橡胶种类及基本性能

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　　天然橡胶NR

　　NR没有一定的熔点，加热慢慢软化，在130℃~140℃完全软化，150℃~160℃变成粘性很大的粘流体，200℃开始分解，270℃开始急剧分解。常温下，NR富有弹性，温度降低则逐渐变硬，低至0℃弹性大大减少，到-70℃以下变脆。受冷冻的天然橡胶加热到常温可以恢复弹性。

　　1、 弹性  NR的弹性模量约为3~6MPa,能伸长1000%而不断裂。

　　2、 硬度  NR会结晶，外力拉伸下易结晶，自补性很强；NR分子量大，机械强度高。纯胶硫化胶断裂强度为16.7~28.4MPa,炭黑补强后可达24.5~34.3MPa.NR多次变形后生热低，具很好的耐屈挠疲劳性能。

　　3、 老化  NR含双键，易吸氧氧化，在紫外线下易分解，龟裂。

　　4、 介质性  NR不含极性基团，是非极性胶，只能耐一些极性溶剂。不溶于乙酸乙酯、酒精和丙酮。在汽油、苯等非极性溶剂中被溶胀。耐油耐溶剂性差、耐碱性好、但不耐浓强酸。

　　5、 加工性  NR分子量分布宽、具有很好的加工性能。NR与配合剂的分散性与共溶性好。经机械加工，具有适宜的塑性和粘性，易于压延压出。

　　6、 NR有较好的透气性、防水性、耐寒性和电绝缘性。弹性和耐寒性优异。

　　通用合成橡胶

　　一、丁苯橡胶SBR

　　1、 SBR是不饱和胶，双键比NR含量少。但苯环减少双键的活性。故，SBR比NR的硫化速度慢， 不易焦烧。耐热、耐氧、耐臭氧和耐日光老化性好。

　　2、 SBR不结晶，无补强剂的强度低约2MPa.炭黑补强后达17~24MPa

　　3、 因苯环存在，摩擦大。SBR的弹性、强度、耐屈挠龟裂、耐寒性等不如NR.多次变形时，生热 大，压延、压出形变大，难以加工。粘着性差，贴合成型困难。但SBR的耐磨和透气性好。

　　4、 SBR是非极性的，能溶于烃类溶剂，不耐油，但耐油性比NR好。耐酸碱性、介电性和NR相当

　　5、 成本低廉，主要用于制造轮胎和其他绝缘产品、胶管、电缆、胶鞋等

　　二、顺丁橡胶BR

　　BR是1,4-聚丁二烯简称，用量仅次于SBR.可分为：高顺BR、中顺BR、低顺BR

　　1、 BR分子排列规整，弹性比NR还好。是橡胶中最好的。耐寒性较好，高顺BR的Tg为-105℃，通 用橡胶中最耐寒的。另外、耐磨性优异、生热低耐屈挠性好

　　2、 BR是不饱和的，与NR化性相似，可与硫磺及氧反应。双键旁没有甲基等，所以双键活性比NR 低，但硫化胶NR慢、耐老化和耐热好。

　　3、 BR是结晶性、结晶温度比NR低、故其纯胶强度低，用炭黑补强。BR的扯断强度和撕裂强度都 比NR差

　　4、 BR是非极性的，溶于烃类、不耐油。对油类和补强类亲和力好。可以大量填充油和炭黑而物理 性能减少较少，可降低成本。

　　5、 BR加工性能较差，粘着性不好，对温湿度的变化较为敏感。一般与NR并用。  BR在湿滑面上易滑，且生胶的冷流性大

　　BR主要用于轮胎工业及其他耐磨制品如；胶管、胶鞋等

　　三、异戊橡胶IR

　　IR是聚异戊二烯的简称。

　　1、 IR与NR很相似。但IR中的凝胶量较低，杂质少，质地均匀。

　　2、 加工性能较好，易于塑炼，甚至可以省去塑炼工艺。

　　3、 半成品压出收缩少，流动性好。

　　4、 较NR比，IR弹性较好，生热小，抗龟裂性好。但定伸应力，扯断强度和硬度稍低，抗撕裂性 差。炼胶时易粘辊。

　　5、 IR中非橡胶成分极少，耐水性、电绝缘性及耐老化比NR好。

　　6、 IR与CR（氯丁橡胶）并用，可大大改善其耐臭氧性和耐候性，同时扯断强度及硬度和压缩变 形有所改进。

　　IR用于载重汽车轮胎，飞机轮胎、医疗制品，胶黏剂，胶鞋及浸渍品等。一切可用NR的制品都可以用IR

　　四、丁基橡胶（IIR）

　　由异丁烯和少量的异戊二烯在低温下（-98℃~-103℃）聚合的弹性体。双键含量极少。不饱和度越小、 橡胶的硫化速度越慢，但耐腐蚀和老化。不饱和度为1.6%~2.0%的丁基橡胶分子量较大，硫化速度快，是用量最大的丁基橡胶。

　　外观白色、有冷流性，相对密度091~0.92,分子量为3W~8.5W,拉伸结晶。

　　1、 耐透气性好。 气密性是所有橡胶中最好的一种，比天然胶高8倍。

　　2、 化学稳定性高。 不饱和度低，极好的耐热老化、耐天候老化尤其是抗臭氧和耐酸碱腐蚀。抗臭 氧比NR高10以上。冷冻不结晶，耐寒性好。Tg为-73℃。非极性，在醇、酮等极性溶液中溶胀很小。但不耐烃类溶剂。

　　3、 电性能好。 电绝缘性及耐电晕性比一般合成橡胶好，吸水性也低。可做绝缘材料。体积电阻可 达1016 Ω。cm,比一般合成胶高10~100倍

　　4、 减震性好。 弹性低，吸收震动的能力大。在-30℃~-+50℃内，具有良好的减震性。

　　缺点：

　　1、 工艺性能差、硫化速度慢，不易于其他橡胶并用。粘着性和耐油性不好。生热大，常温下弹性 较低。

　　应用：制造内胎、水胎、风胎、防辐射手套、气密性要求较高的制品。化工耐腐蚀容器及电线、电缆的绝缘皮层和外包皮。各种耐热耐水的密封垫片和防震缓冲器材

　　改性：  加入卤素改性。溴化、氯化等解决了丁基橡胶硫化速度慢和粘着性差的缺点。能与NR/SBR/CR等并用，具有更佳的气密性、耐臭氧和耐化学腐蚀等机械性能。

　　五、乙丙橡胶

　　乙丙胶是有乙烯和丙烯为主要单体定向共聚所得。它包括二元乙丙胶（EPM）和三元乙丙胶两类（EPDM）。  EPM由乙烯和20%~30%的丙烯共聚而成。，分子链中无双键，是饱和橡胶。不能用硫黄硫化，只能用过氧化物交联。硫化慢、硫化剂贵限制了其的应用。  EPDM是在乙烯丙烯的共聚物中引入不饱和的第三单体。如：亚乙烯降冰片烯、双环戊二烯等。这样就可以硫黄硫化，性质与EPM相似。分子内没有极性取代基，非结晶性，相对密度0.86~0.88.

　　1、 耐老化性能优异。 抗臭氧能力突出，远胜于丁基橡胶和CR.耐候性好，阳光下暴晒3年 不见裂缝。NR150天开裂、SBR5天开裂，70天断裂。耐老化性能好。150℃下可长期使用。 耐老化性是通用橡胶中最好的。

　　2、 耐化学腐蚀。 对各种极性化学药品和酸、碱有较大抵抗力。对烃类油的抗耐性差。

　　3、 电绝缘性优良。 超过丁基橡胶，适合45~65KW的高压。

　　4、 冲击性和耐寒性好。 回弹率可达50%~60%,仅次于NR和BR,低温下的弹性保持性能较 好，-57℃变硬，-77℃变脆。

　　缺点：硫化速度慢

　　比一般慢3到4倍。与其他不饱和胶并用困难；自粘性和互粘性差，粘合困难，工艺加工性能不好。  但它原料易得，价格便宜，主要用于胶管、胶带、汽车配件、电线电缆等。

　　六、氯丁橡胶（CR） CR是有氯丁二烯的聚合物。浅黄色或褐色弹性体。分三类：

　　1、 硫黄调节型（G型） 制造中用硫黄或含硫有机物（秋兰姆类）做调节剂。最常用GN-A型，相 当于国产通用型橡胶。

　　2、 非硫黄调节型  聚合时用硫醇化合物做调节剂，不含硫黄。相当于国产的54-1型CR

　　3、 其他类型   这类CR有专门的性能和特殊用途。主要有粘结型CR、氯丙橡胶、氯苯橡胶、凝胶 CR等   CR结构规整，伸长结晶，纯胶抗张强度大。  1、 良好的耐老化和耐热性。Cl吸电子且其屏蔽作用，使老化性能优异。尤其是耐天候和耐臭氧性能。在通用橡胶中仅次于乙丙橡胶和丁基橡胶。耐热性能与NBR相当。阳光暴晒后易变色，不宜做浅色或透明制品。

　　2、 耐燃烧型号。 燃烧时放出大量氯化氢，只炭化，不延燃，自熄性好。耐燃性是通用橡胶最好的。

　　3、 耐油性和耐化学腐蚀性。 除芳香烃及氯化烃油外，在其他溶剂中都很稳定。其耐油性优于NR 和SBR,但不如NBR.它耐一般无机酸碱，但不耐浓硫酸和浓硝酸。

　　4、 粘着性好、是一种较好的粘合材料。

　　5、 耐透气性好。 仅次于丁基橡胶、NBR比NR、SBR和BR都好。

　　6、 CR可用金属氧化物（MgO、ZnO等）硫化

　　缺点：结构规整、易结晶，但分子链上含Cl所以带来以下缺点。

　　1、 储存稳定性差。 一般的CR在储存过程中易硬化变质。20℃放置不超过一年；30℃下放置不超 过半年。但是非硫化调节性54-1型在30℃下能放40个月。

　　2、 低温性能不好，低温易结晶硬化。

　　3、 加工时温度变化敏感，在70~90℃范围内加工时易粘辊，易焦烧，收缩性大。

　　应用    CR主要用于制造耐热运输带、耐油耐化学腐蚀的胶管、容器衬里、胶辊胶板。也做电线电缆、外包皮和门窗密封胶条。有的可以做胶粘剂等。

　　七、丁腈橡胶（NBR）

　　NBR是由丁二烯和丙烯腈乳液聚合而成的弹性共聚物。  丁腈的含量不同可分为5个等级：极高- -高- -中高- -中等- -低42~46%   36~41 %  31~35%  25~30%  18~24%  丙烯腈含量大耐油性好弹性却降低。所以一般控制丙烯腈含量在15~50%间以保证既耐油又有弹性。 国产一般有三个等级；NBR-40、NBR-26、NBR-18相当于国外的中高低含量等级。  侧腈基（ -CN ），使得其性能优良性能。

　　1、 NBR为非结晶橡胶，纯硫化胶的扯断强度和撕裂强度很低，3~4MPa,但是炭黑补强 后强度达24.5~30MPa

　　2、 耐油性优良。丙烯腈含量越高耐油性越好。耐油性仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶和氟橡胶。 但对芳香烃油及氯化烃油的抵抗能力较差。

　　3、 气密性好。 仅次于丁基橡胶，优于其他通用橡胶。

　　4、 耐热耐磨耐老化性能优于NR  5、 可与其他橡胶并用，改善加工性能。

　　缺点：

　　1、弹性、耐寒性差。 丙烯腈含量越高，弹性越差。

　　2、电绝缘性差，是各种橡胶中的最差者。可用用于需要导出静电，以免引起火灾的地方如纺织皮 辊。

　　3、耐臭氧性能不好。 一般要价抗臭氧剂或者PVC改善。

　　4、耐酸性差。最不能抵抗硝酸、浓硫酸、次氯酸等的腐蚀。但耐碱性比NR好。

　　NBR广泛用于各种耐油橡胶制品。丁腈-40一般用于直接与油类接触的橡胶制品。如油封、输油管、化工容器衬里、垫圈等。丁腈-26一般用于耐油胶管、油箱、印刷胶辊、耐油手套等。

　　八、氢化丁腈橡胶（HNBR）

　　是由丁腈橡胶进行特殊加氢处理而得到的一种高度饱和的弹性体。氢化丁腈橡胶具有良好耐油性能（对燃料油、润滑油、芳香系溶剂耐抗性良好）；并且 由于其高度饱和的结构，使其具良好的耐热性能，优良的耐化学腐蚀性能（对氟利昂、酸、碱的具有良好的抗耐性），优异的耐臭氧性能，较高的抗压缩永久变形性能；同时氢化丁腈橡胶还具有高强度，高撕裂性能、耐磨性能优异等特点，是综合性能极为出色的橡胶之一。

　　氢化丁腈橡胶目前广泛用于油田、汽车工业等方面。瑞翁公司是氢化丁腈橡胶原料的主要供应商，在氢化丁腈橡胶配方及加工领域经验丰富。可以根据不同的应用领域，专业提供品种齐全、性能优异、品质稳定的混炼胶产品及各种氢化丁腈橡胶板，模压制品。 随着汽车、石油工业的发展，橡胶部件除要求耐油外，还需具有良好的耐热、耐高温、高压、耐氧等特性。普通丁腈橡胶（NBR）已远不能满足这些要求，尽管其中一些用途已为氟橡胶所取代，但氟橡胶价格昂贵。因此人们开始探求对NBR性能的改进，氢化丁腈橡胶就是为了满足这种新的需要而开发成功的。HNBR的耐高温性为130~180℃，耐寒性为-55~-38℃且机械性能优良，与其它聚合物相比更能满足汽车工业的要求。用ZnO/甲基丙烯酸（MAA）补强的HNBR可制作三角带、等规三角带、多用三角环的底层胶、隔振器等；也可制备密封圈、密封件，耐热管等。

　　在石油钻井中，要求橡胶制品必须耐受高温、高压、酸、胺、H2S、CO2、CH4等蒸汽的考验。而用HNBR制备的各种制品，可耐酸、耐油、耐溶剂。用ZnO/MAA补强的HNBR可用于制作钻井保护箱和泥浆泵用活塞。此外，采用打浆法将HNBR制成纸型垫圈可用作石油工业及汽车工业的密封垫圈。HNBR的耐热、耐辐射性能比硅橡胶、氟橡胶、聚四氯乙烯要好，适宜作发电站的各种橡胶密封件，也用作液压管、液压密封、发电站用电缆护套，还可作印刷和织物辊筒、武器部件及航天用密封件、覆盖层、燃油囊等；HNBR胶乳可用作表面涂层（画），纺织、纸张、皮革、金属、陶瓷、无纺布纤维用的粘合剂，以及发泡橡胶、浸渍胶乳产品等。此外，用ZnO/MAA,过氧化物、高耐磨炉黑补强的HNBR,其综合性能比普通HNBR要好。  HNBR在保持NBR原有的优异的耐油性的同时，又获得了非常好的耐热性（耐150℃高温）、耐臭氧性，其运用领域已突破了NBR的传统领域，使得氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯等特种橡胶也受到一定的冲击。

　　从经济角度看，HNBR销售价暂时还较贵，但还是比氟橡胶低得多。同时，由于HNBR的刚度低，工艺性能好，密度低，可以加入更多的填料，而且HNBR制品单位体积只有氟橡胶的一半，所以，它将成为氟橡胶等特种弹性体的代用品。虽然，HNBR在国外已生产多年，其应用领域不断扩大，而在国内尚属空白，我们应不失时机地开发HNBR.

　　据初步了解，我国大庆、胜利油田有2000余口二期井需用潜油泵在井深2000米，温度140℃左右下抽油，如用NBR的锭子，使用周期仅有几个月甚至更短，如用HNBR的锭子，使用周期可达一年以上。我国南京橡胶制品一厂每年就需HNBR30余吨。在HNBR的制造中，NBR的催化加氢技术是关键，溶液加氢NBR生产技术条件苛刻，兰化公司已在进行这项研究工作，由于铑回收率低，成本相对较高。

　　近年来，水溶性两相催化剂加氢及加氢甲酰化的研究正是着眼于贵金属催化剂的分离回收及循环使用，一旦能使这类催化剂的应用扩大到高分子的加氢上，就可以用它们来进行NBR的氢化，目前，我们已合成了两个水溶性膦配体，正在进行这方面的尝试。