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橡膠的基本知識(shí)
日期：2024-09-01 00:23
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摘要：
橡膠的基本知識(shí)
橡膠(Rubber)是一種高彈性的高分子化合物。它具有其它材料所沒有的高彈性，因而也稱做彈性體。橡膠的主要特征是分子量大，一般都在數(shù)十萬，甚至達(dá)到上百萬左右；其次是橡膠具有多分散性，也即橡膠的分子是大小不等的，有一個(gè)分布范圍，這是決定橡膠成為工程材料的內(nèi)在原因。
有關(guān)橡膠*早的文字記載是1525年西班牙人安吉拉著的《新世界》（Newworld）。后來，1901年托德西拉斯在著作中稱海地島居民玩的奇特的球是由樹膠（Gum）制成的，至今還是法語和日語對(duì)橡膠的稱呼，頁南美印地安人的方言土語則把橡膠稱作“Caoutchouc”，原意為“樹的眼淚”。
天然橡膠就是由三葉橡膠樹割膠時(shí)流出的膠乳經(jīng)凝固、干燥后而制得。1770年，英國(guó)化學(xué)家J.普里斯特利發(fā)現(xiàn)橡膠可用來擦去鉛筆字跡，當(dāng)時(shí)將這種用途的材料稱為rubber，此詞一直沿用至今。橡膠的分子鏈可以交聯(lián)，交聯(lián)后的橡膠受外力作用發(fā)生變形時(shí)，具有迅速?gòu)?fù)原的能力，并具有良好的物理力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性。橡膠是橡膠工業(yè)的基本原料，廣泛用于制造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠制品。
種類橡膠按原料分為天然橡膠和合成橡膠。按形態(tài)分為塊狀生膠、乳膠、液體橡膠和粉末橡膠。乳膠為橡膠的膠體狀水分散體；液體橡膠為橡膠的低聚物，未硫化前一般為粘稠的液體；粉末橡膠是將乳膠加工成粉末狀，以利配料和加工制作。20世紀(jì)60年代開發(fā)的熱塑性橡膠，無需化學(xué)硫化，而采用熱塑性塑料的加工方法成形。橡膠按使用又分為通用型和特種型兩類。
通用型橡膠的綜合性能較好，應(yīng)用廣泛。主要有：①天然橡膠。從三葉橡膠樹的乳膠制得，基本化學(xué)成分為順-聚異戊二烯。彈性好，強(qiáng)度高，綜合性能好。②異戊橡膠。全名為順-1，4-聚異戊二烯橡膠，由異戊二烯制得的高順式合成橡膠，因其結(jié)構(gòu)和性能與天然橡膠近似，故又稱合成天然橡膠。③丁苯橡膠。簡(jiǎn)稱SBR，由丁二烯和苯乙烯共聚制得。按生產(chǎn)方法分為乳液聚合丁苯橡膠和溶液聚合丁苯橡膠。其綜合性能和化學(xué)穩(wěn)定性好。④順丁橡膠。全名為順式-1，4-聚丁二烯橡膠，簡(jiǎn)稱BR，由丁二烯聚合制得。與其他通用型橡膠比，硫化后的順丁橡膠的耐寒性、耐磨性和彈性特別優(yōu)異，動(dòng)負(fù)荷下發(fā)熱少，耐老化性能好，易與天然橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等并用。
特種型橡膠指具有某些特殊性能的橡膠。主要有：①氯丁橡膠。簡(jiǎn)稱CR，由氯丁二烯聚合制得。具有良好的綜合性能，耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度較大，常溫下易結(jié)晶變硬，貯存性不好，耐寒性差。②丁腈橡膠。簡(jiǎn)稱NBR，由丁二烯和丙烯腈共聚制得。耐油、耐老化性能好，可在120℃的空氣中或在150℃的油中長(zhǎng)期使用。此外，還具有耐水性、氣密性及優(yōu)良的粘結(jié)性能。③硅橡膠。主鏈由硅氧原子交替組成，在硅原子上帶有有機(jī)基團(tuán)。耐高低溫，耐臭氧，電絕緣性好。④氟橡膠。分子結(jié)構(gòu)中含有氟原子的合成橡膠。通常以共聚物中含氟單元的氟原子數(shù)目來表示，如氟橡膠23，是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡膠耐高溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕。⑤聚硫橡膠。由二鹵代烷與堿金屬或堿土金屬的多硫化物縮聚而成。有優(yōu)異的耐油和耐溶劑性，但強(qiáng)度不高，耐老化性、加工性不好，有臭味，多與丁腈橡膠并用。此外，還有聚氨酯橡膠、氯醇橡膠、丙烯酸酯橡膠等。
橡膠加工基本過程包括塑煉、混煉、壓延或擠出、成型和硫化等基本工序，每個(gè)工序針對(duì)制品有不同的要求，分別配合以若干輔助操作。為了能將各種所需的配合劑加入橡膠中，生膠首先需經(jīng)過塑煉提高其塑性；然后通過混煉將炭黑及各種橡膠助劑與橡膠均勻混合成膠料；膠料經(jīng)過壓出制成一定形狀坯料；再使其與經(jīng)過壓延掛膠或涂膠的紡織材料（或與金屬材料）組合在一起成型為半成品；*后經(jīng)過硫化又將具有塑性的半成品制成高彈性的*終產(chǎn)品
橡膠(Rubber)是一種高彈性的高分子化合物。它具有其它材料所沒有的高彈性，因而也稱做彈性體。橡膠的主要特征是分子量大，一般都在數(shù)十萬，甚至達(dá)到上百萬左右；其次是橡膠具有多分散性，也即橡膠的分子是大小不等的，有一個(gè)分布范圍，這是決定橡膠成為工程材料的內(nèi)在原因。
有關(guān)橡膠*早的文字記載是1525年西班牙人安吉拉著的《新世界》（Newworld）。后來，1901年托德西拉斯在著作中稱海地島居民玩的奇特的球是由樹膠（Gum）制成的，至今還是法語和日語對(duì)橡膠的稱呼，頁南美印地安人的方言土語則把橡膠稱作“Caoutchouc”，原意為“樹的眼淚”。
天然橡膠就是由三葉橡膠樹割膠時(shí)流出的膠乳經(jīng)凝固、干燥后而制得。1770年，英國(guó)化學(xué)家J.普里斯特利發(fā)現(xiàn)橡膠可用來擦去鉛筆字跡，當(dāng)時(shí)將這種用途的材料稱為rubber，此詞一直沿用至今。橡膠的分子鏈可以交聯(lián)，交聯(lián)后的橡膠受外力作用發(fā)生變形時(shí)，具有迅速?gòu)?fù)原的能力，并具有良好的物理力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性。橡膠是橡膠工業(yè)的基本原料，廣泛用于制造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠制品。
種類橡膠按原料分為天然橡膠和合成橡膠。按形態(tài)分為塊狀生膠、乳膠、液體橡膠和粉末橡膠。乳膠為橡膠的膠體狀水分散體；液體橡膠為橡膠的低聚物，未硫化前一般為粘稠的液體；粉末橡膠是將乳膠加工成粉末狀，以利配料和加工制作。20世紀(jì)60年代開發(fā)的熱塑性橡膠，無需化學(xué)硫化，而采用熱塑性塑料的加工方法成形。橡膠按使用又分為通用型和特種型兩類。
通用型橡膠的綜合性能較好，應(yīng)用廣泛。主要有：①天然橡膠。從三葉橡膠樹的乳膠制得，基本化學(xué)成分為順-聚異戊二烯。彈性好，強(qiáng)度高，綜合性能好。②異戊橡膠。全名為順-1，4-聚異戊二烯橡膠，由異戊二烯制得的高順式合成橡膠，因其結(jié)構(gòu)和性能與天然橡膠近似，故又稱合成天然橡膠。③丁苯橡膠。簡(jiǎn)稱SBR，由丁二烯和苯乙烯共聚制得。按生產(chǎn)方法分為乳液聚合丁苯橡膠和溶液聚合丁苯橡膠。其綜合性能和化學(xué)穩(wěn)定性好。④順丁橡膠。全名為順式-1，4-聚丁二烯橡膠，簡(jiǎn)稱BR，由丁二烯聚合制得。與其他通用型橡膠比，硫化后的順丁橡膠的耐寒性、耐磨性和彈性特別優(yōu)異，動(dòng)負(fù)荷下發(fā)熱少，耐老化性能好，易與天然橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等并用。
特種型橡膠指具有某些特殊性能的橡膠。主要有：①氯丁橡膠。簡(jiǎn)稱CR，由氯丁二烯聚合制得。具有良好的綜合性能，耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度較大，常溫下易結(jié)晶變硬，貯存性不好，耐寒性差。②丁腈橡膠。簡(jiǎn)稱NBR，由丁二烯和丙烯腈共聚制得。耐油、耐老化性能好，可在120℃的空氣中或在150℃的油中長(zhǎng)期使用。此外，還具有耐水性、氣密性及優(yōu)良的粘結(jié)性能。③硅橡膠。主鏈由硅氧原子交替組成，在硅原子上帶有有機(jī)基團(tuán)。耐高低溫，耐臭氧，電絕緣性好。④氟橡膠。分子結(jié)構(gòu)中含有氟原子的合成橡膠。通常以共聚物中含氟單元的氟原子數(shù)目來表示，如氟橡膠23，是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡膠耐高溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕。⑤聚硫橡膠。由二鹵代烷與堿金屬或堿土金屬的多硫化物縮聚而成。有優(yōu)異的耐油和耐溶劑性，但強(qiáng)度不高，耐老化性、加工性不好，有臭味，多與丁腈橡膠并用。此外，還有聚氨酯橡膠、氯醇橡膠、丙烯酸酯橡膠等。
橡膠加工基本過程包括塑煉、混煉、壓延或擠出、成型和硫化等基本工序，每個(gè)工序針對(duì)制品有不同的要求，分別配合以若干輔助操作。為了能將各種所需的配合劑加入橡膠中，生膠首先需經(jīng)過塑煉提高其塑性；然后通過混煉將炭黑及各種橡膠助劑與橡膠均勻混合成膠料；膠料經(jīng)過壓出制成一定形狀坯料；再使其與經(jīng)過壓延掛膠或涂膠的紡織材料（或與金屬材料）組合在一起成型為半成品；*后經(jīng)過硫化又將具有塑性的半成品制成高彈性的*終產(chǎn)品
