橡膠是橡膠工業的基本原料,廣泛用于制造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠制品。像膠的分類:
1按原料分為天然橡膠和合成橡膠。
2按形態分為塊狀生膠、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,氣密性及優良的粘結性能,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。經特別設計配方、耐易按發性油:耐磨能承受機械汽車軸心轉速3000轉/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基團。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!特別適用于汽車發動機內的曲軸油封不耐溫易揮發性油(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
子結構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、耐化學腐蝕。耐油,耐高溫,耐化學品,還具有耐酸堿之特性。使用溫度—30℃+280℃。適用于噴射引擎內的曲軸油封,時規油封,還被用于化藥劑的O型環及密封圈
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。有優異的耐油和耐溶劑性,液壓缸但強度不高,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
抗拉強度最高的一種合成橡膠,它具有優良的耐油性、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)。
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/℃ -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。它的缺點是粉末較多。
硅膠有粗孔和細孔兩種,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,且吸水后不易破碎,機械強度好,常用在干燥器中吸附水分。細孔硅膠孔徑是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、液氧吸附器中進行的,其吸附溫度在-170~-180℃左右。
硅膠產品的基本結構單元是由硅-氧鏈節構成的,側鏈則通過硅原子與其他各種有機基團相連。因此,在有機硅產品的結構中既含有"有機基團",又含有"無機結構",這種特殊的組成和分子結構使它集有機物的特性與無機物的功能于一身。與其他高分子材料相比,有機硅產品的最突出性能是:
1.耐溫特性
有機硅產品是以硅-氧(Si-O)鍵為主鏈結構的,C-C鍵的鍵能為82.6千卡/克分子,Si-O鍵的鍵能在有機硅中為121千卡/克分子,所以有機硅產品的熱穩定性高,高溫下(或輻射照射)分子的化學鍵不斷裂、不分解。有機硅不但可耐高溫,而且也耐低溫,可在一個很寬的溫度范圍內使用。無論是化學性能還是物理機械性能,隨溫度的變化都很小。
2.耐候性
有機硅產品的主鏈為-Si-O-,無雙鍵存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機硅具有比其他高分子材料更好的熱穩定性以及耐輻照和耐候能力。有機硅中自然環境下的使用壽命可達幾十年。
3.電氣絕緣性能
有機硅產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、體積電阻系數和表面電阻系數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,它們是一種穩定的電絕緣材料,被廣泛應用于電子、電氣工業上。有機硅除了具有優良的耐熱性外,還具有優異的拒水性,這是電氣設備在濕態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,并具有較好的抗凝血性能。
5.低表面張力和低表面能
有機硅的主鏈十分柔順,其分子間的作用力比碳氫化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氫化合物粘度低,表面張力弱,表面能小,成膜能力強。這種低表面張力和低表面能是它獲得多方面應用的主要原因:疏水、消泡、泡沫穩定、防粘、潤滑、上光等各項優異性能。
二、有機硅的用途
由于有機硅具有上述這些優異的性能,因此它的應用范圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術、軍事技術部門的特種材料使用,而且也用于國民經濟各部門,其應用范圍已擴到:建筑、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫藥醫療等。