Ⅰ 簡述天然橡膠的性能
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。
Ⅱ 橡膠 物理特性
橡膠(Rubber):具有可逆形變的高彈性聚合物材料。在室溫下富有彈性,在很小的外力作用下能產生較大形變,除去外力後能恢復原狀。橡膠屬於完全無定型聚合物,它的玻璃化轉變溫度(T g)低, 分子量往往很大,大於幾十萬。
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(見圖)。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。
種類 橡膠按原料分為天然橡膠和合成橡膠。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,以利配料和加工製作。20世紀60年代開發的熱塑性橡膠,無需化學硫化,而採用熱塑性塑料的加工方法成形。橡膠按使用又分為通用型和特種型兩類。
通用型橡膠的綜合性能較好,應用廣泛。主要有:①天然橡膠。從三葉橡膠樹的乳膠製得,基本化學成分為順- 聚異戊二烯。彈性好,強度高,綜合性能好。②異戊橡膠。全名為順-1,4-聚異戊二烯橡膠,由異戊二烯製得的高順式合成橡膠,因其結構和性能與天然橡膠近似,故又稱合成天然橡膠。③丁苯橡膠。簡稱SBR,由丁二烯和苯乙烯共聚製得。按生產方法分為乳液聚合丁苯橡膠和溶液聚合丁苯橡膠。其綜合性能和化學穩定性好。④順丁橡膠。全名為順式-1,4-聚丁二烯橡膠,簡稱BR,由丁二烯聚合製得。與其他通用型橡膠比,硫化後的順丁橡膠的耐寒性、耐磨性和彈性特別優異,動負荷下發熱少,耐老化性能好,易與天然橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等並用。
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,由氯丁二烯聚合製得。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,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製得。耐油、耐老化性能好 ,可在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使用。此外,還具有耐水性、氣密性及優良的粘結性能。③硅橡膠。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。④氟橡膠。分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。⑤聚硫橡膠。由二鹵代烷與鹼金屬或鹼土金屬的多硫化物縮聚而成。有優異的耐油和耐溶劑性,但強度不高,耐老化性、加工性不好,有臭味,多與丁腈橡膠並用。此外,還有聚氨酯橡膠、氯醇橡膠、丙烯酸酯橡膠等。
橡膠加工 基本過程包括塑煉、混煉、壓延或擠出、成型和硫化等基本工序,每個工序針對製品有不同的要求,分別配合以若干輔助操作。為了能將各種所需的配合劑加入橡膠中,生膠首先需經過塑煉提高其塑性;然後通過混煉將炭黑及各種橡膠助劑與橡膠均勻混合成膠料;膠料經過壓出製成一定形狀坯料;再使其與經過壓延掛膠或塗膠的紡織材料(或與金屬材料)組合在一起成型為半成品;最後經過硫化又將具有塑性的半成品製成高彈性的最終產品。
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Ⅲ 天然橡膠是什麼天然橡膠有哪些優點和缺點
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,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。
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。天然橡膠的優缺點不是固定的,在不同的場合應用其不同的特點,應用場合不對,有些優點也會變成缺點的。
天然橡膠的特點:
1、高彈性,根據配方的不同,彈性最高可以達到80%。
2、高伸長率,最高可以達到1000%以上。
3、彈性模量和剪切模量低,比一些剛性物質如鋼鐵等低得多
4、由於天然橡膠是結晶橡膠,強度在橡膠中很高,未補強的天然橡膠拉伸強度在25~30MPa,補強後能達到32MPa。但遠遠低於鋼鐵。
5、耐寒性較好,玻璃化溫度在零下72℃。
6、密度低,生膠密度小於1g/cm^3。
7、在主鏈上有一個側甲基,容易發生重排,耐熱性不好,長期使用溫度不超過70℃
8、主鏈含有雙鍵,容易受到攻擊,不耐老化,同時也可以對雙鍵進行改性,如氯化、環氧化,改善耐熱耐油性。
9、耐油性、耐化學品(除鹼外)性能不好,在濃鹽酸中雙鍵會與HCl加成在表面生產一層保護膜,阻止繼續反應。
Ⅳ 天然橡膠的性能
天然橡膠生膠的玻璃化溫度為-72℃,膠流溫度130℃,開始分解溫度200℃,激烈分解溫度270℃。當天然橡膠硫化後,其Tg上升,也再不會發生粘流。
天然橡膠的彈性: 其生膠及交聯密度不太高的硫化膠的彈性是高的。例如在0-100℃范圍內,回彈性在50-85℃之間,其彈性模量僅為鋼的1/3000,伸長率可達1000%,拉伸到350%,後,縮回永久變形僅為15%,天然橡膠的彈性較高,在通用橡膠中僅次於順丁橡膠。
天然橡膠的強度:在彈性材料中,天然橡膠的生膠、混煉膠、硫化膠的強度都比較高。未硫化橡膠的拉伸強度稱為格林強度,天然橡膠的格林強度可達1.4~2.5Mpa,適當的格林強度對於橡膠加工成型是必要的。天然橡膠撕裂強度也較高,可達98kN/m,其耐磨性也較好。天然橡膠機械強度高的原因在於它是自補強橡膠,當拉伸時會使大分子鏈沿應力方向取向形成結晶。
天然橡膠的電性能:天然橡膠是非極性物質,是一種較好的絕緣材料。當天然橡膠硫化後,因引入極性因素,如硫黃、促進劑等,從而使絕緣性能下降。
天然橡膠的耐介質性能:天然橡膠是一種非極性物質,它溶於非極性溶劑和非極性油中。天然橡膠不耐環己烷、汽油、苯等介質,未硫化膠能在上述介質中溶解,硫化橡膠則溶脹。天然橡膠不溶於極性的丙酮、乙醇中,更不溶於水中,耐10%的氫氟酸、20%的鹽酸、30%的硫酸、50%的氫氧化鈉等。
Ⅳ 天然橡膠種有哪些,橡膠有哪些種類及特性
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,分子式是(C5H8)n,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。
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)。
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。
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。
Ⅵ 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:
(6)天然橡膠有哪些物理性質擴展閱讀:
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。
Ⅶ 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。
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Ⅷ 天然橡膠的性能
具有綜合性好的物理機械性能,天然橡膠分子結構 規整性好,外力作用下可以發生結晶,為結晶型橡膠,屬於自補 強性橡膠,拉伸強度、定伸應力、撕裂強度等物理機械性能較好。
天然橡膠具有良好的加工工藝性能,天然橡膠由於分子量 髙、分子量分布寬,分子中a-甲基活性大,分子鏈易於斷裂, 再加上生膠中存在一定數量的凝膠成分,因此很容易進行塑 煉、混煉、壓延、壓出、成型等,並且硫化時流動性好,容易充模。
Ⅸ 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。
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