橡胶工艺学

下图是一张关于常见橡胶的思维导图，介绍了天然硅胶的结构、性质、应用，通用橡胶、特种橡胶等，收藏下图了解吧！

橡胶

• 天然橡胶(NR）
  • 结构
    • 一次结构：由顺式聚异戊二烯构成
    • 二次结构：分子量高，分子量分布宽，呈双峰分布
    • 三次结构：NR的顺1,4-结构在低温或拉伸下结晶，属于自补强橡胶
  • 性质
    • 链烯烃的化学性质：含双键，能够与自由基、氧、过氧化物等反应；含甲基，易发生反应；化学反应性良好
    • 物理机械性能：有良好的弹性，机械强度高，自补强、含凝胶、分子量高
    • 其他性能：耐低温性好，电绝缘性好，耐极性溶剂，耐磨性好，自粘性和互粘性好
  • 应用
    • 适用于不要求耐油、耐热等特殊要求的场合
• 合成橡胶
  • 通用橡胶
    • 不饱和、非极性橡胶
      • 顺丁橡胶（BR）
        • 结构
          • 顺式-1,4-结构占97%，反式-1,4-结构占1%，1,2-结构占2%
          • 玻璃化转变温度：由乙烯基的量决定
          • 分子量及其分布：溶聚BR分子量分布窄，支化和凝胶少
          • 冷流性：生胶或未硫化胶在停放过程中由于自身重量而产生流动的现象，受分子量及分布、支化程度的影响
          • 结晶性：高顺式BR在-40℃或常温拉伸200%以上时结晶，自补强性不高
        • 性能
          • 优点：耐寒性好，弹性好，滞后损失小，生热低，耐磨性好，可大量填充炭黑和油;缺点：耐刺穿及粘着性差，拉伸强度低，冷流性大
        • 应用
          • 主要用于轮胎工业
      • 丁苯橡胶（SBR）
        • 结构
          • 一次结构：丁二烯与苯乙烯的共聚物，苯乙烯含量对SBR的使用性能及加工性能有影响
          • 二次结构：乳聚SBR聚合温度低，分子量高，支化少；溶聚SBR动态性能好，加工性差
        • 性能
          • 优点：SBR的抗湿滑性优于NR、BR，耐磨性比NR好，耐热、耐老化性比NR、BR好；缺点：非自补强橡胶，弹性、耐寒性比NR差，生热高，起始龟裂比NR慢，但裂口增长比NR快，粘着性比NR差
        • 应用
          • 产量最大的通用橡胶，除要求耐油、耐热、耐特种介质等特殊情况外的一般场合均可使用
    • 不饱和、极性橡胶
      • 丁腈橡胶（NBR）
        • 结构
          • 丁二烯和丙烯腈的乳液无规共聚物，非自补强橡胶；随着ACN含量的增加，NBR的结构参数增加，会导致性能发生变化
        • 性能
          • 优点：优秀的耐油、耐非极性溶剂性能，抗静电性在通用橡胶中最好，耐热性、耐臭氧性比NR、SBR、BR好，与极性物质相容性好; 缺点：弹性、耐寒性差，非结晶性橡胶，强度低
        • 应用
          • 用作耐油制品，PVC改性剂，抗静电的橡胶制品
      • 氯丁橡胶（CR）
        • 结构
          • 由2-氯-1,3-丁二烯乳液聚合得到，四种键合方式中反式1,4-结构含量最高；Cl的吸电性使CR不易发生化学反应；不能用硫黄硫化体系硫化，耐老化性能好
          • 聚集态结构：自补强橡胶，结晶能力比NR高
        • 性能
          • 一般性能：力学性能较高，良好的耐油性能，良好的耐老化性能；阻燃性能好
        • 应用
          • 耐热、耐油、耐燃烧、耐腐蚀的输送带、电线电缆、防腐衬里等
    • 饱和、非极性橡胶
      • 乙丙橡胶（EPDM）
        • 结构
          • 由乙烯和丙烯或再加有第三单体组成的无规共聚物
          • 乙烯含量增加：强度高，弹性低，硫化胶的永久变形大；丙烯含量增加：弹性增加，耐低温性变好，耐老化性下降
        • 性能
          • 优异的耐热性，优异的耐天候和耐臭氧老化性，优异的耐极性溶剂性，优异的耐水性，优异的电绝缘性能
          • 其它性能：密度所有橡胶中最低，非自补强橡胶，自粘性和互粘性差，硫化速度慢，耐油性、阻燃性、气密性较差
        • 应用
          • 耐热、耐老化制品，耐化学品腐蚀的密封制品，电绝缘制品，耐水制品
      • 丁基橡胶（IIR)
        • 结构
          • 由异丁烯和异戊二烯组成的共聚物
          • 结构特点：主链近乎饱和，分子主链周围有密集的侧甲基，不饱和双键位于主链上，对IIR的稳定性影响较大
          • 聚集态结构：自补强橡胶，低温下不结晶，高拉伸下结晶
        • 性能
          • 类似于乙丙胶的性能：优良的耐热性、化学稳定性、耐水性、电绝缘性好、耐酸碱、耐腐蚀
          • 优异的气密性：密集的侧甲基使IIR的分子运动困难
          • 弹性低，阻尼性能优越：密集的侧甲基使分子运动阻力大
          • 拉伸强度较高，自粘性和互粘性差，相容性差，硫化速度慢
        • 应用
          • 主要用于轮胎业，内胎、药用瓶塞
  • 特种橡胶
    • 氟橡胶
      • 结构
        • 侧基被氟取代的橡胶，普遍使用的是偏氟乙烯与全氟乙烯或再加上四氟乙烯的共聚物；C-F键能很高，氟原子半径大屏蔽了C-C主链，有很高稳定性和化学惰性；含氢键：导致低温性能较差，并且影响弹性和加工性能
      • 性能
        • 优点：耐高温性能优异，耐介质性能最高，耐天候和臭氧老化性能优异，具有阻燃性，气透性小，耐高真空性极好，机械性能优良；缺点：耐低温性差，耐辐射性能差，加工性能差，经济性差
      • 应用
        • 胶管、密封圈
    • 硅橡胶
      • 结构
        • 以聚硅氧烷为主链的弹性体，主链为—Si—O—无机结构，侧基为有机基团，属于半无机饱和、杂链、非极性弹性体
      • 性能
        • 优点：耐高温、低温性能好，工作温度范围最广，优异的耐臭氧老化、热氧老化和天候老化性能，优良的电绝缘性能，表面张力极低，无毒无味，高透气性；缺点：拉伸强度低，耐酸碱油性差，价格昂贵
      • 应用
        • 密封圈、奶嘴、保鲜膜
    • 聚氨基甲酸酯橡胶（PU）
      • 性能
        • 机械强度高，耐磨性最好，粘合性能好，较好的生物医学性能，耐水性和耐高温性能不好
      • 应用
        • 用于耐磨制品，高强度、耐油制品
    • 乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）
      • 性能
        • 耐臭氧、耐紫外光、耐候性、耐高温、有阻燃性
      • 应用
        • 密封材料、耐火材料、塑料改性剂、鞋底材料
    • 丙烯酸酯橡胶
    • 聚醋酸乙烯酯橡胶
    • 氯醚橡胶
    • 聚硫橡胶