当前位置:首页 > 新闻中心 > 技术知识 >

橡胶的结构与性质

发表于:2018-10-12 09:33:58 [编辑:精诚橡胶] 浏览量:点击:
        1.橡胶的结构与成分    天然胶乳中橡胶烃的粒子呈圆球形,直径约为0.03~6微米,分外、中、内三层。外层系由蛋白质、卵磷酯、脂肪酸及其他表面活性物质组成的保护层,它们在橡胶中分别有促进硫化和抑制老化的作用。中层和内层为橡胶烃(异戊二烯聚合物),两者的聚合度不同。内层为粘稠的溶胶体;中层则为不溶于乙醚的凝胶体。天然橡胶的凝胶体含量一般为20~45%,它的多少,对橡胶的加工工艺及物理机械性能,都有一定的影响。
        烟片胶和皱片胶中约含94~91%的橡胶烃,其余为蛋白质、脂肪酸等非橡胶成分。烟片胶由于蛋白质、脂肪酸保留的较多,所以橡胶烃的含量偏低(见表1-9),但是它们对硫化及防老化有好处。
橡胶烃由异戊二烯组成,其中顺式-1,4聚异戊二烯含量可达98%以上,其余不到2%为3,4结合的异戊二烯聚合物。这种结构保证了烟片胶和皱片胶具有典型的橡胶特性。
        2.生胶特性    天然橡胶无一定熔点,加热后慢慢软化,到130~140℃时则完全软化到熔融状态;至200℃左右开始分解;270℃则急剧分解。在常温下稍带塑性,温度降低则逐渐变硬,低至0°℃时,弹性大大减少;继续冷却到-70°C,则变成脆性物质。受冷冻的生胶加热到常温,可恢复原状。天然橡胶的有关物理性质见表1-10。

        (1)弹性    天然橡胶具有很好的弹性。弹性模量为0.3~0.6公斤/毫米2,约为钢铁的1/30,000,而伸长率则为其300倍,塑料的伸长率虽接近橡胶,但弹性模数则大30倍。
        弹回率在0~100℃范围内,可达70~80%以上;在达到130℃时,仍能保持正常的使用性能;当低于-70℃时,才丧失弹性变为硬脆性物质。
        弹性伸长率最大可达1000%,在350%范围内伸缩时,其弹回率达85%以上即永久(伸长)变形在15%以下(见表1-11)。

        (2)机械强度    天然橡胶具有非常好的机械强度。因为它是一种结晶性橡胶,故自补强性很大。纯胶硫化胶的抗张强度为170~290公斤/厘米2,炭黑配合补强的硫化胶,可以提高到250~350公斤/厘米2在高温(93C)下的强度损失为35%左右。
        生胶的抗张强度和伸长率随温度变化而变化(见表1-12)。
        纯胶硫化胶500%定伸强度为20~40公斤/厘米2,700%时为70~100公斤/厘米2;配合炭黑的硫化胶300%定伸强度为60~100公斤/厘米2,500%时为120公斤/厘米2以上。
        耐屈挠性也很好,到出现裂口时为止,可达20万次以上。这是由于天然橡胶的滞后损失小,在多次变形时生热低的结果。
        (3)气透性    天然橡胶具有较好的耐透气性,其渗透系数为30.08×10-8H2秒·大气压,橡胶对氢、氧、二氟化碳及甲烷的溶解度系数、扩散系数和透过系数(25℃时)如表1-13所示。

        (4)电性能    天然橡胶是电绝缘体,尤以脱除蛋白质的橡胶更好,体积电阻最高可达1017欧姆·厘米。在潮湿状态下或浸水后,体积电阻变化不大,介电常数和介电损失则有所增加。天然橡胶的电性能见表1-14。
 
        (5)化学性质    天然橡胶因有不饱和双键,是一种化学反应能力较强的物质。每一个双键形成一个活化点,分布在整个橡胶分子的长链中,支配着橡胶的化学变化。其反应分为加成、取代、环化及裂解等由此可变成硫化橡胶及其他多种橡胶的衍生物。
        硫化    把粉状硫黄均匀混合于橡胶中。橡胶一般在130~150温度下与硫黄进行反应,经过一定时间,就由线型结构转化为网状结构,成为硫化橡胶。
        老化  不饱和的橡胶,特别是硫化橡胶,在空气中容易吸收氧而变成过氧化物,形成一种自触媒的连锁自动氧化反应,使分子链断裂和过度交联,橡胶发生粘化和龟裂,使物理机械性能下降,这就是老化。光热、屈挠变形和铜、锰等金属都能促进橡胶老化,不加防老剂的橡胶,在强烈阳光下曝晒,一般4~7天即出现龟裂现象;而与一定浓度的臭氧接触,甚至在几秒钟内即发生裂口。不耐老化是天然橡胶的致命弱点,然而通过添加防老剂,可以大大延长这种现象发生的时间:有时在阳光下曝晒两个月,看不出有大的变化;在仓库内贮存三年后仍可照常使用。
        橡胶在高温下老化速度加快,一般按温度每增加10℃,时间则缩短一倍的规律发展;如超过130℃,使用寿命大大缩短。在低温下长期贮存时,则橡胶易发生结晶,使橡胶硬化;在0°C左右,硫化胶结晶半,需37.5天,而生胶仅需6天。但这种结晶有可逆性,一经升温又会恢复原来弹性状态。
        (6)耐介质性质    天然橡胶有较好的耐碱性能,但不耐浓强酸(见表1-15)。

        天然橡胶为非极性橡胶,因此,只能耐一些极性溶剂,而在非极性溶剂中则膨胀,故其耐油、耐溶剂性很差(见表1-16)。   
上一篇:国际国内橡胶分级法
下一篇:最后一页

精诚客服

客服A:点击这里给我发消息
客服B:点击这里给我发消息
点击在线留言
0535-3491299