天然橡胶(NR)的品种和分级标准
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天然橡胶(NR)的品种和分级标准
天然橡胶主要根据制法分类,在每类中,又按质量水平或原料的不同而分级。
天然橡胶的分类如下:
三叶橡胶树产的橡胶----1.通用类----(1)颗粒胶
(2)烟片胶
(3)风干片胶
(4)绉片胶
2.特种类----(1)恒粘橡胶,充油橡胶
(2)低粘橡胶,胶清橡胶
(3)易操作橡胶,炭黑共沉胶
(4)纯化橡胶,粘土共沉胶
(5)轮胎橡胶,散粒橡胶
3.改性类----(1)难结晶橡胶,环氧化橡胶,氯化橡胶
(2)接枝橡胶,液体橡胶,氢氯化橡胶
(3)环化橡胶,热塑性橡胶
其他植物产的橡胶----1.银菊橡胶
2.杜仲橡胶
通用天然橡胶有两种分级方法:一种是按外观质量分级,如烟片胶及绉片胶就是按这种方法分级的;另一种按理化指标分级,这种方法比较科学,一般颗粒胶是按这种方法分级的。
烟片胶有80余年生产历史,以外观质量分级,我国国家标准分有一级、二级、三级、四级、五级。
一级质量最高,以后质量逐级下降。
例如要求以及胶片无霉、无氧化斑点、无熏不透、无熏过度、无不透明等。
而二级烟片胶可允许胶片有少量干霉、轻微胶锈,无氧化斑点和熏不透胶等。
各级烟片胶均有标准胶样,以便参照。
烟片胶包装比较大,使用不方便,国际上规定包重为102~114kg,体积为0.14立方米,胶包上要注明烟片胶,级别、厂名、生产日期等标志。
绉片胶由于原料及制法不同,绉片可以分为胶乳绉片、杂绉片两种。
每种中视质量的不同还分为不同等级。
标准橡胶或颗粒胶,是20世纪60年代发展起来的天然橡胶新品种。
以前,通用的烟片、绉片、风干片这几种传统产品不论在分级方法、制造方法上都是束缚着天然橡胶的发展。
因此,马来西亚于1965年开始实行标准橡胶计划,在使用生胶理化性能分级的基础上发展了颗粒橡胶的生产。
标准橡胶是指按机械杂质、塑性保持率、塑性初值、氮含量、灰法分含量、灰分含量、颜色指数等理化性能指标进行分级的橡胶。
标准橡胶包装也比较先进,一般用聚乙烯薄膜包装,并有鲜明的标识,包的重量较小,易于搬动。
马来西亚包装重为33.3kg,我国规定为40kg。
标准胶的分级较为科学,所以这种分级方法很快为各主要天然橡胶生产国以及国际标准化机构所接受,并先后制定了标准胶的分级标准。
这些标准大体相同,但又不完全一致。
例如ISO2000规定分五个等级,我国的标准GB8081—87,规定有四个等级。
以上所述的是通过品种的天然橡胶,他们用量大、应用面宽。
在标准胶未出现之前,烟片胶用量最大,目前则是标准胶用量最大。
其它的特种橡胶及改性天然橡胶,如恒粘橡胶、低粘橡胶、易操作橡胶、纯化橡胶、轮胎橡胶、胶清橡胶、难结晶橡胶、炭黑共沉橡胶、粘土共沉橡胶、接枝天然橡胶、环氧化天然橡胶、环化天然橡胶等,它们各有特殊的性能及用途,但用量少。
天然橡胶自然属性
1.天然橡胶植物
天然橡胶(NR)是指从植物中获得的橡胶,地球上能进行生物合成橡胶的植物约有200多种,但具有采集价值的只有几种,其中主要是巴西橡胶树,这种树也称为三叶橡胶树,其次是银菊、橡胶草、杜仲等。
巴西橡胶树是一种热带地区生长的高大乔木,树干直径可达几十厘米,高达10~20m,树叶是三个为一支,也称为三叶橡胶树。
这种树原产于亚马逊河流域,1876年英国人成功地把它移植在东南亚地区。
1904年我国开始引植。
建国后在两广、海南、云南等地都有种植。
据1992年统计,我国天然橡胶年产量为28万吨,列世界第四位。
银菊是多年生灌木,主要生长在墨西哥的荒漠地区。
银菊橡胶是以胶乳形式存在于植株的茎皮及根部,采用磨碎分离的方法提取银菊胶。
杜仲橡胶树生产的橡胶为反式聚异戊二烯,这种橡胶称为杜仲橡胶,与国外的古塔波胶、巴拉塔胶均属一类,也都是野生资源。
2.天然橡胶的成分
天然橡胶是由胶乳制造的,胶乳中所含的非橡胶成分有一部分就留在固体的天然橡胶中。
一般天然橡胶中含橡胶烃92%~95%,而非橡胶烃占5%~8%。
由于制法不同,产地不同乃至采胶季节不同,这些成分的比例可能有差异,但基本上都在范围以内。
蛋白质可以促进橡胶的硫化,延缓老化。
另一方面,蛋白质有较强的吸水性,可引进橡胶吸潮发霉、绝缘性下降,蛋白质还有增加生热性的缺点。
丙酮抽出物是一些高级脂肪酸及固醇类物质,其中有一些起天然防老剂和促进剂作用,还有的能帮助粉状配合剂在混炼过程中分散并对生胶起软化的作用。
灰分中主要含磷酸镁和磷酸钙等盐类,有很少量的铜、锰、铁等金属化合物,因为这些变价金属离子能促进橡胶老化,所以他们的含量应控制。
干胶中的水分不超过1%,在加工过程中可以挥发,但水分含量过多时,不但会使生胶储存过程中易发霉,而且还会影响橡胶的加工,如混炼时配合剂易结团;压延、压出过程中易产生气泡,硫化过程中产生气泡或呈海绵状等。
天然橡胶的性能和用途
天然橡胶生胶的玻璃化温度为-72℃,胶流温度130℃,开始分解温度200℃,激烈分解温度270℃。
当天然橡胶硫化后,其Tg上升,也再不会发生粘流。
天然橡胶的弹性其生胶及交联密度不太高的硫化胶的弹性是高的。
例如在0-100℃范围内,回弹性在50-85℃之间,其弹性模量仅为钢的1/3000,伸长率可达1000%,拉伸到350%,后,缩回永久变形仅为15%,天然橡胶的弹性较高,在通用橡胶中仅次于顺丁橡胶。
天然橡胶的强度在弹性材料中,天然橡胶的生胶、混炼胶、硫化胶的强度都比较高。
未硫化橡胶的拉伸强度称为格林强度,天然橡胶的格林强度可达1.4~2.5Mpa,适当的格林强度对于橡胶加工成型是必要的。
天然橡胶撕裂强度也较高,可达98kN/m,其耐磨性也较好。
天然橡胶机械强度高的原因在于它是自补强橡胶,当拉伸时会使大分子链沿应力方向取向形成结晶。
天然橡胶的电性能天然橡胶是非极性物质,是一种较好的绝缘材料。
当天然橡胶硫化后,因引入极性因素,如硫黄、促进剂等,从而使绝缘性能下降。
天然橡胶的耐介质性能天然橡胶是一种非极性物质,它溶于非极性溶剂和非极性油中。
天然橡胶不耐环己烷、汽油、苯等介质,未硫化胶能在上述介质中溶解,硫化橡胶则
溶胀。
天然橡胶不溶于极性的丙酮、乙醇中,更不溶于水中,耐10%的氢氟酸、20%的盐酸、30%的硫酸、50%的氢氧化钠等。
天然橡胶主要用途天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点,广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面,如交通运输上用的轮胎;工业上用的运输带、传动带、各种密封圈;医用的手套、输血管;日常生活中所用的胶鞋、雨衣、暖水袋等都是以橡胶为主要原料制造的,国防上使用的飞机、大炮、坦克,甚至尖端科技领域里的火箭、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等都需要大量的橡胶零部件。
轮胎的用量要占天然橡胶使用量的一半以上。
上海轮胎橡胶集团公司、山东成山橡胶公司、山东轮胎厂、杭州中策有限公司、东风轮胎集团公司和桦林轮胎集团公司等轮胎企业是我国天然橡胶的使用大户。
通用合成橡胶
1、丁苯橡胶
2、顺丁橡胶\聚丁二烯橡胶(BR)
3、聚异戊二烯橡胶(IR)
4、乙丙橡胶
5、氯丁橡胶(CR)
特种橡胶(非通用合成橡胶)
1、丁腈橡胶
2、丁基橡胶
3、氟橡胶
4、硅橡胶
5、聚氨酯橡胶
5、丙烯酸酯橡胶
丁苯橡胶
丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯经共聚合制得的橡胶。
英文缩写是SBR。
是产量最大的通用合成橡胶,有乳聚丁苯橡胶、溶聚丁苯橡胶。
世界丁苯橡胶生产能力中约87%使用乳液聚合法,通常所说的丁苯橡胶主要是指乳聚丁苯橡胶。
乳聚丁苯橡胶又包括高温乳液聚合的热丁苯与低温乳液聚合的冷丁苯。
前者于1942年工业化,目前仍有少量生产,主要用于水泥、粘合剂、口香糖、以及某些织物包覆与模塑制品及机械制品。
通常所说的丁苯橡胶主要是指低温乳液聚合法生产的丁苯橡胶,
1947年工业化,它有较高的耐磨性和很高的抗张强度,良好的加工性能,以及其它综合性能,是目前产量最大、用途最广的合成橡胶品种。
溶聚丁苯橡胶(SSBR)是丁二烯与苯乙烯在烃类溶剂中,在丁基锂催化剂存在下聚合制得。
80年代后期生产的第二代溶聚丁苯橡胶滚动阻力优于乳聚丁苯橡胶和天然橡胶,抗湿滑性优于顺丁橡胶,耐磨性也好,可以满足轮胎高速、安全、节能、舒适的要求,用其制造轮胎比乳聚丁苯橡胶节油3%~5%。
丁苯生胶是浅黄褐色弹性固体,密度随苯乙烯含量的增加而变大,耐油性差,但介电性能较好;生胶抗拉强度只有20-35千克力/厘米2,加入炭黑补强后,抗拉强度可达250-280千克力/厘米2;其黏合性﹑弹性和形变发热量均不如天然橡胶,但耐磨性﹑耐自然老化性﹑耐水性﹑气密性等却优于天然橡胶,因此是一种综合性能较好的橡胶。
丁苯橡胶是橡胶工业的骨干产品,它是合成橡胶第一大品种,综合性能良好,价格低,在多数场合可代替天然橡胶使用,主要用于轮胎工业,汽车部件、胶管、胶带、胶鞋、电线电缆以及其它橡胶制品。
顺丁橡胶\聚丁二烯橡胶(BR)
丁二烯在聚合时由于条件不同可产生不同类型的聚合物。
高顺式聚丁二烯橡胶1960年在国外正式投入工业生产,我国于1967年工业生产。
这种橡胶习惯上称为顺丁橡胶。
它是一个大品种的合成橡胶,主要用于轮胎工业。
由于顺丁橡胶性能优越,成本较低,所以在橡胶生产中一直占有重要地位。
(1)聚丁二烯橡胶的分类聚丁二烯橡胶主要按制法分类:
溶聚---- 1.高顺式聚丁二烯橡胶(顺式96%-98%,镍、钴、稀土催化剂)
2.低顺式聚丁二烯橡胶(顺式35%-40%,锂催化剂)
3.超高顺式聚丁二烯橡胶(顺式98%以上)
4.低乙烯基聚丁二烯橡胶(乙烯基8%,顺式91%)
5.中乙烯基聚丁二烯橡胶(乙烯基35%-55%)
6.高乙烯基聚丁二烯橡胶(乙烯基70%以上)
7.低反式聚丁二烯橡胶(反式9%,顺式90%)
8.反式聚丁二烯橡胶(反式95%以上,室温为非橡胶态)
乳聚---- 乳聚聚丁二烯橡胶
本体聚合---- 丁钠橡胶(已淘汰)
(2)顺丁橡胶的结构顺丁橡胶含顺势1,4-结构为96%~98%,反式1,4-结构1%~2%,1,2-结构1%~2%。
顺丁橡胶是结晶性橡胶,但结晶能力不强,所以自补强能力较小。
另外,顺丁橡胶的结晶对应变得敏感性低,这也是使顺丁橡胶的自补强性比天然橡胶的低得多的原因之一。
(3)顺丁橡胶的性能由于顺丁橡胶的分子结构主要是顺式1,4-结构,分子排列规整,所以其弹性比天然橡胶还好。
顺丁橡胶的玻璃化温度Tg=-105℃,故它的低温物理性能很好,耐寒温度低于-55℃。
弹性是通用橡胶中最好的一种。
耐热性与天然橡胶相同,都为120℃,但耐热老化性能却优于天然橡胶。
拉伸强度比天然橡胶、丁苯橡胶都低,因此必须加入炭黑
等补强剂。
撕裂强度也比天然橡胶低,抗湿滑性能不好,用于轮胎胎面、鞋底时,在湿路上易打滑。
顺丁橡胶的耐磨性优异,滞后损失小,生热低,这对制品在多次变形下的生热和永久变形的降低都十分有利。
顺丁橡胶在混炼前不需要塑炼。
混炼胶的压出性能良好,适于注压成型,但粘着性差。
顺丁橡胶对加工温度的变化较敏感,当开炼机辊温在60℃以上时,胶料易脱辊,给加工带来一定的困难。
一般需要与天然橡胶或丁苯橡胶并用,以改善工艺加工性能。
顺丁橡胶的冷流性较大,这对生胶的包装、贮存和半成品的存放都提出了较高的要求。
(4)顺丁橡胶的用途主要用于制造轮胎,还可用于制造耐磨制品(如胶鞋、胶辊)、耐寒制品和防震制品,可作为塑料的改性剂。
顺丁橡胶可与多种橡胶并用。
制造乘用汽车轮时,可与丁苯橡胶并用,并用量为35%~50%。
制造载重汽车轮胎胎面时,常与天然橡胶并用,并用量为25%~50%。
用于重型越野汽车轮胎胎面时,天然橡胶75份,顺丁橡胶25份较好。
用于胶布时,一般与丁苯橡胶并用,并用量为15%~30%。
用于制造轮胎胎侧时可与氯丁橡胶并用,以提高耐低温性能。
顺丁橡胶也可与氯磺化聚乙烯并用。
聚异戊二烯橡胶(IR)
聚异戊二烯橡胶简称异戊橡胶,其结构单元为异戊二烯。
与天然橡胶一样,1954年开始工业化生产。
从整体上看,异戊橡胶的加工配合、性能及应用于天然橡胶相当,适于做浅色制品。
但由于与天然橡胶存在结构及成分上的差别,所以性能上还存在一定的差异。
聚异戊二烯的微观结构中顺式含量低于天然橡胶,即分子规整性低于天然橡胶,所以异戊橡胶的结晶能力比天然橡胶差,分子量分布较窄,分布曲线为单峰。
不含有天然橡胶中那么多的蛋白质和丙酮抽出物等非橡胶烃成分。
异戊橡胶与天然橡胶相比,异戊橡胶质量及外观都较均匀,颜色较浅,塑炼快。
未硫化胶流动性好于天然橡胶,生胶有冷流倾向,格林强度较低,硫化速度较慢,所以在配合时硫磺用量应比天然橡胶少用10%~15%,促进即用量比天然橡胶增加10%~20%。
异戊橡胶压延、压出时的收缩率较低,粘合性不亚于天然橡胶。
与硫化的天然橡胶比,异戊橡胶硫化胶的硬度、定伸应力和拉伸强度比较低,扯断伸长率稍高,回弹性与天然橡胶相比,在高温下回弹性比天然橡胶稍高,生热性及压缩永久变形、拉伸永久变形都较天然橡胶的低。
异戊橡胶耐老化性能稍逊于天然橡胶。
乙丙橡胶
乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原料合成,耐老化、电绝缘性能和耐臭氧性能突出。
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。
还可制造胶鞋、卫生用品等浅色制品。
氯丁橡胶(CR)
氯丁橡胶是由单体氯丁二烯经乳液聚合反应制成的弹性体。
它于1931年实现工业化,初期由美国杜邦公司开始生产,现已发展为有10多个国家生产率丁橡胶,全世界年生产量约为70万吨。
(1)氯丁橡胶的分类主要根据制法及用途分类
氯丁橡胶----1.通用型----(1)硫调型
(2)非硫调型
2.专用型----(1)粘结型
(2)特殊用途性
3.氯丁胶乳----(1)通用胶乳
(2)特殊胶乳
(2)氯丁橡胶的结构
硫调型氯丁橡胶也称为通用型或G型。
由于它在合成时用硫黄及秋兰姆做调,所以分子链中有多硫键。
而非硫调型也称W型,制造时用硫醇做调节剂分子链中不含硫黄。
氯丁橡胶的微观结构主要决定于聚合温度,聚合温度低时则反式1,4-结构多,分子规整性高,结晶度高,分子量大的部分含量高,分子量低部分含量低。
氯丁橡胶的结晶能力高于天然橡胶、顺丁橡胶和丁基橡胶。
因为它的大分子链上主要含钒是1,4-结构,像古塔波胶那样,是反式1,4-结构结晶。
结晶程度对于橡胶的加工及应用都有重要的影响,一般未硫化橡胶在长期存放后,便会产生结晶,硬度增加。
硫化胶在-5~21℃间也能产生结晶,0℃以下很快产生结晶,升温会可逆地熔晶。
根据用途不同,可以通过聚合条件等调整合成出不同结晶能力的橡胶。
国产氯丁橡胶结晶能力分为四个等级:微、低、中、高;国外分五个等级:小、中小、中、大、极大。
结晶能力微及小的一般是氯丁二烯与其它单体的共聚物,硫调型者结晶能力低,非硫调型者结晶能力中等。
CR2481、CR2482、AC、AD等粘接型的结晶能力高。
氯丁橡胶结构中的双键及氯原子均不够活泼,不易发生化学反应。
其硫化反应活性及氧化反应活性、臭氧化反应活性均比天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶低。
它不能用一般硫黄硫化体系硫化。
而耐老化性、耐臭氧老化性比一般不饱和橡胶好得多。
(3)氯丁橡胶的性能
贮存稳定性在聚合过程中,用硫黄作调节剂的通用性(G型)氯丁橡胶的大分子主链上,常生成具有硫链的聚合物,同时容易生成1,2-结构和3,4-结构的聚合物。
硫链的聚合物中,S-S键的键能远低于C-C或C-S键的键能,在多种因素影响下,S-S键易断裂,而生成新的活性基团,导致分子链交联;在1,2-结构和3,4-结构的分子链上的氯原子较易脱落,而生成活性基团也导致分子链的支化和交联,所以氯丁橡胶在贮存过程中易变质。
随贮存时间的延长,焦烧稳定性越来越差,生胶的可塑度不断下降,加工性能渐趋恶化。
非硫调节的54-1型氯丁橡胶,由于它不含S-S键,且主要是1,4-结构,而1,2-结构和3,4-结构较少,因而较为稳定。
例如,在30℃温度下,通用型氯丁橡胶的贮存期为10个
月,而54-1型氯丁橡胶可达40个月。
表2-5表明通用型氯丁橡胶在加热过程中,HCl(氯化氢)含量明显增加,防老剂含量不断地消耗,这就是老化自硫的结果。
经验证明,在70℃下老化24h相当于在25℃下贮存半年。
原化工部部颁标准规定,在30℃下,贮存期不得超过半年,在20℃下,贮存期不得超过1年。
表2-5通用型氯丁橡胶的热空气老化(70℃)
加热时间/h 24 48 96 144 240
HCl含量/%
防老剂含量/% 0.27
1.75
0.26
1.56
0.39
1.22
0.59
1.13
0.55
1.0
物理机械性能通用型氯丁橡胶的主要物理机械性能与天然橡胶十分接近(见表
2-4)。
通用型氯丁橡胶配合的硬度范围是邵尔A30~95。
与丁基橡胶、聚硫橡胶同样不能配合硬质胶。
通用型氯丁橡胶的耐屈挠性能良好。
国产耐热运输带的覆盖胶试验结果是:产生同样龟裂程度的天然橡胶胶料配方为39.9万次,50%天然橡胶与50%氯丁橡胶并用胶料配方为79万次,而100%氯丁橡胶胶料配方为88.2万次。
压缩生热性能比其它合成橡胶好,但不如天然橡胶(见表2-6)。
表2-6各种橡胶的压缩升温/℃
橡胶名称纯胶配方50%炭黑配方
丁苯橡胶丁腈橡胶丁基橡胶氯丁橡胶天然橡胶44~67
44~46
70
28
—
83~91
83~84
94
74
5~8
温度特性氯丁橡胶是一种极性较强的橡胶,其工艺性能及硫化胶的物理性能受温度的影响很大。
温度升高时,氯丁橡胶的塑性显著增加,而硫化胶的强度则显著降低。
按纯胶检验配方制备的硫化胶,在10℃温度下测试的拉伸强度比在30℃下测试所得要低3.0MPa。
氯丁橡胶的强度随温度的升高而降低,比天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶均较明显,而略优于丁腈橡胶。
表2-7是氯丁橡胶与天然橡胶的比较。
表2-7氯丁橡胶与天然橡胶拉伸强度与温度的关系
测验温度/℃
拉伸强度/MPa
通用型氯丁橡胶天然橡胶
25 50 70 100 22.0
16.0
11.5
7.5
24.0
23.5
21.5
17.0
氯丁橡胶的分子结构比较规整,极性较强,因而容易结晶。
它的脆化温度也较高(-35~-40℃),耐低温性差。
若采用适当的配合可以达到-62℃。
氯丁橡胶的结晶范围在-35~+35℃之间,最适宜的结晶温度为-12℃,所以其制品在低温下虽未脆化,但由于结晶而显著硬化,变得不堪使用。
由于氯丁橡胶的分子链上有极性强的氯原子保护双键并降低双键的活性,因此氯丁橡胶有比较好的耐热性(见表2-8),使用温度比天然橡胶高30~50℃,短时间使用的温度可达150℃,在90~110℃下可使用4个月。
另外由于氯原子的存在,氯丁橡胶的阻燃性也比较好。
表2-8各种橡胶的允许使用温度
使用温度橡胶名称生用温度
界限/℃
最高使用
温度/℃
脆化温度
/℃
低温使用
界限/℃
耐燃性
天然橡胶丁苯橡胶丁基橡胶氯丁橡胶丁腈橡胶130
140
150
160
170
70~80
80~100
120~150
100~120
-67~-73
-52
-79
-40
-26
-70
-66~-70
-32~-42
-32~-42
差
差
差
良
差丁腈橡胶
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的,丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产,耐油性极好,耐磨性较高,耐热性较好,粘接力强。
其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差,电性能低劣,弹性稍低。
丁腈橡胶主要用于制造耐油橡胶制品。
丁基橡胶
丁基橡胶是由异丁烯和少量异戊二烯共聚而成的,主要采用淤浆法生产。
透气率低,气密性优异,耐热、耐臭氧、耐老化性能良好,其化学稳定性、电绝缘性也很好。
丁基橡胶的缺点是硫化速度慢,弹性、强度、粘着性较差。
丁基橡胶的主要用途是制造各种车辆内胎,用于制造电线和电缆包皮、耐热传送带、蒸汽胶管等。
氟橡胶
氟橡胶是含有氟原子的合成橡胶,具有优异的耐热性、耐氧化性、耐油性和耐药品性,它主要用于航空、化工、石油、汽车等工业部门,作为密封材料、耐介质材料以及绝缘材料。
硅橡胶
硅橡胶由硅、氧原子形成主链,侧链为含碳基团,用量最大的是侧链为乙烯基的硅橡胶。
既耐热,又耐寒,使用温度在-100~300℃之间,它具有优异的耐气候性和耐臭氧性以及良好的绝缘性。
缺点是强度低,抗撕裂性能差,耐磨性能也差。
硅橡胶主要用于航空工业、电气工业、食品工业及医疗工业等方面。
聚氨酯橡胶
聚氨酯橡胶是由聚酯(或聚醚)与二异睛酸酯类化合物聚合而成的。
耐磨性能好、其次是弹性好、硬度高、耐油、耐溶剂。
缺点是耐热老化性能差。
聚氨酯橡胶在汽车、制鞋、机械工业中的应用最多。
丙烯酸酯橡胶
1.性能与组成
丙烯酸酯橡胶(以下简称ACM)是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体,其主链为饱和碳链,侧基为极性酯基。
由于特殊结构赋予其许多优异的特点,如耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等,力学性能和加工性能优于氟橡胶和硅橡胶,其耐热、耐老化性和耐油性优于丁腈橡胶。
ACM被广泛应用于各种高温、耐油环境中,成为近年来汽车工业着重开发推广的一种密封材料,特别是用于汽车的耐高温油封、曲轴、阀杆、汽缸垫、液压输油管等,目前国内需求几乎全部依赖进口。
ACM的共聚单体可分为主单体、低温耐油单体和硫化点单体等三类单体。
主单体,常用的主单体有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸-2-乙基己酯等;随着侧酯基碳数增加,耐寒度增加,但是耐油性变差,为了保持ACM良好耐油性,并改善其低温性能,便合成一些带有极性基的低温耐油单体。
低温耐油单体,传统的采用丙烯酸烷氧醚酯参与共聚,得到ACM耐寒温度为-30℃以下;尔后工业生产中又选用丙烯酸甲氧乙酯为共聚单体生产耐寒型ACM,进一步降低使用温度。
近年来国外专利报道使用丙烯酸聚乙二醇甲氧基酯、顺丁烯二酸二甲氧基乙酯等作为低温耐油单体效果更好。
另外杜邦公司采用乙烯与丙烯酸甲酯溶液共聚,将乙烯引入聚合物主链,可以明显提高产品低温屈挠性等。
硫化点单体,为了使ACM方便硫化处理,因此还必须加入一定量的硫化点单体参与共聚,一般硫化点单体的含量小于5%,硫化点单体按反应活性点可分为含氯型、环氧型、羧基型和双键型等。
其中目前工业化应用的主要有含氯型的氯乙酸乙烯酯、环氧型甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油酯、双键型的3-甲基-2-丁烯酯、羧酸型的顺丁烯二酸单酯或衣糠酸单酯,另外还有专利报道采用乙酰乙酸烯丙酯等。