丁苯橡胶

　　丁苯橡胶是苯乙烯与丁二烯的共聚物。丁苯橡胶按聚合方法分类，可分为乳液聚合和溶液聚合二种。由于这种胶具有较低的滚动阻力、较高的抗湿滑性和较好的综合性能，故发展较快。丁苯橡胶是一种产量最大的合成橡胶，据统计，1991年全世界总产量为755万吨，约占合成橡胶的55%，占全部橡胶的34%，其中大约有70%用于轮胎业。在各种丁苯橡胶中，低温乳聚丁苯橡胶产量最大。

丁腈橡胶

　　丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液共聚而成的聚合物，丁腈橡胶以其优异的耐油性而蓍称，其耐油性仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶和氟橡胶，此外丁腈橡胶还具有良好的耐磨性、耐老化性和气密性，但耐臭氧性、电绝缘性和耐寒性都比较差，而导电性动比较好。因而在橡胶工业中应用得广泛。丁腈橡胶的用途，主要应用于耐油制品，例如各种密封制品。其它还有作为PVC改性剂及与PVC并用做阻燃制品，与酚醛并用做结构胶粘剂，做抗静电好的橡胶制品等。

橡胶基础知识

　　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。

合成橡胶的分类

　　一、丁苯橡胶

　　丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯经共聚合制得的橡胶。英文缩写是SBR。是产量最大的通用合成橡胶，有乳聚丁苯橡胶 、溶聚丁苯橡胶。

　　世界丁苯橡胶生产能力中约87%使用乳液聚合法，通常所说的丁苯橡胶主要是指乳聚丁苯橡胶。乳聚丁苯橡胶又包括高温乳液聚合的热丁苯与低温乳液聚合的冷丁苯。前者于1942年工业化，目前仍有少量生产，主要用于水泥、粘合剂、口香糖、以及某些织物包覆与模塑制品及机械制品。通常所说的丁苯橡胶主要是指低温乳液聚合法生产的丁苯橡胶，1947年工业化，它有较高的耐磨性和很高的抗张强度，良好的加工性能，以及其它综合性能，是目前产量最大、用途最广的合成橡胶品种。

　　溶聚丁苯橡胶（SSBR）是丁二烯与苯乙烯在烃类溶剂中，在丁基锂催化剂存在下聚合制得。80年代后期生产的第二代溶聚丁苯橡胶滚动阻力优于乳聚丁苯橡胶和天然橡胶，抗湿滑性优于顺丁橡胶，耐磨性也好，可以满足轮胎高速、安全、节能、舒适的要求，用其制造轮胎比乳聚丁苯橡胶节油3%~5%。

　　丁苯生胶是浅黄褐色弹性固体，密度随苯乙烯含量的增加而变大，耐油性差，但介电性能较好；生胶抗拉强度只有20-35千克力/厘米2，加入炭黑补强后，抗拉强度可达250-280千克力/厘米2；其黏合性﹑弹性和形变发热量均不如天然橡胶，但耐磨性﹑耐自然老化性﹑耐水性﹑气密性等却优于天然橡胶，因此是一种综合性能较好的橡胶。

　　丁苯橡胶是橡胶工业的骨干产品，它是合成橡胶大品种，综合性能良好，价格低，在多数场合可代替天然橡胶使用，主要用于轮胎工业，汽车部件、胶管、胶带、胶鞋、电线电缆以及其它橡胶制品。

　　二、顺丁橡胶\聚丁二烯橡胶（BR）

　　丁二烯在聚合时由于条件不同可产生不同类型的聚合物。高顺式聚丁二烯橡胶1960年在国外正式投入工业生产，我国于1967年工业生产。这种橡胶习惯上称为顺丁橡胶。它是一个大品种的合成橡胶，主要用于轮胎工业。由于顺丁橡胶性能优越，成本较低，所以在橡胶生产中一直占有重要地位。

　　（1）聚丁二烯橡胶的分类聚丁二烯橡胶主要按制法分类：

　　溶聚---- 1．高顺式聚丁二烯橡胶（顺式96%-98%，镍、钴、稀土催化剂）

　　2 ．低顺式聚丁二烯橡胶（顺式35%-40%，锂催化剂）

　　3．超高顺式聚丁二烯橡胶（顺式98%以上）

　　4．低乙烯基聚丁二烯橡胶（乙烯基8%，顺式91%）

　　5．中乙烯基聚丁二烯橡胶（乙烯基35%-55%）

　　6．高乙烯基聚丁二烯橡胶（乙烯基70%以上）

　　7．低反式聚丁二烯橡胶（反式9%，顺式90%）

　　8．反式聚丁二烯橡胶（反式95%以上，室温为非橡胶态）

　　乳聚---- 乳聚聚丁二烯橡胶

　　本体聚合---- 丁钠橡胶（已淘汰）

　　（2）顺丁橡胶的结构顺丁橡胶含顺势1，4-结构为96%~98%，反式1，4-结构1%~2%，1，2-结构1%~2%。顺丁橡胶是结晶性橡胶，但结晶能力不强，所以自补强能力较小。另外，顺丁橡胶的结晶对应变得敏感性低，这也是使顺丁橡胶的自补强性比天然橡胶的低得多的原因之一。

　　（3）顺丁橡胶的性能由于顺丁橡胶的分子结构主要是顺式1，4-结构，分子排列规整，所以其弹性比天然橡胶还好。顺丁橡胶的玻璃化温度Tg=－105℃，故它的低温物理性能很好，耐寒温度低于－55℃。弹性是通用橡胶中最好的一种。耐热性与天然橡胶相同，都为120℃，但耐热老化性能却优于天然橡胶。拉伸强度比天然橡胶、丁苯橡胶都低，因此必须加入炭黑等补强剂。撕裂强度也比天然橡胶低，抗湿滑性能不好，用于轮胎胎面、鞋底时，在湿路上易打滑。顺丁橡胶的耐磨性优异，滞后损失小，生热低，这对制品在多次变形下的生热和永久变形的降低都十分有利。

　　顺丁橡胶在混炼前不需要塑炼。混炼胶的压出性能良好，适于注压成型，但粘着性差。顺丁橡胶对加工温度的变化较敏感，当开炼机辊温在60℃以上时，胶料易脱辊，给加工带来一定的困难。一般需要与天然橡胶或丁苯橡胶并用，以改善工艺加工性能。

　　顺丁橡胶的冷流性较大，这对生胶的包装、贮存和半成品的存放都提出了较高的要求。

　　（4） 顺丁橡胶的用途主要用于制造轮胎，还可用于制造耐磨制品（如胶鞋、胶辊）、耐寒制品和防震制品，可作为塑料的改性剂。顺丁橡胶可与多种橡胶并用。制造乘用汽车轮时，可与丁苯橡胶并用，并用量为35%~50%。制造载重汽车轮胎胎面时，常与天然橡胶并用，并用量为25%~50%。用于重型越野汽车轮胎胎面时，天然橡胶75份，顺丁橡胶25份较好。用于胶布时，一般与丁苯橡胶并用，并用量为15%~30%。用于制造轮胎胎侧时可与氯丁橡胶并用，以提高耐低温性能。顺丁橡胶也可与氯磺化聚乙烯并用。

合成橡胶的分类

　　三、聚异戊二烯橡胶（IR）

　　聚异戊二烯橡胶简称异戊橡胶，其结构单元为异戊二烯。与天然橡胶一样，1954年开始工业化生产。从整体上看，异戊橡胶的加工配合、性能及应用于天然橡胶相当，适于做浅色制品。但由于与天然橡胶存在结构及成分上的差别，所以性能上还存在一定的差异。

　　聚异戊二烯的微观结构中顺式含量低于天然橡胶，即分子规整性低于天然橡胶，所以异戊橡胶的结晶能力比天然橡胶差，分子量分布较窄，分布曲线为单峰。不含有天然橡胶中那么多的蛋白质和丙酮抽出物等非橡胶烃成分。

　　异戊橡胶与天然橡胶相比，异戊橡胶质量及外观都较均匀，颜色较浅，塑炼快。未硫化胶流动性好于天然橡胶，生胶有冷流倾向，格林强度较低，硫化速度较慢，所以在配合时硫磺用量应比天然橡胶少用10%~15%，促进即用量比天然橡胶增加10%~20%。异戊橡胶压延、压出时的收缩率较低，粘合性不亚于天然橡胶。与硫化的天然橡胶比，异戊橡胶硫化胶的硬度、定伸应力和拉伸强度比较低，扯断伸长率稍高，回弹性与天然橡胶相比，在高温下回弹性比天然橡胶稍高，生热性及压缩永久变形、拉伸永久变形都较天然橡胶的低。异戊橡胶耐老化性能稍逊于天然橡胶。

　　四、乙丙橡胶

　　乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原料合成，耐老化、电绝缘性能和耐臭氧性能突出。乙丙橡胶可大量充油和填充碳黑，制品价格较低，乙丙橡胶化学稳定性好，耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近。乙丙橡胶的用途十分广泛，可以作为轮胎胎侧、胶条和内胎以及汽车的零部件，还可以作电线、电缆包皮及高压、超高压绝缘材料。还可制造胶鞋、卫生用品等浅色制品。

　　五、丁腈橡胶

　　丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，电性能低劣，弹性稍低。丁腈橡胶主要用于制造耐油橡胶制品。

　　六、丁基橡胶

　　丁基橡胶是由异丁烯和少量异戊二烯共聚而成的，主要采用淤浆法生产。透气率低，气密性优异，耐热、耐臭氧、耐老化性能良好，其化学稳定性、电绝缘性也很好。 丁基橡胶的缺点是硫化速度慢， 弹性、强度、粘着性较差。丁基橡胶的主要用途是制造各种车辆内胎， 用于制造电线和电缆包皮、耐热传送带、蒸汽胶管等。

　　七、氟橡胶

　　氟橡胶是含有氟原子的合成橡胶，具有优异的耐热性、耐氧化性、耐油性和耐药品性，它主要用于航空、化工、石油、汽车等工业部门，作为密封材料、耐介质材料以及绝缘材料。

　　八、硅橡胶

　　硅橡胶由硅、氧原子形成主链，侧链为含碳基团，用量最大的是侧链为乙烯基的硅橡胶。既耐热，又耐寒，使用温度在－100~300℃之间，它具有优异的耐气候性和耐臭氧性以及良好的绝缘性。缺点是强度低，抗撕裂性能差，耐磨性能也差。硅橡胶主要用于航空工业、电气工业、食品工业及医疗工业等方面。

　　九、聚氨酯橡胶

　　聚氨酯橡胶是由聚酯（或聚醚）与二异睛酸酯类化合物聚合而成的。耐磨性能好、其次是弹性好、硬度高、耐油、耐溶剂。缺点是耐热老化性能差。聚氨酯橡胶在汽车、制鞋、机械工业中的应用最多。

几种橡胶的特点

　　材质 代号 特点 工作温度 用途

　　丁晴橡胶 NBR 有良好的机械性能，耐矿物油、热水、臭氧、甲、乙、丙、丁烷等 -40~120 制作O型圈、油封皮碗等通用于一般的液压启动系统中作静密封或动密封用。

　　三元乙丙胶 EPDM 使用温度高，耐蒸汽、弱酸、不含矿物油的刹车油 -40~160 用于高温气体密封可达（200度）

　　氟橡胶 FKM 耐热、耐酸碱、耐化学药品、耐各种矿物油、耐挤出、抗老化 -40~220 一般用于恶劣环境，如：冶金行业、大型工程机械的静密封。

　　聚胺酯 TPU 是一种耐油、耐水解的无毒性、高抗耐磨的材料。 -40~100 用于油缸内的轴用、孔用GY型密封圈和FS防尘封等。

　　聚甲醛 POM 耐油 、耐磨性好，抗压强度高，抗冲击性能好，有较好的自润滑性，尺寸稳定。 -30~140 制作导向滑环、挡圈、支承环等

　　聚四氟乙烯 PTEF 化学稳定性好，耐高、低温和各种介质，摩擦系数低，自润滑。 -260~260 机械上常用的密封材料，制作耐磨环、导向环、用于冶金、实化、工程机械等。

　　尼龙 MC 有尼龙1010、尼龙66含油浇铸型尼龙化学性能机械性能好，可代替部分金属机械制品。 -10~200 用于机械制造、石油、化工、 纺织、印染、造纸、钢铁行业。

　　硅橡胶 MVQ 耐热、耐寒性、压缩永久、变形小，但机械强度低。 -60~230 适用于高、低温不高速旋转及各种食品机械的密封。

　　聚苯硫醚 PPS 一种高性能的工程塑料，高强度绝缘性好 -40~260 用于石油、油井测探、电力电子高绝缘部位。