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精彩词条

橡胶

补充:0  浏览:7928  发布时间:2012-11-23

  玻璃化温度低于室温,在环境温度下能显示高弹性的高分子物质。



  提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳,加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。高弹性的高分子化合物。分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成;合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。
  化学成分
  线型聚合物链中的骨架上有一个未饱和的双键,这个双键通常存在氧硫时候可以打开,在相邻键之间形成交联。就会固化成热固性聚合物TS(过渡态)。顺式聚丁二烯的单体就可以打开。
  种类
  橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶。按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶。乳胶为橡胶的胶体状水分散体;液体橡胶为橡胶的低聚物,未硫化前一般为粘稠的液体;粉末橡胶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,无需化学硫化,而采用热塑性塑料的加工方法成形。橡胶按使用又分为通用型和特种型两类。是绝缘体,不容易导电,但如果沾水或不同的温度的话,有可能变成导体。导电是关于物质内部分子或离子的电子的传导容易情况。
  橡胶(Rubber):具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性,在很小的外力作用下能产生较大形变,除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物,它的玻璃化转变温度(T g)低,分子量往往很大,大于几十万。
  橡胶一词来源于印第安语cau-uchu,意为“流泪的树”。天然橡胶就是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得。1770年,英国化学家J.普里斯特利发现橡胶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。橡胶的分子链可以交联,交联后的橡胶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。橡胶是橡胶工业的基本原料,广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。
  橡胶老化
  橡胶及其制品在加工,贮存和使用过程中,由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏,最后丧失使用价值,这种变化叫做橡胶老化。
  表面上表现为龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、长霉等。
  橡胶老化的因数
  A)氧:氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应,分子链发生断裂或过度交联,引起橡胶性能的改变。氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。
  B)臭氧:臭氧的化学活性比氧高得多,破坏性更大,它同样是使分子链发生断裂,但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。当作用于变形的橡胶(主要是不饱和橡胶)时,出现与应力作用方向直的裂纹,即所谓“臭氧龟裂”;作用于变形的橡胶时,仅表面生成氧化膜而不龟裂。
  C)热:提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。但热的基本作用还是活化作用。提高氧扩散速度和活化氧化反应,从而加速橡胶氧化反应速度,这是普遍存在的一种老化现象--热氧老化。
  D)光:光波越短、能量越大。对橡胶起破坏作用的是能量较高的紫外线。紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和交联外,橡胶因吸收光能而产生游离基,引发并加速氧化链反应过程。经外线光起着加热的作用。光作用其所长另一特点(与热作用不同)是它主要在橡表面进生。含胶率高的试样,两面会出现网状裂纹,即所谓“光外层裂”。
  E)机械应力:在机械应力反复作用下,会使橡胶分子链断裂生成游离荃,引发氧化链反应,形成力化学过程。机械断裂分子链和机械活化氧化过程。哪能个占优势,视其所处的条件而定。此外,在应力作用下容易引起臭氧龟裂。
  F)水分:水分的作用有两个方面:橡胶在潮湿空气淋雨或浸泡在水中时,容易破坏,这是由于橡胶中的水溶性物质和亲水基团等成分被水抽提溶解,水解或吸收等原因引起的。特别是在水浸泡和大气曝露的交替作用下,会加速橡胶的破坏。但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用,甚至有延缓老化的作用。
  G)油类:在使用过程如果和油类介质长期接触,油类能渗透到橡胶内部使其产生溶胀,致使橡胶的强度和其他力学性能降低。油类能使橡胶发生溶胀,是因为油类渗入橡胶后,产生了分子相互扩散,使硫化胶的网状结构发生变化。
  H)其它:对橡胶的作用因素还有化学介质、变价金属离子、高能辐射、电和生物等。
  结构
  线型结构:未硫化橡胶的普遍结构。由于分子量很大,无外力作用下,呈细团状。当外力作用,撤除外力,细团的纠缠度发生变化,分子链发生反弹,产生强烈的复原倾向,这便是橡胶高弹性的由来。
  支链结构:橡胶大分子链的支链的聚集,形成凝胶。凝胶对橡胶的性能和加工都不利。在炼胶时,各种配合剂往往进不了凝胶区,形成局部空白,形成不了补强和交联,成为产品的薄弱部位。
  交联结构:线型分子通过一些原子或原子团的架桥而彼此连接起来,形成三维网状结构。随着硫化历程的进行,这种结构不断加强。这样,链段的自由活动能力下降,可塑性和伸长率下降,强度,弹性和硬度上升,压缩永久变形和溶胀度下降。
  常见几种橡胶识别方法
  1 耐介质增重实验
  可以从成品上取样,浸泡在选定的一种或几种介质中,一定温度时间后取称重,根据重量变化率硬度变化率推断材料的种类。
  比如在100度机油中浸泡24小时,NBR,氟胶,ECO,CR质量及硬度变化率很小,而NR,EPDM,SBR增重一倍以上且硬度变化很大,体积膨胀很明显。
  2 热空气老化实验
  从成品中取样,放在老化箱里老化一天,观察老化后的现象。可以分级老化逐步升温。比如150度下CR,NR,SBR都会脆断,NBR EPDM还有弹性。升到180度下普通NBR就会脆断;而230度下HNBR也会脆断,氟胶和硅胶仍然有很好的弹性。
  3 燃烧法
  取少许样品,在空气中烧。观察现象。
  一般来说氟胶,CR,CSM离火自息,即使烧着火苗也比一般NR、EPDM的要小的多。当然,如果仔细观察,燃烧状态、颜色、气味也会提供为我们很多信息。比如NBR/PVC并用胶,有火源时火劈啪的乱溅,似乎有水似的,离火自熄,烟浓且有酸味。需要注意的是有时添加了阻燃剂但不含卤素的胶也会离火自熄,这要借助别的办法进一步推断。
  4测比重
  用电子称或分析天平,精确到0.01克的即可,外加一杯水,一根头发丝即可。
  一般来说氟胶比重最大, 1.8以上,CR ECO的也多在1.3以上比重明显偏大的可以考虑是这些胶。
  5 低温法
  从成品上取样,用干冰和酒精制造一个合适的低温环境。把样品泡在低温环境下2-5分钟,在选定温度下感觉软硬程度。比如-40度下,同样耐高温耐油很好的硅胶和氟胶对比,硅胶则比较软。
  橡胶行业发展情况
  橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一。它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品,而且向采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件。可见,橡胶行业的产品种类繁多,后向产业十分广阔。
  近几年来,橡胶行业得到不少发展,已有细分行业稳中有升,新生橡胶细分行业则飞速发展,但同时,橡胶行业也还存在环境、资源、灾害、创新等问题。
  2004年,全国天然橡胶种植总面积69.62万公顷,开割面积45.19万公顷,干胶产量57.33万吨。其中农垦橡胶种植面积41.1万公顷,民营28.52万公顷,分别占全国橡胶总面积的59.03%和40.97%。
  2005年,海南遭遇50年罕见的干旱和百年不遇的台风灾害,天然橡胶生产遭受重创。为挖掘国内天然橡胶种植、加工的发展潜力,增加自给,中国橡胶行业做出了不懈的努力,认真贯彻国家安全、节能、环保和清洁生产方针,并取得重大成果。尤其是橡胶助剂行业积极调整产品结构,绿色环保型助剂大幅增长,防老剂优良品种产量比例已达80%,促进剂达50%,有毒、有害、高致癌的NOBS生产量得到有效控制;废橡胶综合利用率达65%以上,再生胶及胶粉后加工利用领域扩大。
  2006年,中国橡胶工业协会六届三次理事会讨论通过并发布《中国橡胶工业“十一五”科学发展规划意见》及橡胶行业“十一五”实施名牌战略规划意见。这是首次由协会组织制订的行业规划。规划表明,橡胶工业“十一五”期间要走自主创新之路,全行业要切实转入科学发展的轨道,使中国成为世界橡胶工业的强国。
  中国橡胶行业的发展前景广阔。到2010年,中国天然橡胶总消耗量将达到230万吨,橡胶工业的产品结构将有较大变化,新型产品、更新换代产品增多、新材料、新工艺应用扩大,生产技术有明显进步。
  橡胶行业的特征决定了当一国的橡胶行业成熟后,该行业的景气状况与整个经济的运行状况将保持很强的相关性:其发展周期的长度与该国经济周期的长度相当,走势同向;但由于橡胶行业属于基础工业,它的周期变化要略提前于经济周期的变化。另外,同样由于橡胶行业处于国民经济生产链的前端,其周期波动的波幅要小于产业链末端行业的波幅,也小于整个经济的波幅。因此,从产业投资的角度看,成熟的橡胶行业比较接近收益型投资行业。
  天然橡胶成分
  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。
  天然橡胶来源
  三叶橡胶树提供最多的商用橡胶。它在受伤害(如茎部的树皮被割开)时会分泌出大量含有橡胶乳剂的树液。
  另外,无花果树和一些大戟科的植物也能提供橡胶。德国在第二次世界大战时由于橡胶供应被切断,曾尝试从这些植物取得橡胶,但后来改为生产人造橡胶。
  最初的橡胶树生长于南美洲,但经过人工移植,现在东南亚也种有大量的橡胶树。事实上,亚洲已成为最重要的橡胶来源地。
  由银菊胶制成的橡胶能够减少敏感。

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