2018年5月15日星期二

特種橡膠的種類及特點


  特種型橡膠指具有某些特殊性能的橡膠。主橡膠迫緊零件要有:

  ①氟橡膠。分子結構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、耐化學腐蝕。

  ②丁腈橡膠。簡稱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℃的油中長期使用。此外,還具有耐水性、氣密性及優良的粘結性能。

  ③硅橡膠。主鏈由硅氧原子交替組成,在硅原子上帶有有機基團。耐高低溫,耐臭氧,電絕緣性好。

  ④氯丁橡膠。簡稱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,常溫下易結晶變硬,貯存性不好,耐寒性差。

  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。有優異的耐油和耐溶劑性,但強度不高,耐老化性、加工性不好,有臭味,多與丁腈橡膠並用。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,每個工序針對制品有不同的要求,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,生膠首先需經過塑煉提高其塑性;然後通過混煉將炭黑及各種橡膠助劑與橡膠均勻混合成膠料;膠料經過壓出制成一定形狀坯料;再使其與經過壓延掛膠或塗膠的紡織材料(或與金屬材料)組合在一起成型為半成品;最後經過硫化又將具有塑性的半成品制成高彈性的最終產品。

特種橡膠應用領域及發展



  橡膠配件作為汽車的重要組成部分,在汽矽橡膠墊圈車工業市場中需求旺盛。據統計,世界橡膠消耗量的70%被用於汽車工業,其中60%用於輪胎,40%用於汽車用非輪胎橡膠制品。,日本橡膠制品工業中近80%的減震制品和70%的膠管用於汽車工業。作為我國國民經濟支柱產業的汽車工業,近年來一直呈現高速發展的勢態。我國汽車產銷量均超過美國和日本,躍居世界第一位。這對橡膠行業無疑是一個巨大的市場。

  氟橡膠(FKM)

  用於制造燃料軟管、加油管、燃料泵及噴射裝置密封件、閥杆密封、動力活塞密封、曲軸油封、萬向節墊片、各種O形環、空調壓縮機密封等。平均每輛汽車用氟橡膠0。2~1。5kg,目前世界氟橡膠消耗量約60%是用於汽車工業。由於國內汽車工業的快速發展 ,對氟橡膠的需求增長橡膠製品很快,近年來以年均30%的增長率快速上升,目前年需求量約7000O型環~10000t。

  國內已開發出全氟醚橡膠、羧基亞硝基氟橡膠防水密封圈及耐低溫等特殊性能新品種以適應各種特殊需求,特別是汽車工業的需要。目前國內氟橡膠生產能力約4000~5000t/a,我國氟橡膠的產量將會顯著提升。

  硅橡膠(MVQ)和氟硅橡膠

  主要用於制造各種耐熱密封圈、墊、管件等,如散熱器、熱交換器及水泵密封、汽缸蓋密封墊、發動機罩密封,頭燈、濾油器密封,連接器保護套,火花塞保護罩等。室溫硫化硅膠密封膠用於汽車門、窗及各種連接部位的密封,也用於現場成型硅橡膠墊圈,由於性能可靠、耐久、可現場成型,使用方便,已在許多汽車元件中使用,如鉸鏈連接和曲軸的防護套,發動機冷卻系統中的密封,恆溫器殼體、水泵和油泵、油濾橡膠迫緊零件器中的密封,軸承密封,傳動箱密封,驅動橋機罩,車體密封等,總用量可達數萬噸。氟硅橡膠兼具硅橡膠耐高低溫和氟橡膠耐油的特性,氟硅橡膠價格相對較高,主要用於制造發動機曲軸油封等高精部件。

橡膠助劑的六大種類



  橡膠助劑一般分為六大類。

  第一防水密封圈類為硫化體系助劑,橡膠製品主要有硫化劑、促進劑和活化劑。

  硫化劑包括:①硫、O型環硒、碲;②含硫化合物;③有機過氧化合物;④醌類化合物;⑤胺類化合物;⑥樹脂類;⑦金屬氧化物;⑧其它硫化劑。

  促進劑包括:①二硫代氨基甲酸鹽;②黃原酸鹽;③秋蘭姆;④噻唑類;⑥次磺酰胺;⑦胺及醛胺縮合物;⑧胍類;⑨硫脲類。

  活化劑包括:①氧化鋅;②氧化鎂;③硬脂酸等。

  第二類為防護體系助劑,主要是防老劑和阻燃劑,防老劑主要有胺類、酚類、雜環類、亞磷酸酯類、防護蠟等。

  胺類包括:①萘胺系;②喹啉系;③二苯胺系;④對苯二胺系。

  酚類包括:①烴化單核酚;②烴化雙核酚;③烴化多核酚。

  還有雜環類、亞磷酸酯類。

  防護蠟包括:微晶蠟、地蠟和白蠟等。

  阻燃劑包括:①溴系;②氯系;③磷系;④無機物。

  第三類為操作系統助劑,主要有增塑劑(軟化劑)、分散劑、均勻劑、增粘劑、脫模劑和防焦劑。

  第四矽橡膠墊圈類為補強填充體系助劑,主要有炭黑、白炭黑、無機補強劑和填充劑和有機補強劑和填充劑。

  第五類為粘合體系助劑,主要有間-甲-白體系、鈷鹽粘合促進劑、三嗪類粘合劑、浸漬粘合劑和橡膠迫緊零件膠粘劑。

  第六類為其它助劑,如發泡劑、消泡劑、著色劑、芳香劑、防霧劑、防白蟻劑、潤滑劑、脫模劑、隔離墊布處理劑、制品表面修飾劑和模具清洗劑等。

三元乙丙橡膠性能主要用途



  三元乙丙橡膠為EPDM中文名。是乙烯、丙烯以及O型環非共軛二烯烴的三元共聚物,1963年開始商業化生產。最主要的特性就是其優越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蝕的能力。EPDM最主要的特性就是其優越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蝕的能力。由於三元乙丙橡膠屬於聚烯烴家族,它具有極好的硫化特性。在所有橡膠橡膠製品當中,EPDM具有最低的比重。它能吸收大量的填料和油而影響特性不大。因此可以制作成本低廉的橡膠化合物。

  主要用途

  三元乙丙橡膠用途比較廣泛,主要應用於房屋建築、電線電纜、汽車工業等領域。房屋建築方面,主要用於屋頂單層防水卷材等;電線電纜方面,主要用於民用和商用建築的輸入線、建築用電線、礦用電纜、核電站用電線、汽車點火線、控制及信號電纜等;汽車工業方面,主要用於汽車、卡車和公共汽車輪胎和非輪胎部件,包括汽車的水箱及加熱軟管、密封條、橡膠帶、車身及底盤的部件、擋雨條、底板和環管等。

  性能

  乙丙橡膠是密度較低的一種橡膠,其密度為0。87。加之可大量充油和加入填充劑,因而可降低橡膠制品的成本,彌補了乙丙橡膠生膠價格高的缺點,並且對高門尼值的乙丙橡膠來說,高填充後物理機械能降低幅度不大。

  其主要性能如下:

  ① 耐老化性:乙丙橡膠有優異的耐天候、耐臭防水密封圈氧、耐熱、耐酸堿、耐水蒸汽、顏色穩定性、電性能、充油性及常溫流動性。乙丙橡膠制品在120℃下可長期使用,在150- 200℃下可短暫或間歇使用。加入適宜防老劑可提高其使用溫度。以過氧化物交聯的三元乙丙橡膠可在苛刻的條件下使用。三元乙丙橡膠在臭氧濃度 5矽橡膠墊圈0pphm、拉伸30%的條件下,可達150h以上不龜裂。

  ② 耐腐蝕性:由於乙丙橡膠缺乏極性,不飽和橡膠迫緊零件度低,因而對各種極性化學品如醇、酸、

  4、堿、氧化劑、制冷劑、洗滌劑、動植物油、酮和脂等均有較好的抗耐性;但在脂屬和芳屬溶劑(如汽油、苯等)及礦物油中穩定性較差。在濃酸長期作用下性能也要下降。在ISO/TO 7620中彙集了近400種具有腐蝕性的氣態和液態化學品對各種橡膠性能作用的資料,並規定了1-4級表示其作用程度,腐蝕性化學品對橡膠性能的影響:

  ③ 耐水蒸汽:乙丙橡膠有優異的耐水蒸汽性能並估優於其耐熱性。在230℃過熱蒸汽中,近100h後外觀無變化。而氟橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠、天然橡膠在同樣條件下,經歷較短時間外觀發生明顯劣化現像。

  ④ 耐過熱水:乙丙橡膠耐過熱水性能亦較好,但與所有硫化系統密切相關。以二硫化二嗎啡啉、TMTD為硫化系統的乙丙橡膠,在125℃過熱水中浸泡15個月後,力學性能變化甚小,體積膨脹率僅0。3%。

  ⑤ 耐電性:乙丙橡膠具有優異的電絕緣性能和耐電暈性,電性能優於或接近於丁苯橡膠、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交聯聚乙烯。

  ⑥ 彈性:由於乙丙橡膠分子結構中無極性取代基,分子內聚能低,分子鏈可在較寬範圍內保持柔順性,僅次於天然商榷和順丁橡膠,並在低溫下仍能保持。

  ⑦ 粘接性:乙丙橡膠由於分子結構缺少活性基團,內聚能低,加上膠料易於噴霜,自粘性和互粘性很差。

丁腈橡膠性能主要用途



  丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經乳液聚橡膠製品合法制得的,丁腈橡膠主要采用低溫乳O型環液聚合法生產,耐油性極好,耐磨性較高,耐熱性較好,粘接力強。其缺點是耐低溫性差、耐臭氧性差,電性能低劣,彈性稍低。丁腈橡膠主要用於制造耐油橡膠制品。

  它也叫做NBR。 由丁二烯與丙烯腈共聚而制得的一種合成橡膠。是耐油(尤其是烷烴油)、耐老化性能較好的合成橡膠。丁腈橡膠中丙烯腈含量(%)有42~46、36~41、31~35、25~30、18~24等五種。丙烯腈含量越多,耐油性越好,但耐寒性則相應下降。它可以在120℃的空氣中或在 防水密封圈150℃的油中長期使用。此外,它還具有良好的耐水性、氣密性及優良的粘結性能。廣泛用於制各種耐油橡膠制品、多種耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料等,在汽車、航空、石油、復印等行業中成為必不可少的彈性材料。

  性能

  丁腈橡膠又稱丁二烯一丙烯腈橡膠,簡稱NBR,平均分子量70萬左右。灰白色至淺黃色塊狀或粉狀固體,相對密度0。95~1。0。丁腈橡膠具有優良的耐油性,其耐油性僅次於聚硫橡膠和氟橡膠,並且具有的耐磨性和氣密性。丁腈橡膠的缺點是不耐臭氧及芳香族、鹵代烴、酮及酯類溶劑,不宜做絕緣材料。耐熱性優於丁苯橡膠、氯丁橡膠,可在120℃長期工作。氣密性僅次於丁基橡膠。丁腈橡膠的性能受丙烯腈含量影響,隨著丙烯腈含量增加,拉伸強度、耐熱性、耐油性、氣密性、硬度提高,但彈性、耐寒性降低。丁腈橡膠耐矽橡膠墊圈臭氧性能和電絕緣性能不佳,耐水性較好。

  主要用途

  丁腈橡膠主要用於制作耐油制品,如耐油管、膠帶、橡膠隔膜和大型油囊等,常用於制作各類耐油模壓制品,如O形圈、油封、皮碗、膜片、活門、波紋管、膠管、密封件、發泡等,也用於制作膠板和耐磨零件。

  4) 丁腈橡膠性能提升技巧

  耐油性能提升:通過增加丙烯腈含量,可以提高其耐油性,但耐寒性則相應下降。它可以在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使橡膠迫緊零件用。此外,它還具有良好的耐水性、氣密性及

  3 優良的粘結性能。廣泛用於制各種耐油橡膠制品、多種耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料等,在汽車、航空、石油、復印等行業中成為必不可少的彈性材料。

  耐寒耐低溫性能提升:丁腈橡膠耐寒性能差,隨丙烯腈含量增加,其耐寒性隨之變差。通過采用不同丙烯腈含量的丁腈橡膠並用,調整不同防老劑、補強劑、增塑劑的並用,可獲得耐油、耐疲勞等綜合性能良好的耐寒丁腈膠配方。