橡膠是橡膠工業(yè)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。像膠的分類:
1按原料分為天然橡膠和合成橡膠。
2按形態(tài)分為塊狀生膠、乳膠、液體橡膠和粉末橡膠。
乳膠為橡膠的膠體狀水分散體;
液體橡膠為橡膠的低聚物,未硫化前一般為粘稠的液體;
粉末橡膠是將乳膠加工成粉末狀,以利配料和加工制作。
3按使用又分為通用型和特種型。
通用型橡膠的綜合性能較好,應(yīng)用廣泛。主要有:①天然橡膠。②異戊橡膠,又稱合成天然橡膠。③丁苯橡膠,簡稱SBR。④順丁橡膠,簡稱BR。
特種型橡膠指具有某些特殊性能的橡膠。主要有:
① 氯丁橡膠,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,液壓缸常溫下易結(jié)晶變硬,貯存性不好,耐寒性差。
② 丁腈橡膠,簡稱NBR。
由丁二烯和丙烯腈共聚制得。具有良好的耐油性、耐熱性、耐寒性、耐壓性和耐水性,氣密性及優(yōu)良的粘結(jié)性能,并具有適宜的耐磨性,通常的使用溫度大致為-40℃~+120℃,可在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使用。
易于用金屬模壓成任意形狀的液壓密封件,因此丁晴橡膠最適宜于制作工作壓力不大于32Mpa的液壓缸用密封件。經(jīng)特別設(shè)計配方、耐易按發(fā)性油:耐磨能承受機(jī)械汽車軸心轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/時以下(此時橡膠硬度為70°)。
③ 硅橡膠。SILICONE
主鏈由硅氧原子交替組成,在硅原子上帶有有機(jī)基團(tuán)。耐高低溫 ,耐臭氧,電絕緣性好。使用溫度—40℃﹋+220℃;耐油尤佳,耐溫,耐磨,耐油!特別適用于汽車發(fā)動機(jī)內(nèi)的曲軸油封不耐溫易揮發(fā)性油(柴油、汽油)耐磨方面,對氧,臭氧以及陽光(紫外線)有抗性。
④ 氟橡膠。Viton
子結(jié)構(gòu)中含有氟原子的合成橡膠。通常以共聚物中含氟單元的氟原子數(shù)目來表示 ,如氟橡膠23,是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡膠耐高溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕。耐油,耐高溫,耐化學(xué)品,還具有耐酸堿之特性。使用溫度—30℃+280℃。適用于噴射引擎內(nèi)的曲軸油封,時規(guī)油封,還被用于化藥劑的O型環(huán)及密封圈
⑤ 聚硫橡膠。
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(yōu)異的耐油和耐溶劑性,液壓缸但強(qiáng)度不高,耐老化性、加工性不好,有臭味,多與丁腈橡膠并用。
此外,還有聚氨酯橡膠、氯醇橡膠、丙烯酸酯橡膠等。
⑥ 聚氨酯橡膠
抗拉強(qiáng)度最高的一種合成橡膠,它具有優(yōu)良的耐油性、耐熱性、耐寒性、耐壓性和耐磨性,通常的使用溫度為-40℃~+80℃,聚氨酯橡膠的常溫密封性能比丁晴橡膠優(yōu)越,它特別適宜于制作中壓、高壓及超高壓液壓缸用密封件。
硅膠的特性
又分為粗孔硅膠和細(xì)孔硅膠
硅膠既可吸附水分,又可吸乙炔和二氧化碳。隨著溫度的降低,首先吸附是水分(常溫即可,約為25℃),其次是乙炔和二氧化碳(溫度越低,吸附能力越強(qiáng))。
以吸附水分為例粒度/mm4~8 常溫動吸附容量/%6~8 干燥后空氣含水量/g·m-3 0.03 干燥后空氣露點(diǎn)/℃ -52
再生溫度/℃140~160
硅膠對水的吸附容量較大,再生溫度較低,價格便宜,故空分裝置中硅膠主要用作吸附水分,在低溫下也用來吸附二氧化碳和乙炔。它的缺點(diǎn)是粉末較多。
硅膠有粗孔和細(xì)孔兩種,二者孔徑不同。粗孔硅膠孔徑是5~10nm(1nm=10-9m,叫納米),每克硅膠的比表面積有100~300m2/g之多。它的吸水能力強(qiáng),且吸水后不易破碎,機(jī)械強(qiáng)度好,常用在干燥器中吸附水分。細(xì)孔硅膠孔徑是2.5~4nm,比表面積為400~600m2/g。常用來吸附二氧化碳和乙炔,吸附水分易破碎。二氧化碳吸附器的吸附過程是在-110~-120℃低溫下進(jìn)行的,吸附二氧化碳的效果較好,還同時能吸附乙炔。因溫度低于-130℃以下將有二氧化碳固體析出,固體二氧化碳不僅不能被硅膠所吸附,而且會堵塞吸附器。吸附乙炔是在液空、液氧吸附器中進(jìn)行的,其吸附溫度在-170~-180℃左右。
硅膠產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)單元是由硅-氧鏈節(jié)構(gòu)成的,側(cè)鏈則通過硅原子與其他各種有機(jī)基團(tuán)相連。因此,在有機(jī)硅產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)中既含有"有機(jī)基團(tuán)",又含有"無機(jī)結(jié)構(gòu)",這種特殊的組成和分子結(jié)構(gòu)使它集有機(jī)物的特性與無機(jī)物的功能于一身。與其他高分子材料相比,有機(jī)硅產(chǎn)品的最突出性能是:
1.耐溫特性
有機(jī)硅產(chǎn)品是以硅-氧(Si-O)鍵為主鏈結(jié)構(gòu)的,C-C鍵的鍵能為82.6千卡/克分子,Si-O鍵的鍵能在有機(jī)硅中為121千卡/克分子,所以有機(jī)硅產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性高,高溫下(或輻射照射)分子的化學(xué)鍵不斷裂、不分解。有機(jī)硅不但可耐高溫,而且也耐低溫,可在一個很寬的溫度范圍內(nèi)使用。無論是化學(xué)性能還是物理機(jī)械性能,隨溫度的變化都很小。
2.耐候性
有機(jī)硅產(chǎn)品的主鏈為-Si-O-,無雙鍵存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機(jī)硅具有比其他高分子材料更好的熱穩(wěn)定性以及耐輻照和耐候能力。有機(jī)硅中自然環(huán)境下的使用壽命可達(dá)幾十年。
3.電氣絕緣性能
有機(jī)硅產(chǎn)品都具有良好的電絕緣性能,其介電損耗、耐電壓、耐電弧、耐電暈、體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)等均在絕緣材料中名列前茅,而且它們的電氣性能受溫度和頻率的影響很小。因此,它們是一種穩(wěn)定的電絕緣材料,被廣泛應(yīng)用于電子、電氣工業(yè)上。有機(jī)硅除了具有優(yōu)良的耐熱性外,還具有優(yōu)異的拒水性,這是電氣設(shè)備在濕態(tài)條件下使用具有高可靠性的保障。
4.生理惰性
聚硅氧烷類化合物是已知的最無活性的化合物中的一種。它們十分耐生物老化,與動物體無排異反應(yīng),并具有較好的抗凝血性能。
5.低表面張力和低表面能
有機(jī)硅的主鏈?zhǔn)秩犴槪浞肿娱g的作用力比碳?xì)浠衔镆醯枚?,因此,比同分子量的碳?xì)浠衔镎扯鹊?,表面張力弱,表面能小,成膜能力?qiáng)。這種低表面張力和低表面能是它獲得多方面應(yīng)用的主要原因:疏水、消泡、泡沫穩(wěn)定、防粘、潤滑、上光等各項(xiàng)優(yōu)異性能。
二、有機(jī)硅的用途
由于有機(jī)硅具有上述這些優(yōu)異的性能,因此它的應(yīng)用范圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術(shù)、軍事技術(shù)部門的特種材料使用,而且也用于國民經(jīng)濟(jì)各部門,其應(yīng)用范圍已擴(kuò)到:建筑、電子電氣、紡織、汽車、機(jī)械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫(yī)藥醫(yī)療等。