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橡胶基本知识
 2009年5月10日   阅读3995次

橡胶基础知识
橡胶是高弹性的高分子材料,由于橡胶具有其他材料所没有的高弹性,因而也称做弹性体,其基本特性如下:
一, 有橡胶状弹性。
二, 具有粘弹性。
三, 有减震缓冲的作用。
四, 对温度依赖大
五, 具有电绝缘性。
六, 有老化现象。
七, 必须进行硫化。
八, 必须加入配合剂
九, 比重小,硬度低,柔软性好,透气性差。


一. 橡胶在制鞋业中的应用:
1.历史可以远溯至1492年哥伦布发现美洲新大陆,早期的探险家发现印地安人使用巴西橡胶树之胶乳(天然橡胶)来制作"胶鞋",防止脚被蛇虫叮咬,之後18世纪後期至19世纪初期,天然橡胶开始在欧洲用于胶管雨衣,胶鞋,但材料遇热变软发粘,遇冷变硬脆裂,实用价值不大.
2.1839年,美国人固特异(C.Goodyear)发明了橡胶的硫化,硫化後橡胶产生本质的飞跃,性能大幅度提高.此橡胶大底在制鞋业中获得了广泛应用,随著橡胶工业的发展,丁苯橡胶等人工合成橡胶由于其性能突出,1951年後开始引入制鞋业大量使用.
一、生胶的形成:
生胶可分别为天然橡胶及合成橡胶两大类:
1.天然橡胶:由橡胶树干切割口,收集所流出的胶浆,经过去杂质、凝固、烟熏、干燥等加工程序,而形成的生胶料。
2.合成橡胶:由石化工业所产生的副产品,依不同需求,合成不同物性的生胶料。常用的如:SBR、NBR、EPDM、BR、IIR、CR、Q、FKM等。但因合成方式的差异,同类胶料可分出数种不同的生胶,又经由配方的设定,任何类型胶料,均可变化成千百种符合制品需求的生胶料。
二、橡胶原料的配制:
橡胶原料的配制可分三个基本过程:
1.塑炼:塑练是将生胶剪断,并将生胶可塑化、均匀化,帮助配合剂的混练作业。其效果是改善药品的分散,防止作业中产生摩擦热,而致橡胶发生焦烧现象,进而改变橡胶的加工性。
2.混炼:混练是将配合药物均匀混入塑炼完成的生胶中,而混炼的优劣,直接影响制品的良否。药物分散不均,分子结构无法完全交联,橡胶则无法达到理想的物性。
3.压出:混炼完成的生胶,经过压出作业,将胶料中含有的多余空气压出,并完成所需的厚度,以利于模具内之成型作业。
三、橡胶的成型:
生胶分子结构为不饱和长键的弹性体,所以成型的要件中,需有适当的药品添加物及外在环境因素(如时间、温度、压力等) ,将其不饱和键破坏,再重新结合为饱和键,并以真空辅助,将内含的空气完全逼出。如此,才可令成型的橡胶,发挥其应有的特性。若其成型过程有任何缺失(如配方错误、时间不足、温度失当等),则可造成物性流失,多余药物释出,变形,老化加速,种种严重不良现象产生。
四、橡胶的老化现象:
依橡胶成品所处的环境条件,随时间的经过,引起龟裂或硬化,橡胶物性退化等现象,称之为老化现象。引起老化的原因,有外部因素及内部因素:
1.外部因素:外部因素有氧、氧化物、臭氧、热、光、放射线、机械性疲劳、加工过程的缺失等。
2.内部因素:内部因素有橡胶的种类、成型方式、键结程度、配合药物的种类、加工工程中的因子等。
老化现象的防止,着重于正确的胶种选择及配方设计,外加严谨的生产理念。如此才可增加橡胶制成品的寿命,并发挥应有的特殊功能。

五、橡胶制品的基本特性:
1.橡胶制品成型时,经过大压力压制,其因弹性体所俱备之内聚力无法消除,在成型离模时,往往产生极不稳定的收缩(橡胶的收缩率,因胶种不同而有差异) ,必需经过一段时间后,才能和缓稳定。所以,当一橡胶制品设计之初,不论配方或模具,都需谨慎计算配合,若否,则容易产生制品尺寸不稳定,造成制品品质低落。
2.橡胶属热溶热固性之弹性体,塑料则属于热溶冷固性。橡胶因硫化物种类主体不同,其成型固化的温度范围,亦有相当的差距,甚至可因气候改变,室内温湿度所影响。因此橡胶制成品的生产条件,需随时做适度的调整,若无,则可能产生制品品质的差异。

六、橡胶贴合用双面胶区分:
一般工业用双面胶,可分压克力胶系及橡胶胶系两大类。而此两大类,又都可分有基材及无基材两种型态(有基材:于胶中加上一层棉质,加强双面胶本身胶量及强度、无基材:纯胶质,确保双面胶之透明度)。因橡胶胶系的主体为CR,用于橡胶制品,极易与橡胶之硫化系统,产生反应而变黄。所以较淡颜色的橡胶制品,均采用压克力胶系中的有基材双面胶(同种类的双面胶,无论有基材或无基材,均以其本身胶质厚度做区分。)
天然橡胶(NR)
一. 来源
1. 野生橡胶:由野生树木植物采制的橡胶。银色橡胶菊,野藤橡胶等也属此类。
2. 栽培橡胶:主要是三叶橡胶树。
3. 橡胶草橡胶。一公顷可收150-200KG。
4. 杜仲胶:由杜仲树的枝叶根茎中提取。常温下无弹性,软化点高,比重大,耐水性好。可做塑料用。
二. 天然橡胶制造和分级标准。
1. 烟片胶:消耗量占天然橡胶的80%。
按照质量分为六个等级:RSSIX;RSS1#;RSS2#;RSS3#;RSS4#;RSS5#。质量按顺序降低。
2. 绉胶片:
1)白绉胶==》质量最好
2)褐绉胶==》质量普通
3)毛绉胶==》质量最差
3. 马来西亚标准胶。
4. 专用天然橡胶
1) 恒粘(CV):加入0.15-4%的盐酸氢胺,使橡胶门尼值保持在60±5度。生热低,耐屈挠性和耐磨性好,为制造高速轮胎重要原料。
2) 低粘(LV)橡胶:门尼值为45±5度,可以不经过素炼直接混炼。
3) 轮胎橡胶
4) 充油天然橡胶:低温防滑性好。
5) 易操作橡胶(SP)和接枝橡胶(MG)
天然橡胶主要应用: 轮胎,防震,输送皮带,制鞋业,乳胶应用.
天然橡胶未经素炼门尼值比较高(70-80),流动性也差(不易卷附Roll).所以必须经过素练,降低胶料MOONEY(45+-5)值,才可使用.(万马力机混炼9分钟后于22"ROLL束薄三次,24hr后检验硬度45-50度合格). 
特性: 优点:
<1>止滑性,撕力,拉力较好;耐刺穿性好。耐低温性好。
<2>门尼值低素炼时易卷附Roll,说明其抓力较好,利用此特点常用风胶洗车.
缺点:
<1>因天然橡胶含杂质故品质不稳定,着色性差,
<2>延伸率,磨耗差,300%定伸拉力比较差.  温度高于15度,磨耗差于丁苯橡胶。

丁苯橡胶(SBR)
丁苯橡胶(苯乙烯,丁二烯共聚物)(如:SBR1502,1205,1430,1904)外观浅褐色,微具苯乙烯气味,存在顺式-1.4.反式-1.4,聚合方法:乳化和溶液聚合两种.纯SBR机械性差,需配合大量昂贵的补强剂.
1.分类 :
高温丁苯橡胶  50度聚合
  低温丁苯橡胶  5度聚合
  充油丁苯橡胶  含加工油,易加工,较耐寒,成本低。
  充碳黑丁苯橡胶  加有碳黑,混炼时电能消耗少。
  充树脂丁苯橡胶  加有树脂,物性优于普通丁苯橡胶。
2.特性:与天然橡胶相比:
l 丁苯橡胶具有良好的耐老化性,耐磨性,耐热性,耐臭氧性和耐油性。
l 弹性,强度,耐屈挠龟裂,耐撕裂,耐寒性差。
l 制品在多次变形时发热增大。
l 硫化速度慢,硫化曲线平坦,胶料不容易焦烧和过硫,在硫化体系中需要使用较多的促进剂。 
l 胶料粘着性差,应该使用增粘剂。加工过程中压延,压出变形率大,较难于加工。
1205:丁二烯75%,苯乙烯25%.耐低温,耐磨耐曲,耐压缩变形,混炼胶料有高的硬度.
SSBR 303:用于透明橡胶中 10-20PHR
S1430 :增加硬度,柔韧性和耐磨.
KA8802:丁二烯,丙烯晴,苯乙烯.==>止滑和耐磨制品.
顺丁橡胶(BR)
l 高顺丁橡胶(顺式结构97-99%)
l 中顺丁橡胶(顺式结构90-95%)
l 低顺丁橡胶(顺式结构32-40%)==》耐寒性比高中式好。
特性: 优点:
<1>与油及填充剂之亲和性好,即使大量添加,其物性降低率也 少, 可减少配合成本;
<2>抗龟裂,耐磨,硬度高;弹性好.耐低温.
<3>压出成型性良好,流模性也好;
缺点:
<1>撕力,延伸率比较差.
<2>操作性不佳,不易卷附ROLL滚筒,出料不易平整(止滑性差).
<3>容易渗色,商标料用量不宜太高.
<4>具有冷流性,粘着性不好,耐刺穿性差,湿滑性差。
异戊橡胶(IR)
又名人造天然橡胶.与风胶相似为聚异戊二烯,分子结构含顺式,反式两种比例:顺式97%,反式3%.顺式含量愈高,磨耗愈好,但止滑性差抗力下降,反之相反.物理性能与风胶(NR)相似,基本上可以替代天然橡胶.是天然橡胶的最佳取代物,唯物性较差不如NR;加硫速度较慢,抗张与撕裂强度降低了.但透明度高可使用于浅色胶料中.
IR与NR比较:
1. IR含人造原因故品质较稳定,着色性优于NR,
2. IR玻璃转化点低,适用于寒带地区;
3.IR不经素练即可使用,价格也较稳定.
4.IR物性差于NR,但物理机能大体相同.当配方相同时,IR的抗张强度,拉伸强度和硬度稍低,伸长率较大,弹性好,生热少,但撕裂差;另外,由于IR中不纯物少,所以吸水性,电绝缘性能,耐老化有所提高,一切可用天然橡胶的场合,几乎都用IR代替.

 

 

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