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                              橡膠制品的性能特點

                              時間:2020-01-071543 次瀏覽

                              信息摘要:天然橡膠制品就是由三葉橡膠制品樹割膠時流出的膠乳經凝固、干燥后而制得。橡膠制品的分子鏈可以交聯,交聯后的橡膠制品受外力作用發生變形時,具有迅速復原的能力,并具有良好的物理力學性能和化學穩定性。

                              天然橡膠制品就是由三葉橡膠制品樹割膠時流出的膠乳經凝固、干燥后而制得。橡膠制品的分子鏈可以交聯,交聯后的橡膠制品受外力作用發生變形時,具有迅速復原的能力,并具有良好的物理力學性能和化學穩定性。橡膠制品是橡膠制品工業的基本原料,廣泛用于制造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠制品制品。

                              種類 橡膠制品按原料分為天然橡膠制品和合成橡膠制品。按形態分為塊狀生膠、乳膠、液體橡膠制品和粉末橡膠制品。乳膠為橡膠制品的膠體狀水分散體;液體橡膠制品為橡膠制品的低聚物,未硫化前一般為粘稠的液體;粉末橡膠制品是將乳膠加工成粉末狀,以利配料和加工制作。20世紀60年代開發的熱塑性橡膠制品,無需化學硫化,而采用熱塑性塑料的加工方法成形。橡膠制品按使用又分為通用型和特種型兩類。

                              通用型橡膠制品的綜合性能較好,應用廣泛。主要有:①天然橡膠制品。從三葉橡膠制品樹的乳膠制得,基本化學成分為順- 聚異戊二烯。彈性好,強度高,綜合性能好。②異戊橡膠制品。全名為順-1,4-聚異戊二烯橡膠制品,由異戊二烯制得的高順式合成橡膠制品,因其結構和性能與天然橡膠制品近似,故又稱合成天然橡膠制品。③丁苯橡膠制品。簡稱SBR,由丁二烯和苯乙烯共聚制得。按生產方法分為乳液聚合丁苯橡膠制品和溶液聚合丁苯橡膠制品。其綜合性能和化學穩定性好。④順丁橡膠制品。全名為順式-1,4-聚丁二烯橡膠制品,簡稱BR,由丁二烯聚合制得。與其他通用型橡膠制品比,硫化后的順丁橡膠制品的耐寒性、耐磨性和彈性特別優異,動負荷下發熱少,耐老化性能好,易與天然橡膠制品、氯丁橡膠制品、丁腈橡膠制品等并用。

                              特種型橡膠制品指具有某些特殊性能的橡膠制品。主要有:①氯丁橡膠制品。簡稱CR,由氯丁二烯聚合制得。具有良好的綜合性能,耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度較大,常溫下易結晶變硬,貯存性不好,耐寒性差。②丁腈橡膠制品。簡稱NBR,由丁二烯和丙烯腈共聚制得。耐油、耐老化性能好 ,可在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使用。此外,還具有耐水性、氣密性及優良的粘結性能。③硅橡膠制品。主鏈由硅氧原子交替組成,在硅原子上帶有有機基團。耐高低溫 ,耐臭氧,電絕緣性好。④氟橡膠制品。分子結構中含有氟原子的合成橡膠制品。通常以共聚物中含氟單元的氟原子數目來表示 ,如氟橡膠制品23,是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡膠制品耐高溫、耐油、耐化學腐蝕。⑤聚硫橡膠制品。由二鹵代烷與堿金屬或堿土金屬的多硫化物縮聚而成。有優異的耐油和耐溶劑性,但強度不高,耐老化性、加工性不好,有臭味,多與丁腈橡膠制品并用。此外,還有聚氨酯橡膠制品、氯醇橡膠制品、丙烯酸酯橡膠制品等。

                              橡膠制品加工 基本過程包括塑煉、混煉、壓延或擠出、成型和硫化等基本工序,每個工序針對制品有不同的要求,分別配合以若干輔助操作。為了能將各種所需的配合劑加入橡膠制品中,生膠首先需經過塑煉提高其塑性;然后通過混煉將炭黑及各種橡膠制品助劑與橡膠制品均勻混合成膠料;膠料經過壓出制成一定形狀坯料;再使其與經過壓延掛膠或涂膠的紡織材料(或與金屬材料)組合在一起成型為半成品;最后經過硫化又將具有塑性的半成品制成高彈性的最終產品。

                              塑料為合成的高分子化合物,可以自由改變形體樣式。是利用單體原料以合成或縮合反應聚合而成的材料,由合成樹脂及填料、增塑劑、穩定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成的,它的主要成分是合成樹脂。樹脂這一名詞最初是由動植物分泌出的脂質而得名,如松香、蟲膠等,目前樹脂是指尚未和各種添加劑混合的高聚物。樹脂約占塑料總重量的40%~100%。塑料的基本性能主要決定于樹脂的本性,但添加劑也起著重要作用。有些塑料基本上是由合成樹脂所組成,不含或少含添加劑,如有機玻璃、聚苯乙烯等。因此,塑料和樹脂這兩個名詞也?;煊?。

                              塑料可區分為熱固性與熱可塑性二類,前者無法重新塑造使用,后者可一再重復生產。塑料高分子的結構基本有兩種類型:第一種是線型結構,具有這種結構的高分子化合物稱為線型高分子化合物;第二種是體型結構,具有這種結構的高分子化合稱為體型高分子化合物。有些高分子帶有支鏈,稱為支鏈高分子,屬于線型結構。有些高分子雖然分子間有交聯,但交聯較少,稱為網狀結構,屬于體型結構。

                              兩種不同的結構,表現出兩種相反的性能。線型結構(包括支鏈結構)高聚物由于有獨立的分子存在,故有彈性、可塑性,在溶劑中能溶解,加熱能熔融,硬度和脆性較小的特點。體型結構高聚物由于沒有獨立的大分子存在,故沒有彈性和可塑性,不能溶解和熔融,只能溶脹,硬度和脆性較大。塑料則兩種結構的高分子都有,由線型高分子制成的是熱塑性塑料,由體型高分子制成的是熱固性塑料。

                              ABS樹脂(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物,ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母縮寫)是一種強度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料。

                              結構

                              ABS樹脂是丙烯腈(Acrylonitrile)、1,3-丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三種單體的接枝共聚物。它的分子式可以寫為(C8H8?C4H6?C3H3N)x,但實際上往往是含丁二烯的接枝共聚物與丙烯腈-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%,最常見的比例是A:B:S=20:30:50,此時ABS樹脂熔點為175℃。

                              隨著三種成分比例的調整,樹脂的物理性能會有一定的變化:

                              1,3-丁二烯為ABS樹脂提供低溫延展性和抗沖擊性,但是過多的丁二烯會降低樹脂的硬度、光澤及流動性;

                              丙烯腈為ABS樹脂提供硬度、耐熱性、耐酸堿鹽等化學腐蝕的性質;

                              苯乙烯為ABS樹脂提供硬度、加工的流動性及產品表面的光潔度。

                              性質

                              ABS樹脂是微黃色固體,有一定的韌性,密度約為1.04~1.06 g/cm3。它抗酸、堿、鹽的腐蝕能力比較強,也可在一定程度上耐受有機溶劑溶解。

                              ABS樹脂可以在-25℃~60℃的環境下表現正常,而且有很好的成型性,加工出的產品表面光潔,易于染色和電鍍。因此它可以被用于家電外殼、玩具等日常用品。常見的樂高積木就是ABS制品。

                              ABS樹脂可與多種樹脂配混成共混物,如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等,產生新性能和新的應用領域,如:將ABS樹脂和PMMA混合,可制造出透明ABS樹脂。

                              生產

                              ABS有兩種主要的工業生產方法:

                              將丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)與聚丁二烯(B)混合,或這將兩種膠乳混合后再共聚;

                              在聚丁二烯膠乳中加入丙烯腈及苯乙烯單體進行接枝共聚。

                              生產1公斤ABS樹脂需要的原料和能源大約相當于生產2公斤石油。

                              奇美實業是世界上更大的ABS樹脂生產商,其在臺南及鎮江的工廠每年大約生產130萬噸ABS樹脂。其他主要的ABS樹脂生產廠商包括:拜耳化工、LG化學、GE塑料、巴斯夫及陶氏化工等。

                              結構、性質和應用 在ABS樹脂中,橡膠制品顆粒呈分散相,分散于SAN樹脂連續相中。當受沖擊時,交聯的橡膠制品顆粒承受并吸收這種能量,使應力分散,從而阻止裂口發展,以此提高抗撕性能。

                              接枝共聚合的目的在于改進橡膠制品粒表面與樹脂相的兼容性和粘合力。這與游離 SAN樹脂的多少和接枝在橡膠制品主鏈上的 SAN樹脂組成有關。這兩種樹脂中丙烯腈含量之差不宜太大,否則兼容性不好,會導致橡膠制品與樹脂界面的龜裂。

                              ABS樹脂可用注塑、擠出、真空、吹塑及輥壓等成型法加工為塑料,還可用機械、粘合、涂層、真空蒸著等法進行二次加工。由于其綜合性能優良,用途比較廣泛,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、堿、鹽及化學試劑等性能良好,并具有可電鍍性,鍍上金屬層后有光澤好、比重輕、價格低等優點,可用來代替某些金屬。還可合成自熄型和耐熱型等許多品種,以適應各種用途。

                              尼龍

                              聚酰胺俗稱尼龍(Nylon),英文名稱Polyamide(簡稱PA),是分子主鏈上含有重復酰胺基團—[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱。包括脂肪族PA,脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中,脂肪族PA品種多,產量大,應用廣泛,其命名由合成單體具體的碳原子數而定。

                              尼龍中的主要品種是尼龍6和尼龍66,占主導地位,其次是尼龍11,尼龍12,尼龍610,尼龍612,另外還有尼龍 1010,尼龍46,尼龍7,尼龍9,尼龍13,新品種有尼龍6I,尼龍9T和特殊尼龍MXD6(阻隔性樹脂)等,尼龍的改性品種數量繁多,如增強尼龍,單體澆鑄尼龍(MC尼龍),反應注射成型(RIM)尼龍,芳香族尼龍,透明尼龍,高抗沖(超韌)尼龍,電鍍尼龍,導電尼龍,阻燃尼龍,尼龍與其他聚合物共混物和合金等,滿足不同特殊要求,廣泛用作金屬,木材等傳統材料代用品,作為各種結構材料。

                              尼龍是最重要的工程塑料,產量在五大通用工程塑料中居首位。


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