1. 橡膠物理性能
橡膠物理性能
1、高彈性:橡膠具有彈性模量低,伸長變形大,有可恢復的變形,並能在很寬的溫度(-50~150℃)范圍內保持彈性。
2、粘彈性:橡膠材料在產生形變和恢復形變時受溫度和時間的影響,表現有明顯的應力鬆弛和蠕變現象,在震動或交變應力作用下,產生滯後損失。
3、電絕緣性:橡膠和塑料一樣是電絕緣材料。
4、有老化現象:如金屬腐蝕、木材腐朽、岩石風化一樣,橡膠也會因為環境條件的變化而產生老化現象,使性能變壞,壽命下降。
5、橡膠必須進行硫化才能使用,熱塑性彈性體除外。
6、橡膠必須加入配合劑。
其它如比重小、硬度低、柔軟性好、氣密性好等特點,都屬於橡膠的寶貴性能。
橡膠物理機械性能的指標:
1、橡膠的拉伸強度:又稱扯斷強度、抗張強度,指試片拉伸至斷裂時單位斷面上所承受的負荷,單位為兆帕(MPa),以往為公斤力/平方厘米(kgf/cm2)。
2、橡膠的定伸應力:舊稱定伸強度,指試樣被拉伸到一定長度時單位面積所承受的負荷。計量單位同拉伸強度。常用的有100%、300%和500%定伸應力。它反映的是橡膠抵抗外力變形能力的高低。
3、橡膠的撕裂強度:將特殊試片(帶有割口或直角形)撕裂時單位厚度所承受的負荷,表示材料的抗撕裂性,單位為kN/m。
4、橡膠的伸長率:試片拉斷時,伸長部分與原長度之比叫作伸長率;用百分比表示。
5、橡膠的永久變形:試樣拉伸至斷裂後,標距伸長變形不可恢復部分佔原始長度的百分比。在解除了外力作用並放置一定時間(一般為3分鍾),以%表示。
6、橡膠的回彈性:又稱沖擊彈性,指橡膠受沖擊之後恢復原狀的能力,以%表示。
7、橡膠的硬度:表示橡膠抵抗外力壓入的能力,常用邵爾硬度計測定。橡膠的硬度范圍一般在20~100之間,單位為邵氏A。
2. 橡膠材料特性
橡膠材料的特性如下。橡膠材料的基本特點:
1、具有高彈性 橡膠 的彈性模量小,一般在1-9.8Mpa。伸長變形大,伸長率可高達100%,仍表現有可恢復的特性,並能在很寬的溫度(-50-+150℃)范圍內保持有彈性。
2、具有粘彈性 橡膠是粘彈性體,由於大分子間作用力的存在,使橡膠受外力作用,產生形變時受時間、溫度等條件的影響,表現有明顯的應力鬆弛和蠕變現象,有振動或交變應力等周期作用下,產生滯後損失。
3、具有緩沖減震作用 橡膠對聲音及振動的傳播有緩和作用,可利用這一特點來防除噪音和振動。
4、具有電絕緣性 橡膠和塑膠一樣是電絕緣材料。例如天然橡膠和丁基橡膠和體積電阻可達到10
5、具有溫度依賴性 高分子材料一般都受溫度影響,橡膠在低溫時處於玻璃態變硬變脆,在高溫時則發生軟化、熔融、熱氧化、熱分解以至燃燒等。
6、具有老化現象 如同金屬腐蝕、木材腐朽、岩石風化一樣,橡膠 也會因環境條件變化而發生老化,使性能變壞,使用壽命縮短。
7、必須進行硫化 橡膠必須加入硫磺或其它能使橡膠硫化(或交聯)的物質,使橡膠大分子交聯成空間網狀結構,才能得到具有使用價值的橡膠製品,但是熱塑橡膠可不必硫化。
1、天然橡膠(NR) 以橡膠烴(聚異戊二烯)為主,含少量蛋白質、水分、樹脂酸、糖類和無機鹽等,是一種非極性物質,它溶於非極性的溶劑和油中。 彈性大,定伸強度高,抗撕裂性和電絕緣性優良,耐磨性和耐旱性良好,加工性佳,易於其它材料粘合,在綜合性能方面優於多數合成橡膠。缺點是耐氧和耐臭氧性差,容易老化變質;耐油和耐溶劑性不好,在環己烷、汽油、笨中,硫化前溶解,硫化後溶脹。抵抗酸鹼的腐蝕能力低,抗10%的氫氟酸,20%的鹽酸,30%的硫酸、50%的氫氧化鈉;耐熱性不高。使用溫度范圍:約-60℃~+80℃。 製作輪胎、膠鞋、膠管、膠帶、電線電纜的絕緣層和護套以及其他通用製品。特別適用於製造扭振消除器、發動機減震器、機器支座、橡膠-金屬懸掛元件、膜片、模壓製品。
2、丁苯橡膠(SBR) 丁二烯和苯乙烯的共聚體。 性能接近天然橡膠,是目前產量最大的通用合成橡膠,其特點是耐磨性、耐老化和耐熱性超過天然橡膠,質地也較天然橡膠均勻。缺點是:彈性較低,抗屈撓、抗撕裂性能較差,在多次形變下生熱量大,耐油、耐熱、耐特種介質的性能差;加工性能差,特別是自粘性差、生膠強度低。使用溫度范圍:約-50℃~+100℃。 主要用以代替天然橡膠製作輪胎、膠板、膠管、膠鞋及其他通用製品。
3、順丁橡膠(BR) 是由丁二烯聚合而成的順式結構橡膠,無需塑煉,屬於極性物質。 優點是:彈性與耐磨性優良,耐老化性好,耐低溫性優異,在動態負荷下發熱量小,易於金屬粘合,化學穩定型好,能抵抗除強酸外的大部分化學葯品的腐蝕。缺點是強度較低,抗撕裂性差,加工性能與自粘性差。使用溫度范圍:約-60℃~+100℃。 一般多和天然橡膠或丁苯橡膠並用,主要製作輪胎胎面、運輸帶和特殊耐寒製品。
4、異戊橡膠(IR) 是由異戊二烯單體聚合而成的一種順式結構橡膠。 化學組成、立體結構與天然橡膠相似,性能也非常接近天然橡膠,故有合成天然橡膠之稱。它具有天然橡膠的大部分優點,耐老化由於天然橡膠,彈性和強力比天然橡膠稍低,加工性能差,成本較高。使用溫度范圍:約-50℃~+100℃ 可代替天然橡膠製作輪胎、膠鞋、膠管、膠帶以及其他通用製品。
5、氯丁橡膠(CR) 是由氯丁二烯做單體乳液聚合而成的聚合體。 這種橡膠分子中含有氯原子,所以與其他通用橡膠相比:它具有優良的抗氧、抗臭氧性,不易燃,著火後能自熄,耐油、耐溶劑、耐酸鹼以及耐老化、氣密性好等優點;其物理機械性能也比天然橡膠好,故可用作通用橡膠,也可用作特種橡膠。主要缺點是耐寒性較差,比重較大、相對成本高,電絕緣性不好,加工時易粘滾、易焦燒及易粘模。此外,生膠穩定性差,不易保存。使用溫度范圍:約-45℃~+100℃。 主要用於製造要求抗臭氧、耐老化性高的電纜護套及各種防護套、保護罩;耐油、耐化學腐蝕的膠管、膠帶和化工襯里;耐燃的地下采礦用橡膠製品,以及各種模壓製品、密封圈、墊、粘結劑,如:建築防水片、建築密封條、公路填縫材料、橋梁支座墊片、電線包皮等。
3. 橡膠物理性能指什麼
彈性,耐高溫,隔熱性,絕緣性等
4. 請問橡膠屬於什麼性質
橡膠是高彈性聚合物。橡膠一詞來源於印第安語cau-uchu,意為「流淚的樹」。天然橡膠就是由三葉橡膠樹割膠時流出的膠乳經凝固、乾燥後而製得。1770年,英國化學家J.普里斯特利發現橡膠可用來擦去鉛筆字跡,當時將這種用途的材料稱為rubber,此詞一直沿用至今。橡膠的分子鏈可以交聯,交聯後的橡膠受外力作用發生變形時,具有迅速復原的能力,並具有良好的物理力學性能和化學穩定性。橡膠是橡膠工業的基本原料,廣泛用於製造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠製品。
5. 天然橡膠有何特性
物理特性:天然橡膠在常溫下具有較高的彈性,稍帶塑性,具有非常好的機械強度,滯後損失小,在多次變形時生熱低,因此其耐屈撓性也很好,並且因為是非極性橡膠,所以電絕緣性能良好。
化學特性:因為有不飽和雙鍵,所以天然橡膠是一種化學反應能力較強的物質,光、熱、臭氧、輻射、屈撓變形和銅、錳等金屬都能促進橡膠的老化,不耐老化是天然橡膠的致命弱點,但是,添加了防老劑的天然橡膠,有時在陽光下曝曬兩個月依然看不出多大變化,在倉庫內貯存三年後仍可以照常使用。
耐介質特性:天然橡膠有較好的耐鹼性能,但不耐濃強酸。由於天然橡膠是非極性橡膠,只能耐一些極性溶劑,而在非極性溶劑中則溶脹,因此,其耐油性和耐溶劑性很差,一般說來,烴、鹵代烴、二硫化碳、醚、高級酮和高級脂肪酸對天然橡膠均有溶解作用,但其溶解度則受塑煉程度的影響,而低級酮、低級酯及醇類對天然橡膠則是非溶劑。
(東標橡塑檢測中心)
6. 橡膠耐低溫多少度
零下72℃以下。
1、橡膠的物理性能:
(1)一般為片狀固體,相對密度0.94,折射率1.522,彈性模量2-4兆帕,130-140℃軟化,150-160℃粘固,200℃降解。
(2)室溫下具有較高的彈性和塑性,低溫下有結晶硬化。耐鹼性好,但耐酸性不強。不溶於水、低酮和醇,在非極性溶劑如三氯甲烷和四氯化碳中膨脹。
(3)天然橡膠具有很好的機械強度,磁滯損耗小,多次變形時發熱量低,因此其柔韌性也很好,而且由於是非極性橡膠,所以電絕緣性能良好。
2、天然橡膠的耐介質特性:
(1)天然橡膠耐鹼性好,但耐酸性不強。由於天然橡膠是非極性橡膠,只能承受一些極性溶劑,而在非極性溶劑中會發生溶脹。
(2)其耐油性和耐溶劑性都很差。一般來說,碳氫化合物、鹵代烴、二硫化碳、醚、高酮和高脂肪酸都對天然橡膠具有溶解性,但它們的溶解性受增塑程度的影響,而低酮、低酯和醇對天然橡膠不具有溶解性。
3、橡膠的化學性能:
(1)不飽和雙鍵,所以天然橡膠是一種化學反應強烈的材料,輕、熱、臭氧、輻射、彎曲變形和銅、錳等金屬能促進橡膠的老化,抗老化是天然橡膠的致命弱點。
(2)含有抗氧化劑的天然橡膠在倉庫存放三年後可以正常使用,有時暴露在陽光下兩個月後就看不到太大的變化。
(6)橡膠的物理性質是什麼擴展閱讀:
橡膠的分類:
天然橡膠可分為標准膠(又稱顆粒膠)、煙膠片、濃縮膠、白縐膠片、淺色膠片、膠清橡膠和風干膠片等,最常用的是標准膠和煙膠片。標准膠分為一級(SCR5)、二級(SCR10)、三級(SCR20)、四級(SCR50)四個等級,煙膠分成1-5號煙膠片(RSS1-RSS5)五個等級。
7. 天然橡膠的性質是什麼
天然橡膠(NR)是一種以順-1,4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,其成分中91%~94%是橡膠烴(順-1,4-聚異戊二烯),其餘為蛋白質、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質。天然橡膠是應用最廣的通用橡膠。
世界上約有2000種不同的植物可生產類似天然橡膠的聚合物,已從其中500種中得到了不同種類的橡膠,但真正有實用價值的是巴西三葉橡膠樹。橡膠樹的表面被割開時,樹皮內的乳管被割斷,膠乳從樹上流出。從橡膠樹上採集的乳膠,經過稀釋後加酸凝固、洗滌,然後壓片、乾燥、打包,即製得市售的天然橡膠。天然橡膠根據不同的制膠方法可製成煙片、風干膠片、縐片、技術分級干膠和濃縮膠乳等。
天然橡膠
標准橡膠或顆粒膠,是20世紀60年代發展起來的天然橡膠新品種。以前,通用的煙片、縐片、風乾片這幾種傳統產品不論在分級方法、製造方法上都是束縛著天然橡膠的發展。因此,馬來西亞於1965年開始實行標准橡膠計劃,在使用生膠理化性能分級的基礎上發展了顆粒橡膠的生產。標准橡膠是指按機械雜質、塑性保持率、塑性初值、氮含量、揮發分含量、灰分含量、顏色指數等理化性能指標進行分級的橡膠。標准橡膠包裝也比較先進,一般用聚乙烯薄膜包裝,並有鮮明的標識,包的重量較小,易於搬動。馬來西亞包裝重為33.3kg,我國規定為40kg。
標准膠的分級較為科學,所以這種分級方法很快為各主要天然橡膠生產國以及國際標准化機構所接受,並先後制定了標准膠的分級標准。這些標准大體相同,但又不完全一致。例如ISO2000規定分五個等級,我國的標准GB8081—87,規定有四個等級。[1]
物理性質
一般為片狀固體,相對密度0.94,折射率1.522,彈性模量2~4MPa,130~140℃時軟化,150~160℃粘軟,200℃時開始降解。常溫下有較高彈性,略有塑性,低溫時結晶硬化。有較好的耐鹼性,但不耐強酸。不溶於水、低級酮和醇類,在非極性溶劑如三氯甲烷、四氯化碳等中能溶脹。[1]
自然屬性
通常我們所說的天然橡膠,是指從巴西橡膠樹上採集的天然膠乳,經過凝固、乾燥等加工工序而製成的彈性固狀物。天然橡膠是一種以順-1,4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,分子式是(C5H8)n,其橡膠烴(順-1,4-聚異戊二烯)含量在90%以上,還含有少量的蛋白質、脂肪酸、糖分及灰分等。
天然橡膠的物理特性。天然橡膠在常溫下具有較高的彈性,稍帶塑性,具有非常好的機械強度,滯後損失小,在多次變形時生熱低,因此其耐屈撓性也很好,並且因為是非極性橡膠,所以電絕緣性能良好。
天然橡膠的化學特性。因為有不飽和雙鍵,所以天然橡膠是一種化學反應能力較強的物質,光、熱、臭氧、輻射、屈撓變形和銅、錳等金屬都能促進橡膠的老化,不耐老化是天然橡膠的致命弱點,但是,添加了防老劑的天然橡膠,有時在陽光下曝曬兩個月依然看不出多大變化,在倉庫內貯存三年後仍可以照常使用。
天然橡膠的耐介質特性。天然橡膠有較好的耐鹼性能,但不耐濃強酸。由於天然橡膠是非極性橡膠,只能耐一些極性溶劑,而在非極性溶劑中則溶脹,因此,其耐油性和耐溶劑性很差,一般說來,烴、鹵代烴、二硫化碳、醚、高級酮和高級脂肪酸對天然橡膠均有溶解作用,但其溶解度則受塑煉程度的影響,而低級酮、低級酯及醇類對天然橡膠則是非溶劑。[1]
天然橡膠微觀結構
天然橡膠的結構主要是大分子的鏈結構,分子量及其分布和聚集態結構,天然橡膠的大分子鏈結構單元是異戊二烯,大分子鏈主要是由聚異烯構成的,橡膠中含量佔百分之九十七以上,其分子鏈上有醛基,每條大分子鏈上平均有一個,正是醛基在發生縮合或與蛋白質分解產物發生反應形成支化,交聯,使得橡膠貯存中粘度增加,天然橡膠大分子鏈上還有環氧基的,比較活躍。
天然膠的大分子末端推斷一般為二甲基烯丙基,另一端為焦磷酸酯基,端基,分子鏈的醛基以及聚合的元素都很少,在天然橡膠的分子量及其分布方面,其分子量的范圍較寬,據國外報道,絕大多數分子量在三萬個左右,天然的生膠,混煉膠,硫化膠的強度都比較高,一般天然橡膠強度可達三兆帕。
天然橡膠的機械強度高主要原因在於它是自補強橡膠系列,當拉伸時會使大分子鏈沿應力方向取向形成結晶,晶粒分無定形大分子中起到了補強作用,未進行擴張的強度同樣高的原因為其內部結構中微小粒子的緊密凝集而致。[1]
天然橡膠
品種分類
編輯
天然橡膠按形態可以分為兩大類:固體天然橡膠(膠片與顆粒膠)和濃縮膠乳。在日常使用中,固體天然橡膠佔了絕大部分的比例。
膠片按製造工藝和外形的不同,可分為煙片膠、風干膠片、白皺片、褐皺片等。煙片膠是天然橡膠中最具代表性的品種,一直是用量大、應用廣的一個膠種,煙片膠一般按外形來分級,分為特級、一級、二級、三級、四級、五級等共六級,達不到五級的則列為等外膠。
顆粒膠(即標准膠)是按國際上統一的理化效能、指標來分級的,這些理化性能包括雜質含量、塑性初值、塑性保持率、氮含量、揮發物含量、灰分含量及色澤指數等七項,其中以雜質含量為主導性指標,依雜質之多少分為5L、5、10、20及50等共五個級別。
我國期貨交易市場上海期貨交易所天然橡膠合約的交割等級為國產一級標准膠SCR5和進口煙片膠RSS3,其中國產一級標准膠SCR5通常也稱為5號標准膠,執行國家技術監督局發布實施的天然橡膠GB/T8081~1999版本的各項品質指標。進口煙片膠RSS3執行國際橡膠品質與包裝會議確定的「天然橡膠等級的品質與包裝國際標准」(綠皮書)(1979年版)。[1]
主要用途
由於天然橡膠具有上述一系列物理化學特性,尤其是其優良的回彈性、絕緣性、隔水性及可塑性等特性,並且,經過適當處理後還具有耐油、耐酸、耐鹼、耐熱、耐寒、耐壓、耐磨等寶貴性質,所以,具有廣泛用途。例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松緊帶;醫療衛生行業所用的外科醫生手套、輸血管、避孕套;交通運輸上使用的各種輪胎;工業上使用的傳送帶、運輸帶、耐酸和耐鹼手套;農業上使用的排灌膠管、氨水袋;氣象測量用的探空氣球;科學試驗用的密封、防震設備;國防上使用的飛機、坦克、大炮、防毒面具;甚至連火箭、人造地球衛星和宇宙飛船等高精尖科學技術產品都離不開天然橡膠。[1]
性能
現代科學研究結果已經證明,普通的天然橡膠是異戊二烯聚合而成。
(1)天然橡膠的化學性質 天然橡膠是不飽和橡膠,容易與硫化劑發生硫化反應(結構化反應),溴與氧、臭氧發生氧化、裂解反應,與鹵素發生氯化、 化反應,在催化劑和酸作用下發生化學反應等。
但由於天然橡膠是高分子化合物,所以它具有烯類有機化合物的反應特性,如反應速度慢,反應不完全、不均勻,同時具有多種化學反應並存的現象(如氧化裂解反應和結構化反應)等。
在天然橡膠的各類化學反應中,最重要的是氧化裂解反應和結構化反應。前者是生膠進行塑煉加工得理論基礎,葉酸橡膠老化的原因所在;後者則是生膠進行硫化加工製得硫化的理論依據。而天然橡膠的氯化、環化、氫化等反應,則可應用於天然橡膠的改性方面。
(2)天然橡膠具有優異的綜合物理機械性能 天然橡膠在常溫下具有很好的彈性。這是由於天然橡膠分子鏈在常溫下呈無定形狀態,分子鏈柔性好的緣故。其密度為0.913g/cm,彈性模量為2-4MPa,約為鋼鐵的三萬分之一,而伸長率為鋼鐵的300倍,最大可達1000%。在0-100度范圍內,天然橡膠的回彈性可達到50%-85%以上。
(3)熱老化天然橡膠常溫為高彈性體,玻璃化溫度為-72度,受熱後緩慢軟化,在130-140度開始流動,200度左右開始分解,270度劇烈分解。
(4)耐介質性 介質是指油類、液態的化學物質等。天然橡膠不耐環己烷、汽油、苯等介質,不溶於極性的丙酮、乙醇等,不溶於水,耐10%的氫氟酸,20%鹽酸,30%硫酸,50%的氫氧化鈉等。不耐濃強酸和氧化性強的高錳酸鉀、重酸鉀等。
(5)良好的加工工藝性能 天然橡膠由於相對分子質量高、相當分子質量分布寬,分子鏈易於斷裂,再加上生膠中存在一定數量的凝膠分子,因此很容易進行塑煉、混煉、壓延、壓出、成型等。[1]
8. 橡膠的基本性能有哪些
我們說的天膠是什麼?
我們平時說的「天然橡膠」是指從巴西橡膠樹上採集的天然乳膠
工序:稀釋-加酸-凝固-洗滌-壓片-乾燥-打包,最終製成彈性固狀物
天然橡膠是一種以聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,含橡膠烴90%以上,還含有少量的蛋白質、脂肪酸、糖分及灰分等。
其物理特性如何?
優點:高彈性、較強的可塑性、密度低、絕緣性,經過適當處理後還具有耐油、耐酸、耐鹼、耐熱、耐寒、耐壓、耐磨等性質
缺點:不耐老化是天然橡膠的致命弱點,因此目前的橡膠成品都添加了防老劑,在陽光下暴曬兩個月或倉儲3年以上,均可照常使用。
9. 天然橡膠主要成分的結構簡式是
天然橡膠的主要結構簡式:
(9)橡膠的物理性質是什麼擴展閱讀:
天然橡膠的成分構成:
世界上約有2000種不同的植物可生產類似天然橡膠的聚合物,已從其中500種中得到了不同種類的橡膠,但真正有實用價值的是巴西三葉橡膠樹。橡膠樹的表面被割開時,樹皮內的乳管被割斷,膠乳從樹上流出。
從橡膠樹上採集的乳膠,經過稀釋後加酸凝固、洗滌,然後壓片、乾燥、打包,即製得市售的天然橡膠。天然橡膠根據不同的制膠方法可製成煙片、風干膠片、縐片、技術分級干膠和濃縮膠乳等。
標准橡膠是指按機械雜質、塑性保持率、塑性初值、氮含量、揮發分含量、灰分含量、顏色指數等理化性能指標進行分級的橡膠。標准橡膠包裝也比較先進,一般用聚乙烯薄膜包裝,並有鮮明的標識,包的重量較小,易於搬動。馬來西亞包裝重為33.3kg,我國規定為40kg。
標准膠的分級較為科學,所以這種分級方法很快為各主要天然橡膠生產國以及國際標准化機構所接受,並先後制定了標准膠的分級標准。這些標准大體相同,但又不完全一致。例如ISO2000規定分五個等級,我國的標准GB8081—87,規定有四個等級。