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特種橡膠分類(lèi)及特點(diǎn)

發(fā)布:2022-05-25 11:05 閱讀:3500 次 【 字體:

合成橡膠是三大合成材料之一,廣泛應用于工業(yè)、國防、交通及日常生活的各個(gè)方面,高性能和功能化合成橡膠是新時(shí)代發(fā)展所必需的關(guān)鍵先進(jìn)基礎材料,也是國家的重要戰略資源。

改革開(kāi)放以來(lái),歷經(jīng)半個(gè)多世紀的發(fā)展,我國橡膠行業(yè)走過(guò)了一條國內自主研發(fā)和引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)相結合的道路:從原始的天然橡膠到合成橡膠,再到今天的高性能特種橡膠。”智能+綠色“時(shí)代,科學(xué)家們相繼開(kāi)發(fā)出氫化丁腈橡膠、熱塑性硫化橡膠、高性能硅橡膠、氟醚橡膠等特種橡膠產(chǎn)品,并開(kāi)始應用于航天航空、汽車(chē)交通、電力建設等領(lǐng)域,橡膠產(chǎn)業(yè)開(kāi)始向高端化、過(guò)程綠色化、智能化方向發(fā)展。

特種橡膠分類(lèi)及特點(diǎn)

特種合成橡膠材料是指不同于通用橡膠材料而具有耐高低溫、耐老化、抗燒蝕、耐化學(xué)介質(zhì)等特殊性能的橡膠材料,主要是氫化丁腈橡膠(HNBR)、熱塑性硫化橡膠(TPV)、硅橡膠、氟橡膠、氟硅橡膠、丙烯酸酯橡膠等。特種橡膠材料因具有的特殊性能使其成為航空航天、國防軍工、電子信息、能源、環(huán)境、海洋等國家重大戰略和新興領(lǐng)域發(fā)展所必需的關(guān)鍵材料。下面為大家介紹幾種材料的性能及其應用:

1、氫化丁腈橡膠(HNBR)

氫化丁腈橡膠是以改善丁腈橡膠(NBR)的耐熱和耐老化性能為目的,將丁腈橡膠鏈鍛上的丁二烯單元進(jìn)行選擇性加氫制得的一種高飽和度橡膠材料,其最主要的特點(diǎn)是能在150℃下長(cháng)期使用,并且在高溫下仍能保持較高的物理機械性能,能夠很好地滿(mǎn)足汽車(chē)、宇航、油田等領(lǐng)域對材料耐高溫耐化學(xué)品的特殊要求,應用越來(lái)越廣泛,比如用作汽車(chē)油封、燃油系統部件、汽車(chē)傳動(dòng)帶、鉆井保持箱和泥漿用活塞、印刷和紡織用膠輥、航空航天用密封件、減震材料等。

2、熱塑性硫化橡膠(TPV)

熱塑性硫化橡膠簡(jiǎn)稱(chēng)TPV,是一類(lèi)特殊的熱塑性彈性體,它是通過(guò)熱塑性塑料和彈性體的非混溶共混物的“動(dòng)態(tài)硫化”生產(chǎn)的,即在與熱塑性塑料熔融混合期間彈性體相的選擇性交聯(lián)。在與熱塑性塑料熔融共混期間,在交聯(lián)劑(可能是過(guò)氧化物、二胺、硫促進(jìn)劑等)存在下同時(shí)硫化橡膠相,導致生成由分散的交聯(lián)橡膠組成的動(dòng)態(tài)硫化物連續熱塑性基質(zhì)相中的顆粒,動(dòng)態(tài)硫化導致橡膠粘度增加,從而促進(jìn)相轉化并在TPV中提供多相形態(tài)。TPV既具有類(lèi)似于熱固性橡膠的使用性能,又具有熱塑性塑料的加工速度等特點(diǎn),主要表現為高的性能/價(jià)格比、設計靈活、質(zhì)量輕、使用溫度范圍寬、易加工、產(chǎn)品質(zhì)量和尺寸穩定及可循環(huán)再生,在汽車(chē)部件、電力建設、密封件等領(lǐng)域應用廣泛。

3、硅橡膠

硅橡膠是由線(xiàn)性聚硅氧烷混入補強填料以及功能填料和助劑,在加熱、加壓條件下硫化后成為網(wǎng)狀結構的彈性體的一類(lèi)特殊合成橡膠。具有優(yōu)異的耐高低溫、耐候、耐臭氧、抗電弧、電氣絕緣性、防潮、高透氣性以及生理惰性等。在現代工業(yè)、電子電氣、汽車(chē)、建筑、醫療、個(gè)人護理等領(lǐng)域具有廣泛應用,成為航空航天、國防軍工、智能制造等領(lǐng)域不可或缺的先進(jìn)高性能材料。

4、氟橡膠

氟橡膠是指主鏈或側鏈的碳原子上含有氟原子的一種含氟橡膠材料,其特殊性能由氟原子的結構特點(diǎn)所決定。氟橡膠可長(cháng)時(shí)間在250℃下使用,極限使用溫度可達300℃,而傳統三元乙丙橡膠、丁基橡膠的極限使用溫度只有150℃。氟橡膠除了耐高溫還具有優(yōu)異的耐油、耐化學(xué)介質(zhì)、耐酸堿性能,在所有橡膠彈性體材料中其綜合性能最好,主要用于火箭、導彈、飛機、船舶、汽車(chē)等運載工具的耐油密封和耐油管路等特種用途領(lǐng)域,是國民經(jīng)濟和國防軍工不可或缺的關(guān)鍵材料。

5、丙烯酸酯橡膠(ACM)

丙烯酸酯橡膠(ACM),是以丙烯酸酯為主單體經(jīng)共聚而得的彈性體,其主鏈為飽和碳鏈,側基為極性酯基。由于特殊結構賦予其許多優(yōu)異的特點(diǎn),如耐熱、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外線(xiàn)等,力學(xué)性能和加工性能優(yōu)于氟橡膠和硅橡膠,其耐熱、耐老化性和耐油性?xún)?yōu)于丁腈橡膠。ACM被廣泛應用于各種高溫、耐油環(huán)境中,成為近年來(lái)汽車(chē)工業(yè)著(zhù)重開(kāi)發(fā)推廣的一種密封材料。

特種橡膠在汽車(chē)密封制品中應用

據統計,一輛汽車(chē)需要使用十幾種橡膠制品,百余種橡膠配件,橡膠消耗量約占世界橡膠產(chǎn)量的70%。嚴峻的環(huán)保形勢和發(fā)展理念和發(fā)展方式的轉變,使得高性能、環(huán)保型特種橡膠的關(guān)注度與日俱增。汽車(chē)工業(yè)對于橡膠的要求較為苛刻,除具有性能優(yōu)異外,還要具有較好的耐高溫、耐油、耐磨等,特種橡膠在車(chē)用橡膠中有著(zhù)主導性地位。

氟硅橡膠

氟硅橡膠是將氟烷基等引入到硅橡膠的側鏈上使其改性得到的。氟硅橡膠熱老化性能優(yōu)異,這主要是因為其主鏈為飽和的硅氧鍵,其鍵能遠大于C-C鍵能。但是其耐熱性因三氟丙基的加入而有所降低,三氟丙基在高溫時(shí)易被氧化,產(chǎn)生含氟的有害氣體,氟硅橡膠的使用溫度一般不超過(guò)288 ℃。氟硅橡膠具有優(yōu)異的耐油、耐化學(xué)腐蝕特性,可以在-6 8~230 ℃的油質(zhì)環(huán)境中保持良好的密封和襯墊性能。氟硅橡膠在極冷極熱的惡劣環(huán)境中具有較大的優(yōu)勢,其在汽車(chē)中的應用主要為:燃油系統密封件、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機和變速系統的O型圈、加熱冷卻系統、渦輪增壓膠管等方面應用廣泛。

氟橡膠

氟橡膠是通過(guò)在碳鏈的主鏈或側鏈上引入氟原子合成而來(lái),目前超過(guò)60%的氟橡膠被用于汽車(chē)制造,其耐油、抗氧化、耐腐蝕性強。20世紀50年代,我國研發(fā)出聚烯烴類(lèi)氟橡膠,隨后陸續研發(fā)出全氟醚橡膠等。氟橡膠在高溫和復雜化學(xué)環(huán)境中性能優(yōu)異,在汽車(chē)中,氟橡膠主要被用于在高溫等環(huán)境中避免密封件不被腐蝕,被用于曲軸前后油封、發(fā)動(dòng)機閥桿密封、氣缸套及離合器的密封、變速器和各類(lèi)軟管中。隨著(zhù)國內燃油結構的調整, 氟橡膠品種也在不斷增多,由Dowty公司研發(fā)的Fluorobon97110 氟橡膠,含氟量遠超一般橡膠的極限, 在較寬的溫度范圍內(-15~200 ℃)對于燃料具有很強的穩定性。而加入雙酚交聯(lián)后,氟橡膠即表現出良好的耐堿性,提高其與機油等長(cháng)時(shí)間接觸后的機械性能,降低斷裂點(diǎn)延長(cháng)率,大大提升了密封件的性能。

氫化丁腈橡膠

氫化丁腈橡膠(HNBR)是丁腈橡膠加氫后形成的飽和的彈性體,高的飽和度使其具有良好的耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐油特性,此外HNBR還具有很好的機械強度。近年來(lái),乙醇汽油等混合燃料的大規模發(fā)展,對于車(chē)用橡膠而言,面臨諸多挑戰,而HNBR對于混合燃料具有很強的適應性,在諸多的添加劑中穩定性強。HNBR的耐氧化特性,使之更適用于汽車(chē)的燃油系統密封件、汽車(chē)廂密封橡膠、各種密封圈及耐油膠管中,尤其應用于高檔汽車(chē)密封配件中。HNBR生產(chǎn)企業(yè)主要有德國朗盛公司、日本Zone等,國內的蘭化公司和吉化公司在HNBR的研究上也取得重要成果。

丙烯酸橡膠

丙烯酸橡膠是由丙烯酸酯共聚制取的,其具有優(yōu)良的耐油耐熱特性。丙烯酸橡膠的飽和型主鏈結構賦予它耐臭氧侵蝕性,而所含酯基則使它具有突出的耐烴類(lèi)油溶脹性。丙烯酸橡膠的在耐油特性上傳統的丁腈橡膠相當,使用溫度遠高于丁腈橡膠,在175~200℃之間,耐寒性和耐水性則相對較差。在高溫和油性介質(zhì)中使用優(yōu)勢突出,尤其是暴露于高溫環(huán)境中最為合適。丙烯酸橡膠一般用作汽車(chē)油封,主要是潤滑油系統的油封、減震、油接觸的電絕緣部件,此外在耐臭氧和耐天候老化的橡膠零部件中也有所應用。

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