天然橡胶主要来源于三叶橡胶树,当这种橡胶树的表皮被割开时,就会流出乳白色的汁液,称为胶乳,胶乳经凝聚、洗涤、成型、干燥即得天然橡胶。具有可逆形变的高弹性聚合物材料称为橡胶。橡胶在室温下富有弹性,在很小的外力作用下能产生可达1 000%的变形,除去外力后可恢复原状。橡胶分为天然橡胶和合成橡胶。合成橡胶是由人工合成方法制得的,采用不同的原料(单体)可以合成出不同种类的橡胶。合成橡胶的产量已大大超过天然橡胶,其中产量较大的是通用橡胶、丁苯橡胶等。橡胶制品广泛应用日常生活的各个方面。
4.2.3.1 天然橡胶
天然橡胶是由橡胶树采集胶乳制成,是异戊二烯的聚合物,耐磨性很好,具有很高的弹性、扯断强度及伸长率。天然橡胶在空气中易老化,遇热变黏,在矿物油或汽油中易膨胀和溶解,耐碱但不耐强酸。天然橡胶是制作胶带、胶管、胶鞋的原料,并适用于制作减震零件及在汽车刹车油、乙醇等液体中使用的制品。
4.2.3.2 丁苯橡胶
丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯的共聚合物,与天然橡胶比较,其品质均匀,具有更好的耐磨性及耐老化性,异物和杂质较少,但机械强度较弱,可与天然橡胶混合使用。丁苯橡胶是低成本的非抗油性材质,具有良好的抗水性和较高的弹性,高硬度时具较差的压缩性;缺点是不能用于强酸、臭氧、油类、油脂和脂肪及大部分的碳氢化合物之中。广泛用于轮胎业、鞋业、布业及输送带行业等。
4.2.3.3 丁基橡胶
丁基橡胶为异丁烯与少量异戊二烯聚合而成。丁基橡胶的优点是对大部分一般气体具不渗透性,对阳光及臭氧具良好的抵抗性,可暴露于动、植物油或可汽化的化学物中;缺点是不能与石油溶剂、焦煤油和芳烃同时使用。丁基橡胶一般使用温度范围为-54~110℃,常用于制作汽车轮胎的内胎、皮包、窗框橡胶、蒸汽软管、耐热输送带等。
4.2.3.4 丁腈橡胶(www.daowen.com)
丁腈橡胶由丙烯腈与丁二烯共聚合而成,丙烯腈含量为18%~50%,丙烯腈含量越高,对石化油品及碳氢燃料油的抵抗性越好,但低温性能则变差,一般使用温度范围为-25~100℃。丁腈橡胶的优点是具良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性,具良好的压缩性、抗磨性及伸长率,缺点是不适合用于极性溶剂之中。例如酮类、臭氧、氯仿等。丁腈橡胶用于制作燃油箱、润滑油箱以及在石油系液压油、汽油、水、润滑油等流体介质中使用的橡胶零件,特别是密封零件。丁腈橡胶是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件原料。
4.2.3.5 氯丁橡胶
氯丁橡胶由氯丁烯单体聚合而成。硫化后的氯丁橡胶弹性、耐磨性和耐候性好,不怕阳光的直接照射,不怕制冷剂,不怕激烈的变形和扭曲,耐稀酸,耐硅酯系润滑油,但不耐磷酸酯系液压油。氯丁橡胶在低温时易结晶、硬化,贮存稳定性差,一般使用温度为-50~150℃。氯丁橡胶常用于家电用品上的橡胶零件或密封件,适合制作各种直接接触大气、阳光、臭氧的零件,适用于各种耐燃、耐化学腐蚀的橡胶品。
有的高分子可用作纤维,也可用作塑料,如聚氯乙烯既是典型的塑料,又可做成纤维及氯纶;若将氯乙烯配入适量增塑剂,也可制成类似橡胶的软制品。又如,尼龙既可用作纤维又可用作工程塑料;橡胶在较低温度下也可作塑料使用。因此,塑料、纤维和橡胶三大类聚合物之间并没有严格的界限区分。
图4-6为固体胶棒设计。
图4-6 固体胶棒设计
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