橡胶的特性和用途资料

2：橡胶材料的特性与用途

橡胶材料的基本特点：

1、具有高弹性橡胶的弹性模量小，一般在1-9.8Mpa。伸长变形大，伸长率可高达100％，仍表现有可恢复的特性，并能在很宽的温度（-50－+150℃）范围内保持有弹性。

2、具有粘弹性橡胶是粘弹性体，由于大分子间作用力的存在，使橡胶受外力作用，产生形变时受时间、温度等条件的影响，表现有明显的应力松弛和蠕变现象，有振动或交变应力等周期作用下，产生滞后损失。

3、具有缓冲减震作用橡胶对声音及振动的传播有缓和作用，可利用这一特点来防除噪音和振动。

4、具有电绝缘性橡胶和塑胶一样是电绝缘材料。例如天然橡胶和丁基橡胶和体积电阻可达到10

5、具有温度依赖性高分子材料一般都受温度影响，橡胶在低温时处于玻璃态变硬变脆，在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至燃烧等。

6、具有老化现象如同金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因环境条件变化而发生老化，使性能变坏，使用寿命缩短。

7、必须进行硫化橡胶必须加入硫磺或其它能使橡胶硫化（或交联）的物质，使橡胶大分子交联成空间网状结构，才能得到具有使用价值的橡胶制品，但是热塑橡胶可不必硫化。

1、天然橡胶（NR）以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等，是一种非极性物质，它溶于非极性的溶剂和油中。弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐油和耐溶剂性不好，在环己烷、汽油、笨中，硫化前溶解，硫化后溶胀。抵抗酸碱的腐蚀能力低，抗10%的氢氟酸，20%的盐酸，30%的硫酸、50%的氢氧化钠；耐热性不高。使用温度范围：约－60℃~＋80℃。制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶－金属悬挂元件、膜片、模压制品。

2、丁苯橡胶（SBR）丁二烯和苯乙烯的共聚体。性能接近天然橡胶，是目前产量最大的通用合成橡胶，其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天然橡胶均匀。缺点是：弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差，在多次形变下生热量大，耐油、耐热、耐特种介质的性能差；加工性能差，特别是自粘性差、生胶强度低。使用温度范围：约－50℃~＋100℃。主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。

3、顺丁橡胶（BR）是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶，无需塑炼，属于极性物质。优点是：弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合，化学稳定型好，能抵抗除强酸外的大部分化学药品的腐蚀。缺点是强度较低，抗撕裂性差，加工性能与自粘性差。使用温度范围：约－60℃~＋100℃。一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用，主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。

4、异戊橡胶（IR）是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。化学组成、立体结构与天然橡胶相似，性能也非常接近天然橡胶，故有合成天然橡胶之称。它具有天然橡胶的大部分优点，耐老化由于天然橡胶，弹性和强力比天然橡胶稍低，加工性能差，成本较高。使用温度范围：约－50℃~＋100℃ 可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。

5、氯丁橡胶（CR）是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。这种橡胶分子中含有氯原子，所以与其他通用橡胶相比：它具有优良的抗氧、抗臭氧性，不易燃，着火后能自熄，耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点；其物理机械性能也比天然橡胶好，故可用作通用橡胶，也可用作特种橡胶。主要缺点是耐寒性较差，比重较大、相对成本高，电绝缘性不好，加工时易粘滚、易焦烧及易粘模。此外，生胶稳定性差，不易保存。使用温度范围：约－45℃~＋100℃。主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套及各种防护套、保护罩；耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬里；耐燃的地下采矿用橡胶制品，以及各种模压制品、密封圈、垫、粘结剂，如：建筑防水片、建筑密封条、公路填缝材料、桥梁支座垫片、电线包皮等。

6、丁基橡胶（IIR）是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体。最大特点是气密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐热性较高，耐气候性好不需家防老剂，长期工作温度可在130℃以下；能耐无机强酸（如硫酸、硝酸等）和一般有机溶剂，吸振和阻尼特性良好，化学稳定性好，电绝缘性也非常好。缺点是弹性最差，加工性能差，硫化速度慢，粘着性和耐油性差。使用温度范围：约－40℃~＋120℃。主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及防震制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。

7、丁腈橡胶（NBR）丁二烯和丙烯晴的共聚体。特点是耐汽油和脂肪烃油类的性能特别好，仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯和氟橡胶，而优于其他通用橡胶。耐热性好，气密性、耐磨及耐水性等均较好，粘结力强。缺点是耐寒及耐臭氧性较差，强力及弹性较低，耐酸性差，电绝缘性不好，耐极性溶剂性能也较差。使用温度范围：约－30℃~＋100℃。主要用于制造各种耐油制品，如胶管、密封制品等。

8、氢化丁腈橡胶（HNBR）丁二烯和丙烯晴的共聚体。它是通过全部或部分氢化NBR

的丁二烯中的双键而得到的。其特点是机械强度和耐磨性高，用过氧化物交联时耐热性比NBR好，其他性能与丁腈橡胶一样。缺点是价格较高。使用温度范围：约－30℃~＋150℃。主要用于耐油、耐高温的密封制品。

9、乙丙橡胶（EPM\\EPDM）乙烯和丙烯的共聚体，一般分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶。特点是抗臭氧、耐紫外线、耐天候性和耐老化性优异，居通用橡胶之首。电绝缘性、耐化学性、冲击弹性很好，耐酸碱，比重小，可进行高填充配合。耐热可达150℃，耐极性溶剂－酮、酯等，但不耐脂肪烃和芳香烃，其他物理机械性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。缺点是自粘性和互粘性很差，不易粘合。使用温度范围：约－50℃~＋150℃。主要用作化工设备衬里、电线电缆包皮、蒸汽胶管、耐热运输带、汽车用橡胶制品及其他工业制品。

10、硅橡胶（Q）为主链含有硅、氧原子的特种橡胶，其中起主要作用的是硅元素。其主要特点是既耐高温（最高300℃）又耐低温（最低－100℃），是目前最好的耐寒、耐高温橡胶；同时电绝缘性优良，对热氧化和臭氧的稳定性很高，化学惰性大。缺点是机械强度较低，耐油、耐溶剂和耐酸碱性差，较难硫化，价格较贵。使用温度：－60℃~＋200℃。主要用于制作耐高低温制品（胶管、密封件等）、耐高温电线电缆绝缘层，由于其无毒无味，还用于食品及医疗工业。

11、氟橡胶（FPM）是由含氟单体共聚而成的有机弹性体。其特点耐温高可达300℃，耐酸碱，耐油性是耐油橡胶中最好的，抗辐射、耐高真空性能好；电绝缘性、机械性能、耐化学腐蚀性、耐臭氧、耐大气老化性均优良。缺点是加工性差，价格昂贵耐寒性差，弹性透气性较低。使用温度范围：－20℃~＋200℃。主要用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、耐化学腐蚀的密封材料、胶管或其他零件及汽车工业。

12、聚氨酯橡胶（AU\\EU）有聚酯（或聚醚）与二异氰酸酯类化合物聚合而成的弹性体。其特点是耐磨性好，在各种橡胶中是最好的；强度高、弹性好、耐油性优良。耐臭氧、耐老化、气密性等也优异。缺点是耐温性能较差，耐水和耐碱性差，耐芳香烃、氯化烃及酮、酯、醇类等溶剂性较差。使用温度范围：约－30℃~＋80℃。制作轮胎紧挨由零件、垫圈、防震制品，以及耐磨、高强度和耐油的橡胶制品。

13、丙烯酸酯橡胶（ACM\\AEM）它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物。其特点是兼有良好的耐热、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加剂的润滑油中性能稳定。同时耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外线、气密性优良。缺点是耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及有机和无机酸、碱。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液内膨胀严重。同时弹性和耐磨性差，电绝缘性差，加工性能较差。使用温度范围：约－25℃~＋150℃。可用于制造耐油、耐热、耐老化的制品，如密封件、胶管、化工衬里等。

14、氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）又稱為海帕龍（Hypalon）它是聚乙烯经氯化和磺化处理后，所得到具有弹性的聚合物。耐臭氧耐老化优良，耐候性优于其它橡胶。阻燃、耐热、耐溶剂性及耐大多数化学药品和耐酸碱性能较好。电绝缘性尚可，耐磨性与丁苯橡胶相似。缺点是抗撕裂性能差，加工性能不好。使用温度范围：约－20℃~＋120℃。可用作臭氧发生器上的密封材料，制造耐油密封件、电线电缆包皮以及耐油橡胶制品和化工衬里。

15、氯醚橡胶（CO\\ECO）由环氧氯丙烷均聚或由环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚而成的聚合物。特点是耐脂肪烃及氯化烃溶剂、耐碱、耐水、耐老化性能极好，耐臭氧性、耐油、耐热、耐寒较好。使用温度范围：约-20℃~＋140℃。可用作胶管、密封件、薄膜和容器衬里、油箱、胶辊，制造油封、水封等。

16、氯化聚乙烯橡胶（CM或CPE）是聚乙烯通过氯取代反应制成的具有弹性的聚合物。性能与氯磺化聚乙烯橡胶接近，其特点是流动性好，容易加工；有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性，耐热、耐酸碱、耐油性良好。缺点是弹性差、压缩变形较大，电绝缘性较低。

使用温度范围：约－20℃~＋120℃。电线电缆护套、胶管、胶带、胶辊化工衬里等。

：丁腈橡胶（NBR）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。

研发历史

丁睛橡胶是目前用量最大的一种特殊合成橡胶，是以丁二烯和丙烯腈为单体经乳液共聚而制得的高分子弹性体。在第二次世界大战爆发的前几年里，发展了多种合成橡胶。德国发现了丁二烯－丙烯腈的共聚橡胶－丁腈橡胶，并发现这种橡胶耐油、耐汽油以及耐高温老化方面均优于天然橡胶。

生产规模

2000年世界NBR生产能力约为610 kt/a，占合成橡胶总生产能力的4.7％。1996～2000年世界NBR消耗量年均增长2.9％。

生产技术

NBR工业生产采用的乳液聚合工艺早已成熟和定型，我国现有3套生产装置，其中l套生产硬胶，总生产能力为30kt/a。兰州化学工业公司从日本Zeon公司引进的15 kt/a软胶装置于2000年4月投产。2000年我国合成橡胶需求量约占合成橡胶市场总量的4％，即36～38kt，当年产量为lO.8kt。

产品应用

丁腈橡胶(NBR)分子链上带有极性腈基基团，赋予其耐油、耐热老化等优异性能，具有较宽的使用温度范围；主要用于制作耐油橡胶制品，广泛应用于汽车工业、航空航天、石油开采、化工、轻纺、电线电缆、建筑材料等，其消耗量约占合成橡胶总量的3％。

研发趋势

为了使NBR性能更加符合不同用途制品的要求，各国都相继开发生产了具有特殊性能的NBR新品种，如氢化丁腈橡胶（HNBR）、粉末丁腈橡胶（PNBR）、羧基丁腈橡胶（XNBR）、液体丁腈橡胶等，使得NBR产品形成了系列化、功能化。

丁腈橡胶特性介绍

丁腈橡胶

nitrile butadiene rubber

简称NBR。由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。是耐油(尤其是烷烃油)、耐老化性能较好的合成橡胶。丁腈橡胶中丙烯腈含量(％)有42～46、36～41、31～35、25～30、

18～24等五种。丙烯腈含量越多，耐油性越好,但耐寒性则相应下降。它可以在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外，它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。丁腈橡胶1935年在德国首先进行工业化生产。80年代以来，丁腈橡胶的世界年产量约为400kt,约占合成橡胶总产量的3％，居第七位。

丁腈橡胶多采用乳液聚合连续生产。其工艺过程与丁苯橡胶类似。温度可采用30℃或约5℃,转化率一般维持在70％～85％。生产工艺有以下一些特点：①单体丙烯腈极性较强，致使在聚合过程中胶乳不太稳定，丙烯腈用量越大，胶乳的稳定性就越差。②介质的碱性或酸性太强或聚合温度过高都会引起氰基的水解，即：生成的酸会破坏乳化剂，这也是导致乳胶不稳定的原因之一。③上述水解反应的中间产物酰胺基和聚合物链中的氰基在较高温度下，都可能进行交联反应，使产品质量变坏。④丁二烯与丙烯腈的竞聚率相差颇远（在40℃时分别为0.3和0.02）,因此，共聚物中单体的组成及分布，对转化率的依赖性较大。采用分批加入丙烯腈的办法可以改善氰基分布。

丁腈橡胶由于分子链间作用力较强，硬度较大，故加工较困难，其中以聚合温度为30℃所制得的硬胶最不易加工，需在冷辊上预先塑化后才能操作。工业上常采用更有效地调节分子量的方法并把聚合温度降低至5℃,以减少副反应来改善它的加工性能。另一方面，丁腈橡胶还可通过与多种橡胶如氯丁橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶等及合成树脂如聚氯乙烯、酚醛树脂等共混（见高分子共混物），使性能得到改进。