特种橡胶分类及特点

【橡胶技术网 - 基础知识】

　　合成橡胶是三大合成材料之一，广泛应用于工业、国防、交通及日常生活的各个方面，高性能和功能化合成橡胶是新时代发展所必需的关键先进基础材料，也是国家的重要战略资源。

　　改革开放以来，历经半个多世纪的发展，我国橡胶行业走过了一条国内自主研发和引进国外先进技术相结合的道路：从原始的天然橡胶到合成橡胶，再到今天的高性能特种橡胶。”智能+绿色“时代，科学家们相继开发出氢化丁腈橡胶、热塑性硫化橡胶、高性能硅橡胶、氟醚橡胶等特种橡胶产品，并开始应用于航天航空、汽车交通、电力建设等领域，橡胶产业开始向高端化、过程绿色化、智能化方向发展。

　　特种橡胶分类及特点

　　特种合成橡胶材料是指不同于通用橡胶材料而具有耐高低温、耐老化、抗烧蚀、耐化学介质等特殊性能的橡胶材料，主要是氢化丁腈橡胶(HNBR)、热塑性硫化橡胶(TPV)、硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶、丙烯酸酯橡胶等。特种橡胶材料因具有的特殊性能使其成为航空航天、国防军工、电子信息、能源、环境、海洋等国家重大战略和新兴领域发展所必需的关键材料。下面为大家介绍几种材料的性能及其应用：

　　1、氢化丁腈橡胶(HNBR)

　　氢化丁腈橡胶是以改善丁腈橡胶(NBR)的耐热和耐老化性能为目的，将丁腈橡胶链锻上的丁二烯单元进行选择性加氢制得的一种高饱和度橡胶材料，其最主要的特点是能在150℃下长期使用，并且在高温下仍能保持较高的物理机械性能，能够很好地满足汽车、宇航、油田等领域对材料耐高温耐化学品的特殊要求，应用越来越广泛，比如用作汽车油封、燃油系统部件、汽车传动带、钻井保持箱和泥浆用活塞、印刷和纺织用胶辊、航空航天用密封件、减震材料等。

　　2、热塑性硫化橡胶(TPV)

　　热塑性硫化橡胶简称TPV，是一类特殊的热塑性弹性体，它是通过热塑性塑料和弹性体的非混溶共混物的“动态硫化”生产的，即在与热塑性塑料熔融混合期间弹性体相的选择性交联。在与热塑性塑料熔融共混期间，在交联剂(可能是过氧化物、二胺、硫促进剂等)存在下同时硫化橡胶相，导致生成由分散的交联橡胶组成的动态硫化物连续热塑性基质相中的颗粒，动态硫化导致橡胶粘度增加，从而促进相转化并在TPV中提供多相形态。TPV既具有类似于热固性橡胶的使用性能，又具有热塑性塑料的加工速度等特点，主要表现为高的性能/价格比、设计灵活、质量轻、使用温度范围宽、易加工、产品质量和尺寸稳定及可循环再生，在汽车部件、电力建设、密封件等领域应用广泛。

　　3、硅橡胶

　　硅橡胶是由线性聚硅氧烷混入补强填料以及功能填料和助剂，在加热、加压条件下硫化后成为网状结构的弹性体的一类特殊合成橡胶。具有优异的耐高低温、耐候、耐臭氧、抗电弧、电气绝缘性、防潮、高透气性以及生理惰性等。在现代工业、电子电气、汽车、建筑、医疗、个人护理等领域具有广泛应用，成为航空航天、国防军工、智能制造等领域不可或缺的先进高性能材料。

　　4、氟橡胶

　　氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的一种含氟橡胶材料，其特殊性能由氟原子的结构特点所决定。氟橡胶可长时间在250℃下使用，极限使用温度可达300℃，而传统三元乙丙橡胶、丁基橡胶的极限使用温度只有150℃。氟橡胶除了耐高温还具有优异的耐油、耐化学介质、耐酸碱性能，在所有橡胶弹性体材料中其综合性能最好，主要用于火箭、导弹、飞机、船舶、汽车等运载工具的耐油密封和耐油管路等特种用途领域，是国民经济和国防军工不可或缺的关键材料。

　　5、丙烯酸酯橡胶(ACM)

　　丙烯酸酯橡胶(ACM)，是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基。由于特殊结构赋予其许多优异的特点，如耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等，力学性能和加工性能优于氟橡胶和硅橡胶，其耐热、耐老化性和耐油性优于丁腈橡胶。ACM被广泛应用于各种高温、耐油环境中，成为近年来汽车工业着重开发推广的一种密封材料。

　　特种橡胶在汽车密封制品中应用

　　据统计，一辆汽车需要使用十几种橡胶制品，百余种橡胶配件，橡胶消耗量约占世界橡胶产量的70%。严峻的环保形势和发展理念和发展方式的转变，使得高性能、环保型特种橡胶的关注度与日俱增。汽车工业对于橡胶的要求较为苛刻，除具有性能优异外，还要具有较好的耐高温、耐油、耐磨等，特种橡胶在车用橡胶中有着主导性地位。

　　氟硅橡胶

　　氟硅橡胶是将氟烷基等引入到硅橡胶的侧链上使其改性得到的。氟硅橡胶热老化性能优异，这主要是因为其主链为饱和的硅氧键，其键能远大于C-C键能。但是其耐热性因三氟丙基的加入而有所降低，三氟丙基在高温时易被氧化，产生含氟的有害气体，氟硅橡胶的使用温度一般不超过288 ℃。氟硅橡胶具有优异的耐油、耐化学腐蚀特性，可以在-6 8～230 ℃的油质环境中保持良好的密封和衬垫性能。氟硅橡胶在极冷极热的恶劣环境中具有较大的优势，其在汽车中的应用主要为：燃油系统密封件、汽车发动机和变速系统的O型圈、加热冷却系统、涡轮增压胶管等方面应用广泛。

　　氟橡胶

　　氟橡胶是通过在碳链的主链或侧链上引入氟原子合成而来，目前超过60%的氟橡胶被用于汽车制造，其耐油、抗氧化、耐腐蚀性强。20世纪50年代，我国研发出聚烯烃类氟橡胶，随后陆续研发出全氟醚橡胶等。氟橡胶在高温和复杂化学环境中性能优异，在汽车中，氟橡胶主要被用于在高温等环境中避免密封件不被腐蚀，被用于曲轴前后油封、发动机阀杆密封、气缸套及离合器的密封、变速器和各类软管中。随着国内燃油结构的调整， 氟橡胶品种也在不断增多，由Dowty公司研发的Fluorobon97110 氟橡胶，含氟量远超一般橡胶的极限， 在较宽的温度范围内(-15～200 ℃)对于燃料具有很强的稳定性。而加入双酚交联后，氟橡胶即表现出良好的耐碱性，提高其与机油等长时间接触后的机械性能，降低断裂点延长率，大大提升了密封件的性能。

　　氢化丁腈橡胶

　　氢化丁腈橡胶(HNBR)是丁腈橡胶加氢后形成的饱和的弹性体，高的饱和度使其具有良好的耐热、耐化学腐蚀、耐油特性，此外HNBR还具有很好的机械强度。近年来，乙醇汽油等混合燃料的大规模发展，对于车用橡胶而言，面临诸多挑战，而HNBR对于混合燃料具有很强的适应性，在诸多的添加剂中稳定性强。HNBR的耐氧化特性，使之更适用于汽车的燃油系统密封件、汽车厢密封橡胶、各种密封圈及耐油胶管中，尤其应用于高档汽车密封配件中。HNBR生产企业主要有德国朗盛公司、日本Zone等，国内的兰化公司和吉化公司在HNBR的研究上也取得重要成果。

　　丙烯酸橡胶

　　丙烯酸橡胶是由丙烯酸酯共聚制取的，其具有优良的耐油耐热特性。丙烯酸橡胶的饱和型主链结构赋予它耐臭氧侵蚀性，而所含酯基则使它具有突出的耐烃类油溶胀性。丙烯酸橡胶的在耐油特性上传统的丁腈橡胶相当，使用温度远高于丁腈橡胶，在175～200℃之间，耐寒性和耐水性则相对较差。在高温和油性介质中使用优势突出，尤其是暴露于高温环境中最为合适。丙烯酸橡胶一般用作汽车油封，主要是润滑油系统的油封、减震、油接触的电绝缘部件，此外在耐臭氧和耐天候老化的橡胶零部件中也有所应用。

　　结语

　　随着电子汽车技术的进步与发展，特种橡胶在汽车中得到广泛的应用，但还存在不少的问题值得关注：特种橡胶产品自身的性能有待提高从而更好的服务于汽车行业;另外，绿色环保意识的增强对橡胶产业提出更高要求，生产高性能绿色环保型橡胶将是未来车用橡胶的必然趋势。特种橡胶今后的发展应集中于合成技术、品种研发，以缩短与国际先进技术的差距，促进性能的改善，以此带动相关产品的整体性能提升，减低污染排放，提高安全稳定性能，实现绿色可持续发展。