橡胶制品的性能

发布时间：2018-09-26 11:08:20 丨 浏览次数：

橡胶制品一词来源于印第安语cau-uchu，意为“流泪的树”。天然橡胶制品就是由三叶橡胶制品树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得(见图)。1770年，英国化学家J.普里斯特利发现橡胶制品可用来擦去铅笔字迹，当时将这种用途的材料称为rubber，此词一直沿用至今。橡胶制品的分子链可以交联，交联后的橡胶制品受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。橡胶制品是橡胶制品工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品制品。

种类 橡胶制品按原料分为天然橡胶制品和合成橡胶制品。按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶制品和粉末橡胶制品。乳胶为橡胶制品的胶体状水分散体；液体橡胶制品为橡胶制品的低聚物，未硫化前一般为粘稠的液体；粉末橡胶制品是将乳胶加工成粉末状，以利配料和加工制作。20世纪60年代开发的热塑性橡胶制品，无需化学硫化，而采用热塑性塑料的加工方法成形。橡胶制品按使用又分为通用型和特种型两类。

通用型橡胶制品的综合性能较好，应用广泛。主要有：①天然橡胶制品。从三叶橡胶制品树的乳胶制得，基本化学成分为顺- 聚异戊二烯。弹性好，强度高，综合性能好。②异戊橡胶制品。全名为顺-1，4-聚异戊二烯橡胶制品，由异戊二烯制得的高顺式合成橡胶制品，因其结构和性能与天然橡胶制品近似，故又称合成天然橡胶制品。③丁苯橡胶制品。简称SBR，由丁二烯和苯乙烯共聚制得。按生产方法分为乳液聚合丁苯橡胶制品和溶液聚合丁苯橡胶制品。其综合性能和化学稳定性好。④顺丁橡胶制品。全名为顺式-1，4-聚丁二烯橡胶制品，简称BR，由丁二烯聚合制得。与其他通用型橡胶制品比，硫化后的顺丁橡胶制品的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性能好，易与天然橡胶制品、氯丁橡胶制品、丁腈橡胶制品等并用。

特种型橡胶制品指具有某些特殊性能的橡胶制品。主要有：①氯丁橡胶制品。简称CR，由氯丁二烯聚合制得。具有良好的综合性能，耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度较大，常温下易结晶变硬，贮存性不好，耐寒性差。②丁腈橡胶制品。简称NBR，由丁二烯和丙烯腈共聚制得。耐油、耐老化性能好  ，可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外，还具有耐水性、气密性及优良的粘结性能。③硅橡胶制品。主链由硅氧原子交替组成，在硅原子上带有有机基团。耐高低温  ，耐臭氧，电绝缘性好。④氟橡胶制品。分子结构中含有氟原子的合成橡胶制品。通常以共聚物中含氟单元的氟原子数目来表示  ，如氟橡胶制品23，是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡胶制品耐高温、耐油、耐化学腐蚀。⑤聚硫橡胶制品。由二卤代烷与碱金属或碱土金属的多硫化物缩聚而成。有优异的耐油和耐溶剂性，但强度不高，耐老化性、加工性不好，有臭味，多与丁腈橡胶制品并用。此外，还有聚氨酯橡胶制品、氯醇橡胶制品、丙烯酸酯橡胶制品等。

橡胶制品加工 基本过程包括塑炼、混炼、压延或挤出、成型和硫化等基本工序，每个工序针对制品有不同的要求，分别配合以若干辅助操作。为了能将各种所需的配合剂加入橡胶制品中，生胶首先需经过塑炼提高其塑性；然后通过混炼将炭黑及各种橡胶制品助剂与橡胶制品均匀混合成胶料；胶料经过压出制成一定形状坯料；再使其与经过压延挂胶或涂胶的纺织材料（或与金属材料）组合在一起成型为半成品；最后经过硫化又将具有塑性的半成品制成高弹性的最终产品。

塑料为合成的高分子化合物，可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等，目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。树脂约占塑料总重量的40％～100％。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。因此，塑料和树脂这两个名词也常混用。

塑料可区分为热固性与热可塑性二类，前者无法重新塑造使用，后者可一再重复生产。塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。

两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。

ABS树脂（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写）是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。

结构

ABS树脂是丙烯腈（Acrylonitrile）、1,3-丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene）三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为(C8H8?C4H6?C3H3N)x，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯腈占15%~35%，丁二烯占5%~30%，苯乙烯占40%~60%，最常见的比例是A:B:S=20:30:50，此时ABS树脂熔点为175℃。

随着三种成分比例的调整，树脂的物理性能会有一定的变化：

1,3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性，但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性；

丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质；

苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。

性质

ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为1.04~1.06 g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。

ABS树脂可以在-25℃~60℃的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。因此它可以被用于家电外壳、玩具等日常用品。常见的乐高积木就是ABS制品。

ABS树脂可与多种树脂配混成共混物，如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，产生新性能和新的应用领域，如：将ABS树脂和PMMA混合，可制造出透明ABS树脂。

生产

ABS有两种主要的工业生产方法：

将丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS）与聚丁二烯（B）混合，或这将两种胶乳混合后再共聚；

在聚丁二烯胶乳中加入丙烯腈及苯乙烯单体进行接枝共聚。

生产1公斤ABS树脂需要的原料和能源大约相当于生产2公斤石油。

奇美实业是世界上最大的ABS树脂生产商，其在台南及镇江的工厂每年大约生产130万吨ABS树脂。其他主要的ABS树脂生产厂商包括：拜耳化工、LG化学、GE塑料、巴斯夫及陶氏化工等。

结构、性质和应用 在ABS树脂中，橡胶制品颗粒呈分散相，分散于SAN树脂连续相中。当受冲击时，交联的橡胶制品颗粒承受并吸收这种能量，使应力分散，从而阻止裂口发展，以此提高抗撕性能。

接枝共聚合的目的在于改进橡胶制品粒表面与树脂相的兼容性和粘合力。这与游离 SAN树脂的多少和接枝在橡胶制品主链上的 SAN树脂组成有关。这两种树脂中丙烯腈含量之差不宜太大，否则兼容性不好，会导致橡胶制品与树脂界面的龟裂。

ABS树脂可用注塑、挤出、真空、吹塑及辊压等成型法加工为塑料，还可用机械、粘合、涂层、真空蒸着等法进行二次加工。由于其综合性能优良，用途比较广泛，主要用作工程材料，也可用于家庭生活用具。由于其耐油和耐酸、碱、盐及化学试剂等性能良好，并具有可电镀性，镀上金属层后有光泽好、比重轻、价格低等优点，可用来代替某些金属。还可合成自熄型和耐热型等许多品种，以适应各种用途。

尼龙

聚酰胺俗称尼龙（Nylon），英文名称Polyamide（简称PA），是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。

尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66，占绝对主导地位，其次是尼龙11，尼龙12，尼龙610，尼龙612，另外还有尼龙 1010，尼龙46，尼龙7，尼龙9，尼龙13，新品种有尼龙6I，尼龙9T和特殊尼龙MXD6（阻隔性树脂）等，尼龙的改性品种数量繁多，如增强尼龙，单体浇铸尼龙（MC尼龙），反应注射成型（RIM）尼龙，芳香族尼龙，透明尼龙，高抗冲（超韧）尼龙，电镀尼龙，导电尼龙，阻燃尼龙，尼龙与其他聚合物共混物和合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传统材料代用品，作为各种结构材料。

尼龙是最重要的工程塑料，产量在五大通用工程塑料中居首位