  NR、低溫SBR、CIIR 40
  充油(25phr) SBR 31
  高溫SBR 37
  充油(37。5phr)SBR 26
  IIR 35
  NBR、CR、CSM 44
  丙烯腈含量40%以上的NBR 46

  在上述基礎膠料中,每增加1份填充劑或軟化劑,其硬度值的變化如下:

  FEF、HAF、EPC +0。5
  ISAF +2。5
  SAF、氣相法白碳黑 +2。5
  SRF +0。33
  含水二氧化硅類 +0。4
  熱裂法碳黑或硬質陶土 +0。25
  碳酸鈣 +0。167
  表面處理的碳酸鈣 +0。142
  礦質橡膠 -0。2
  脂類增塑劑 -0。67
  脂肪族油或環烷油 -0。5
  芳烴油 -0。588

  估算硬度=橡膠基礎硬度+填料(或軟化劑)用量×硬度變化值

關於橡膠的幾個概念



  1。橡膠:世界上通用的橡膠的定義引自美國的國家矽橡膠墊圈標准ASTM-D1566(Americ橡膠製品a Society of Test and MaO型環terial)。定義如下:

  橡膠是一種材料,它在大的變形下能迅速而有力地恢復其變形,能防水密封圈夠被改性(硫化)。改性的橡膠實質上不溶於(但能溶脹於)沸騰的苯、甲乙酮、乙醇—甲苯混合物等溶劑中。改性的橡膠室溫下(18~29℃)被拉伸到原來長度的兩倍並保持一分鐘後除掉外力,它能在一分鐘內恢復到原來長度的1。5倍以下,具有上述特征的材料稱為橡膠。

  注:1)橡膠是一種材料,具有特定的使用性能和加工性能,屬有機高分子材橡膠迫緊零件料。

  2)橡膠在室溫下具有高彈性。

  3)橡膠能夠被改性是指它能夠硫化。

  4)改性的橡膠即硫化膠不溶解但能溶脹。

  2。生膠: 沒有加入配合劑且尚未交聯的橡膠。

  一般由線型大分子或帶有支鏈的線型大分子構成,可以溶於有機溶劑。

  3。混煉膠:生膠與配合劑經加工混合均勻且未被交聯的橡膠。

  常用的配合劑有硫化劑、促進劑、活性劑、補強填充劑、防老劑等。

  4。硫化膠:混煉膠在一定的溫度、壓力和時間作用下,經交聯由線型大分子變成三維網狀結構而得到的橡膠。一般不溶於溶劑。

橡膠物理機械性能的指標



  1。拉伸強度:又稱扯斷強度、抗張強度,指試防水密封圈片拉伸至斷裂時單位斷面上所承受的負荷,單位為兆帕(MPa),以往為公斤力/平方釐米(kgf/cm2)。

  2。定伸應力:舊稱定伸強度,指試樣被拉伸到一定長橡膠製品度時單位面積所承受的負荷。計量單位同拉伸強度。常用的有100%、300%和500%定伸應力。它反映的是橡膠抵抗外力變形能力的高低。

  3。撕裂強度:將特殊試片(帶有割口或直角形)撕裂時單位厚度所承受的負荷,表示材料的抗撕裂性,單位為kN/m。

  4。伸長率:試片拉斷時,伸長部分與原長度之比叫作伸長率;用百分比表示。

  5。永久變形:試樣拉伸至斷裂後,標距伸長變形不可恢復部分占原始長度的百分比。在解除了外O型環力作矽橡膠墊圈用並放置一定時間(一般為3分鐘),以%表示。

  6。回彈性:又稱衝擊彈性,指橡膠受衝擊之後恢復原狀的能力,以%表示。橡膠迫緊零件

  7。硬度:表示橡膠抵抗外力壓入的能力,常用邵爾硬度計測定。橡膠的硬度範圍一般在20~100之間,單位為邵氏A。

橡膠材料的特點



  1。高彈性:彈性模量低,伸長變形大,有O型環可恢復的變形,並能在很寬的溫度(-50~150℃)範圍內保持彈性。

  2。粘彈性:橡膠材料在產生形變和恢復形變時受溫度和時間的影響,表現有明顯的應力松弛和蠕變現像,在震動或交變應力作用下,產生滯後損失。

  3。電絕緣性:橡膠和塑料一樣是電絕緣材料。

  4。有老化現像:如金屬腐蝕、木材腐朽、岩石風化一樣,橡膠也會因為環境條件的變化而產生老橡膠製品化現像,使性能變壞,壽命下降。

  5。必須進行硫防水密封圈化才能使用,熱塑性矽橡膠墊圈彈性體除外。
橡膠迫緊零件
  6。必須加入配合劑。

  其它如比重小、硬度低、柔軟性好、氣密性好等特點,都屬於橡膠的寶貴性能。

橡膠的電性能


  通用橡膠是優異的電絕緣體,天然橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠和丁苯橡膠都有很好的介電性能,橡膠製品所以在絕緣電纜等方面得到廣泛應用。丁腈橡膠和氯丁橡膠,因其分子中存在極性原子或原子基團O型環,其介電性能則較差。在另一方面,在橡膠中配入導電炭黑或金屬粉末等導電填料,會使它有足夠的導電性來分散靜電荷,或者甚至成為導電體。

  橡膠的氣體透過性(氣密性)

  橡膠的氣透率是氣體在橡膠中的溶解度與擴散度的乘積。氣體的溶解度隨橡膠的溶解度參數增加而下降,氣體在橡膠中的擴散速度取決於橡膠分子中側鏈基團的多少。氣體在各種橡膠中的透過速度有很大的不同,在橡膠中氣透性較低的是聚醚橡膠和丁基橡膠,丁基橡膠氣透性只有天然膠的1/20。而硅橡膠的氣透性最大。橡膠的氣透性隨溫度的升高而迅速上升,對於使用炭黑作填料的制品防水密封圈來說,其品種和填充量對氣透性能影響不大。但軟化劑的用量大小對硫化膠的氣透性能影響很大,對氣透性能矽橡膠墊圈要求較高的橡膠制品,軟化劑的用量盡可能減少為好。

  橡膠的可燃性

  大多數橡膠具有程度不同的可燃性。而分子中含有鹵素的橡膠如氯丁橡膠、氟橡膠等,則具一定的的抗燃性。因此,含有氯原子的氯丁膠和氯磺化聚乙烯在移開外部火焰後,既便燃燒也是困難的,而氟橡膠則完全是自行滅火的。在膠料中配入阻燃劑(例如磷酸鹽或含鹵素物橡膠迫緊零件質)可提高其阻燃性。