常用橡胶结构用途解析

1天然橡胶为什么具有高弹性，其他性能上的主要优缺点有哪些？
天然橡胶98%以上是顺式1,4-聚异戊二烯构成的线型高分子化合物。

常温下天然橡胶表现出高弹性，即天然橡胶弹性很低为2-4，形变量可达1000%以上，在0-100℃温度范围内的弹回率可达50%-85%以上。

原因为天然橡胶为大分子主链中含有孤立双键的高聚物，虽然双键本身不能内旋转，但双键旁的α单键更易内旋转，所以T g比较低，为-73℃。

故天然橡胶通常处于高弹态，连段运动能力很大，很容易进行构象改变，在较小的外力作用下，分子链就有卷曲便伸展，外力除去，大分子由伸展又变回卷曲状。

优点：天然橡胶的综合物理机械性能优于其他任何橡胶，天然橡胶具有良好的耐屈挠疲劳性能，动态滞后损失小，生热量低，并具有良好的气密性、防水性、电绝缘性和隔热性及耐寒性。

天然橡胶属于结晶性橡胶，低温下和外力拉伸作用都会产生结晶、自补强性大，纯胶硫化胶拉伸强度可达到17-25 MPa。

天然橡胶的加工工艺性能优于其他所有橡胶，如塑炼、混炼比较容易，配合剂易于混入分散均匀，生热量少，压型收缩率小，成型黏着性好等。

缺点：耐热氧老化性能和耐油类非极性溶剂溶胀性能不如其他橡胶。

2丁苯橡胶在分子结构和性能上的主要特点是什么？主要用途是什么？
结构：以乳聚丁苯胶产量最多，乳聚丁苯橡胶分子中有两种单体之间的结合顺序有多种形式并存。

丁二烯的加成位置既有1,4加成又有1,2加成，1,4加成中又有顺、反两种结构存在，故大分子的结构不规整，又无极性取代基，属于不能结晶的非极性橡胶。

苯乙烯的存在降低了大分子链的不饱和程度，苯侧基体积庞大、丁二烯的侧乙烯基存在使大分子链的柔顺性降低
性能特点优点：丁苯橡胶的不饱和程度比天然橡胶低，双键活性也比较低，故耐热耐老化性能比天然橡胶更好，化速度较慢，不易发生焦烧现象，硫化平坦性较好，不易过硫。

其耐磨耗性。

气密性、电绝缘性也比天然橡胶好。

缺点：丁苯橡胶的弹性、耐寒性较差，之后损失大，纯胶硫化胶的强度低，耐屈挠龟裂性和抗裂口扩展性较差；胶料的工艺加工性能较差，表现在混炼时不易吃粉，生热升温快，压型收缩率大，成型黏着性差等。

其优缺点随分子中苯乙烯含量比例的增加而表现更甚。

用途：丁苯橡胶的成本低廉，其物理机械性能和工艺加工性能不足可以通过调整配方（如与天然橡胶并用）和工艺条件的到改善或克服，是目前产量和消耗量最大的通用型合成橡胶，其中丁苯-30在多数情况下了一部分代替或全部代替天然橡胶用于轮胎和其他一般的橡胶制品。

3顺丁橡胶在分子结构和性能上的主要特点是什么？主要用途是什么？高顺式顺丁橡胶结构（生产和使用最多）
结构特点：其分子链结构规整，无侧基，非极性，属于结晶性橡胶，分子链非常柔顺，每个链节中都有一个双键，不饱和度较高，但分子量分布较窄，平均分子量也比天然橡胶小
性能特点：
（1）分子中的双键活性比天然胶低，硫化反应速度较慢，介于天然橡胶和丁苯橡胶之间，耐热耐老化性能稍优与天然橡胶。

（2）结晶温度比天然橡胶低，拉伸结晶速度也比天然橡胶慢，故纯胶硫化胶强度低，必须用炭黑进行补强。

（3）弹性和耐寒性由于天然橡胶（高顺式的玻璃化温度为-105℃），在通用相机中石最好的，且动态生热量少，止呕损失小，耐磨性能优异。

（4）生胶的冷流动性大，不利于包装和贮存
（5）硫化胶抗湿滑性差，耐撕裂性差，尤不耐裂口扩展，顺丁橡胶轮胎老化后产生崩花掉块现象。

（6）工艺加工性能较差，如开炼机混炼时胶料的包辊性差，密炼时胶料的自粘性和成团性差，压延压出时胶料的收缩率较大
用途：合成橡胶中发展速度最快的通用合成橡胶，主要用于轮胎制品，广泛用于其它橡胶制品，如胶带、胶管、胶辊、缴械胶鞋等。

产量和消耗量在合成橡胶中居第二位，仅次于丁苯橡胶。

4聚异戊二烯橡胶在分子结构和性能上的主要特点是什么？主要用于是什么？
结构：同天然橡胶，分子中顺式-1,4结构的含量依催化剂种类不同而异，用齐格勒型催化剂时，含量为97%，
其它类型含量也都在92%以上
性能：与天然橡胶十分相似，又称为合成天然橡胶。

但异戊橡胶的质量更均一，纯度更高，非橡胶成分与凝胶含量更少，硫化胶的耐水性、电绝缘性和耐老化性能比天然胶更好。

配方相同时，异戊橡胶硫化胶的拉伸强度、耐撕裂强度和硬度、定伸应力比天然橡胶类低，硫化速度稍慢，因此必须适当增加促进剂用量用途：与天然橡胶大致相同，一切使用天然橡胶的制品几乎可以用异戊橡胶代替，是现有合成橡胶中综合物理机械性能最好的一种通用橡胶。

5乙丙橡胶在分子结构和性能上的主要特点是什么？主要用途是什么？
结构特点：以乙烯和丙烯为主要单体的定向共聚高分子弹性体，包括EPM和EPDM两类
EPM结构：由于分子结构完全饱和，不能用硫磺体系进行硫化，只能用过氧化物硫化。

EPDM结构：是在三元乙丙橡胶的分子结构中加入少量的二烯烃类第三单体制得的不饱和性三元共聚物。

共聚结构不规整，不能结晶，大分子主链上无双键，呈饱和状态，三元乙丙胶虽然引入了不饱和基团，但双键不在主链上，活性也较低，对主链性质无多大影响，分子链中没有极性取代基，空间位阻小，分子链比较柔顺。

性能特点优点：（1）极好的化学稳定性（通用橡胶中最好的）：A耐热氧老化性能好（150℃下可以长期工作，间歇工作温度可达200℃，其物理机械性能变化缓慢）。

B耐臭氧老化性能特别号（在臭氧浓度为10-4的环境条件下，乙丙橡胶经2430h仍不龟裂）。

C耐天候老化性能好（乙丙橡胶在日光下曝晒三年不见裂纹），D耐化学腐蚀性能好（乙丙橡胶对各种极性的化学药品和酸碱有较大的抗耐性，长时间接触后其性能变化不大）。

（2）乙丙橡胶具有良好的弹性（回弹率可达50%-60%，仅次于顺丁橡胶和天然橡胶，而且在低温下的弹性保持较好，-57℃才变硬，-77℃变脆）。

（3）乙丙橡胶的电绝缘性能优良，尤其是耐电晕性能极好，优于丁基橡胶。

缺点：（1）硫化速度太慢。

EPM不能用硫磺进行硫化，难以与二烯烃类橡胶并用。

（2）纯胶硫化胶强度低，必须用炭黑及其他填料补强后才具有使用价值。

（3）加工性能不好，开炼机混炼包辊性很差，操作困难，密炼机混炼时炭黑分散困难，必须采用逆混方法才能保证混合质量，胶料的自粘性和互粘性都很差，成型时粘合困难（4）对油类非极性溶剂的抗耐性很差。

用途：（1）制造耐热输送带，蒸汽胶管和耐化学品腐蚀的密封制品（2）制造桥梁码头缓冲剂及震器材，各种防水材料，轨道枕垫和各种胶板、护套等（3）电线、电缆的良好绝缘材料，特别适用于高、中压电缆。

（4）制造各种汽车配件及各种海绵。

6氯丁橡胶在分子结构和性能上的主要特点是什么？主要用途是什么？
结构特点：结构中反式-1,1加成结构含量在80%以上，大分子成规整的线性结构：分子的不饱和程度高，但双键碳原子上的极性氯原子既降低了双键的化学活性，又增加了分子之间的作用力和结晶性
性能特点：优点：（1）氯丁橡胶的拉伸性能与天然橡胶接近。

（2）耐老化性能优良，其耐热老化性、耐臭氧老化性和耐天候老化性在通用橡胶中仅次于乙丙橡胶和丁基橡胶。

耐热能与丁腈胶相当。

（3）耐燃烧性能优异，在通用橡胶中最好（不易燃，断绝火源即自行熄灭）（4）耐油类非极性溶剂性能优良（仅次于丁腈橡胶，由于其他通用橡胶）（5）耐化学腐蚀性能也很好（除强氧化性酸以外，一般酸碱介质几乎没有影响）（6）粘合性能良好，尤其适于常温粘结。

缺点：（1）贮存稳定性差（一般贮存中易硬化变质，通用型氯丁胶要在30℃一下贮存时间不能超过10个月。

W型氯丁橡胶可贮存40个月之久）（2）电绝缘性能较差（3）加工性能对温度变化敏感，混炼温度在70-90℃范围内容易粘辊，故塑混炼温度控制在70℃以下为宜，而压延温度在90℃以上为宜。

（4）耐寒性能较差（5）密度大于其他橡胶，为1.25
用途：既是特种用途的合成橡胶，又是很好的通用橡胶，广泛用于各种橡胶制品，如轮胎的胎侧，耐热耐燃输送带，耐油耐化学腐蚀的胶管，耐化学腐蚀衬里，汽车和拖拉机配件，胶板和胶辊，电线电缆外包皮和门窗密封胶条等。

也是各种氯丁橡胶胶黏剂的重要原料。

7丁基橡胶在分子结构和性能懂行的主要特点是什么？主要用途是什么？
结构特点：1，为线型大分子，结构规整，无极性取代基，属于结晶性非极性橡胶。

2，大分子主链饱和程
度高，每个链节有两个侧甲基，空间位阻大，分子结构紧密，其空间结构呈螺旋状，分子链具有一定的柔顺性。

性能特点;优点：1气密性非常好，在所有橡胶中是最好的2化学稳定性很高3其耐热老化性能、耐臭氧老化性能、耐天候老化性能优于其他一般合成橡胶，仅次于乙丙橡胶，优于其他橡胶4电绝缘性能和抗电晕性能优于其他一般合成橡胶，仅次于乙丙橡胶5丁基橡胶拉伸结晶，纯胶硫化胶的拉伸强度和断裂伸长率较高。

低温下不易结晶，耐寒性能较好，缓冲减震性能好。

缺点：1滞后现象和滞后损失较大，常温下弹性较差，永久变形大2丁基橡胶可以用硫磺硫化，但硫化速度慢，需要用高温和长时间进行硫化，难以与二烯烃类橡胶并用3胶料的自粘性，相互粘性差，必须借助于胶黏剂或过度胶层才能保证粘合效果，但仍比较低4炭黑与丁基橡胶界面上的相互作用较差，补强效果差，必须经高温混炼或热处理才能获得较好的补强作用
用途：既是特种胶，也是通用合成胶
1气密性要求高的制品，如充气轮胎内胎（占近85%）无内胎轮胎气密层2耐热耐老化制品，如轮胎工业中的水胎，风胎和硫化胶囊，耐酸碱腐蚀制品和防腐蚀容器衬里3电绝缘材料，如高中低压电缆绝缘胶层和护套4建筑防水材料和缓冲减震制品等
8丁腈橡胶在分子结构上的主要特点是什么？
结构特点：分子中单体之间无规则排列，大部分丁二烯链节按1,4加成方式与丙烯腈结合，故丁腈橡胶是极性的和非结晶性不饱和橡胶。

性能特点：优点：1具有良好的耐油和非极性溶剂性能，在通用橡胶中石最好的，耐油性能随丙烯腈含量增加而提高2耐热性能由于其他橡胶，配方适宜的制品可在120℃条件下连续工作，在热油中能耐150℃高温，在191℃油中浸泡70h后仍有屈挠性3并具有良好的耐磨性、耐老化性、气密性和导电性。

缺点：1弹性、耐寒性、电绝缘性耐臭氧性都较差2加工性能也较差，塑混炼比较困难，加工收缩率较大，生热量高。

上述优点和缺点随分子中丙烯腈含量的增加而表现更突出。

用途：广泛用于各种耐油橡胶制品。

1丁腈-40一般用于直接与油类接触的高度耐油制品，如输油胶管，各种油封制品和贮油容器衬里及隔膜等2丁腈-26用于一般耐油胶管、油箱、印刷胶辊和耐油手套等3丁腈-18用于低温耐油制品及耐油减震制品等4广泛用于各种需要导出静电的耐油、耐磨制品。

如纺织橡胶皮辊和配件等5广泛与其他橡胶，塑料并用以改善性能，扩大应用范围，最常见的是与PVC并用，进一步提高橡胶的耐油性能。

9硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯醚橡胶、丙烯酸酯橡胶的最突出性能特点是什么？（1）硅橡胶是既耐高温，又耐严寒的的合成橡胶，在各种橡胶中它的工作温度范围最广（-100-300℃）耐低温性在橡胶材料中是最好的。

（2）氟橡胶为结晶性、饱和、极性的橡胶，耐热性在橡胶中最高，在250℃下可长期工作，320℃下可短期工作，耐油性在橡胶材料中也是最好的，耐化学药品性及介质腐蚀性在橡胶材料中也是最好的，可耐王水腐蚀，具很好的气密性（与丁基胶接近）。

（3）聚氨酯橡胶机械强度超过了所有橡胶，纯胶拉伸强度一般为28-42MPa，无需补强，耐磨耗强度在橡胶材料中是最高的，硫化胶硬度范围宽。

（4）氯磺化聚乙烯橡胶是耐臭氧、天候、耐臭氧老化性能优异。

（5）氯醚橡胶是兼有耐油性和耐寒性最好的橡胶之一，由于在主链上含有-c-o-c-基因，其分子链有较好的柔顺性，因而其弹性和耐寒性都很好（结晶度仅为百分之几）。

又因为分子链中含有-CH2CL极性基团，这又使其具有良好的耐油性。

（6）丙烯酸酯橡胶主要特点是耐油性很好（含极性酯基使其耐油性与丁腈橡胶相近，使用温度为175-200℃，高于丁腈橡胶）。