橡胶的特性和用途

目录
橡胶材料的特性与用途 (2)
1、具有高弹性 (2)
2、具有粘弹性 (2)
3、具有缓冲减震作用 (2)
4、具有电绝缘性 (2)
5、具有温度依赖性 (2)
6、具有老化现象 (3)
7、必须进行硫化 (3)
橡胶的种类与特性 (3)
1.天然橡胶（NR） (3)
2.丁苯橡胶（SBR） (4)
3.顺丁橡胶（BR） (4)
4.异戊橡胶（IR） (4)
5.氯丁橡胶（CR） (5)
6.丁基橡胶（IIR） (5)
7.丁腈橡胶（NBR） (6)
8.氢化丁腈橡胶（HNBR） (6)
9.乙丙橡胶（EPM\\EPDM） (6)
10.硅橡胶（Q） (7)
11.氟橡胶（FPM） (7)
12.聚氨酯橡胶（AU\\EU） (7)
13.丙烯酸酯橡胶（ACM\\AEM） (8)
14.氯磺化聚乙烯橡胶（CSM） (8)
15.氯醚橡胶（CO\\ECO） (8)
16.氯化聚乙烯橡胶（CM或CPE） (9)
丁腈橡胶的应用 (9)
(一)简介与特性 (9)
(二)研发历史 (11)
(三)生产规模 (11)
(四)生产技术 (12)
(五)产品应用 (12)
(六)研发趋势 (12)
橡胶材料的特性与用途
橡胶材料的基本特点：
1、具有高弹性橡胶的弹性模量小，一般在1-9.8Mpa。

伸长变形大，伸长率可高达100％，仍表现有可恢复的特性，并能在很宽的温度（-50－+150℃）范围内保持有弹性。

2、具有粘弹性橡胶是粘弹性体，由于大分子间作用力的存在，使橡胶受外力作用，产生形变时受时间、温度等条件的影响，表现有明显的应力松弛和蠕变现象，有振动或交变应力等周期作用下，产生滞后损失。

3、具有缓冲减震作用橡胶对声音及振动的传播有缓和作用，可利用这一特点来防除噪音和振动。

4、具有电绝缘性橡胶和塑胶一样是电绝缘材料。

例
如天然橡胶和丁基橡胶和体积电阻可达到10
5、具有温度依赖性高分子材料一般都受温度影响，橡胶在低温时处于玻璃态变硬变脆，在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至燃烧等。

6、具有老化现象如同金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因环境条件变化而发生老化，使性能变坏，使用寿命缩短。

7、必须进行硫化橡胶必须加入硫磺或其它能使橡胶硫化（或交联）的物质，使橡胶大分子交联成空间网状结构，才能得到具有使用价值的橡胶制品，但是热塑橡胶可不必硫化。

橡胶的种类与特性
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，是一种非极性物质，它溶于非极性的溶剂和油中。

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，在环己烷、汽油、笨中，硫化前溶解，硫化后溶胀。

抵抗酸碱的腐蚀能力低，抗10%的氢氟酸，20%的盐酸，30%的硫酸、50%的氢氧化钠；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，在多次形变下生热量大，耐油、耐热、耐特种介质的性能差；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，无需塑
炼，属于极性物质。

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，化学稳定型好，能抵抗除强酸外的大部分化学药品的腐蚀。

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，如：建筑防水片、建筑密封条、公路填缝材料、桥梁支座垫片、电线包皮等。

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，耐气候性好不需家防老剂，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，化学稳定性好，电绝缘性也非常好。

缺点是弹性最差，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.丁腈橡胶（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.氢化丁腈橡胶（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，其他性能与丁腈橡胶一样。

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℃），是目前最好的耐寒、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）又稱為海帕龍（Hypalon）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。

耐臭氧耐老化优良，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、耐油、耐热、耐寒较好。

使用温度范围：约-20℃~＋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。

丁腈橡胶的应用
(一)简介与特性
丁腈橡胶（NBR）是由丁二烯和丙烯腈经乳液共聚而成的聚合
物，丁腈橡胶以其优异的耐油性而蓍称，其耐油性仅次于聚硫
橡胶、丙烯酸酯橡胶和氟橡胶，此外丁腈橡胶还具有良好的耐
磨性、耐老化性和气密性，但耐臭氧性、电绝缘性和耐寒性都
比较差，而导电性动比较好。

因而在橡胶工业中应用得广泛。

丁腈橡胶的用途，主要应用于耐油制品，例如各种密封制品。

其它还有作为PVC改性剂及与PVC并用做阻燃制品，与酚醛并
用做结构胶粘剂，做抗静电好的橡胶制品等。

丁腈橡胶
nitrile butadiene rubber 简称 NBR。

由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。

是耐油(尤其是烷烃油)、耐老化性能较好的合成橡胶。

丁腈橡胶中丙烯腈含量(％)有42～46、36～41、31～35、25～30、18～24等五种。

丙烯腈含量越多，耐油性越好,但耐寒性则相应下降。

它可以在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。

此外，它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。

广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。

丁腈橡胶1935年在德国首先进行工业化生产。

80年代以来，丁腈橡胶的世界年产量约为400kt,约占合成橡胶总产量的3％，居第七位。

丁腈橡胶多采用乳液聚合连续生产。

其工艺过程与丁苯橡胶类似。

温度可采用30℃或约5℃,转化率一般维持在70％～85％。

生产工艺有以下一些特点：①单体丙烯腈极性较强，致使在聚合过程中胶乳不太稳定，丙烯腈用量越大，胶乳的稳定性就越差。

②介质的碱性或酸性太强或聚合温度过高都会引起氰基的水解，即：生成的酸会破坏乳化剂，这也是导致乳胶不稳定的原因之一。

③上述水解反应的中间产物酰胺基和聚合物链中的氰基在较高温度下，都可能进行交联反应，使产品质量变坏。

④丁二烯与丙烯腈的竞聚率相差颇远（在40℃时分别为0.3和0.02）,因此，共聚物中单体的组成及分布，对转化率的依赖性较大。

采用分批加入丙烯
腈的办法可以改善氰基分布。

丁腈橡胶由于分子链间作用力
较强，硬度较大，故加工较困难，其中以聚合温度为30℃所
制得的硬胶最不易加工，需在冷辊上预先塑化后才能操作。

工
业上常采用更有效地调节分子量的方法并把聚合温度降低至
5℃,以减少副反应来改善它的加工性能。

另一方面，丁腈橡胶
还可通过与多种橡胶如氯丁橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、丁苯
橡胶等及合成树脂如聚氯乙烯、酚醛树脂等共混（见高分子共
混物），使性能得到改进。

(二)研发历史
丁睛橡胶是目前用量最大的一种特殊合成橡胶，是以丁二
烯和丙烯腈为单体经乳液共聚而制得的高分子弹性体。

在
第二次世界大战爆发的前几年里，发展了多种合成橡胶。

德国发现了丁二烯－丙烯腈的共聚橡胶－丁腈橡胶，并发
现这种橡胶耐油、耐汽油以及耐高温老化方面均优于天然
橡胶。

(三)生产规模
2000年世界NBR生产能力约为610 kt/a，占合成橡胶总生
产能力的4.7％。

1996～2000年世界NBR消耗量年均增长
2.9％。

(四)生产技术
NBR工业生产采用的乳液聚合工艺早已成熟和定型，我国
现有3套生产装置，其中l套生产硬胶，总生产能力为
30kt/a。

兰州化学工业公司从日本Zeon公司引进的15 kt/a
软胶装置于2000年4月投产。

2000年我国合成橡胶需求
量约占合成橡胶市场总量的4％，即36～38kt，当年产量
为lO.8kt。

(五)产品应用
丁腈橡胶(NBR)分子链上带有极性腈基基团，赋予其耐油、
耐热老化等优异性能，具有较宽的使用温度范围；主要用
于制作耐油橡胶制品，广泛应用于汽车工业、航空航天、
石油开采、化工、轻纺、电线电缆、建筑材料等，其消耗
量约占合成橡胶总量的3％。

(六)研发趋势
为了使NBR性能更加符合不同用途制品的要求，各国都相继开发生产了具有特殊性能的NBR新品种，如氢化丁腈橡胶（HNBR）、粉末丁腈橡胶（PNBR）、羧基丁腈橡胶（XNBR）、液体丁腈橡胶等，使得NBR产品形成了系列化、功能化。