橡膠與彈性體材料的區別

　　橡膠作為化工工業專用語，在生產合成和加工領橡膠迫緊零件域的使用十分頻繁。但人們在理解或使用它時，往往會質疑它和彈性體是否為同一概念，兩者之間有何區別，是否可以相互代用。

　　橡膠

　　橡膠是一種有機高分子，分子量達到幾十萬。它區別於其他工業材料之處分為4個方面：

　　1。能在很大的溫度範圍內(-50-150 °C)保持高彈性；

　　2。彈性模量低，比普通材料低3個數量級；

　　3。形變大，伸長率最大可以達到1000%(一般材料小於1%)；

　　4。拉伸時放熱，而一般材料吸熱；

　　5。彈性隨溫度升高而增大，也於一般材料相反。

　　由上可知，彈性體和橡膠的性能基本上都是重疊的，概括的說，就是"低模量，高延伸"，但兩者也並非完全相同，至少表現以下2個方面：

　　1。 橡膠的優越特性往往需要通過交聯(硫化)後才能充分發揮，而某些彈性體則不然。

　　2。 某些彈性體材料可以不經過配合，煉膠，硫化等傳統的橡膠工藝而直接用塑料加工手段來制造產品。

　　所以彈性體的涵蓋面比橡膠更廣，如熱塑性彈性體SBS就是典型例子。

　　彈性體

　　定義一： "凡是室溫下受到變形力作用時在外形和尺寸兩方面都會產生較大變化，而當外力去除後能在很大程度上(明顯)恢復原樣的大分子材料"

　　定義二： "在常溫下呈現橡膠狀彈性的高分子材料(包括橡膠和類橡膠物質)的總稱，包括各種天然膠和合成膠"

　　從以上兩項定義來理解，雖然他們的出處不同，闡述的具體用詞也不同，但總的含義是相同的。第一，彈性體都屬於高分子材料；第二，在外力的做一下都會出現變形，而且變形量很大；第三，一旦外力去除，絕大部分的變形隨之消失，僅有小部分甚至極小部分變形被永久保留下來，即所謂的永久變形。所以彈性體的變形和復原特性和其他材料有很大區別；:首先當收到外力作用時，能立即產生變形，視乎無需花多大力即能聽人擺布；但一旦外力消失，卻有強烈的復原傾向。彈性體的這種特征正是其他材料望塵莫及的。

橡膠其它特殊助劑

　　為了增加膠料強度、硬度、降低伸長矽橡膠墊圈率，改善耐磨、耐熱、耐撕裂性能，常使用MT 炭黑(中粒子熱裂炭黑)作為補強劑，一般用量為20 份，當然也可以添加氟化鈣、碳酸鈣、高分散性硫酸鋇等。橡膠其它特殊助劑還有著色劑、發泡劑、消泡劑、增稠劑、膏化劑、濕潤劑、乳化劑、穩定劑、凝固劑、熱敏劑、抗蹼劑、防腐劑、保存劑、阻燃劑、抗靜電劑和芳香劑等。凡加入橡膠膠料用以改變制品顏色為目的的物質通稱為著色劑。大多數橡膠產品都著色為黑橡膠製品色、灰色或是白色，這些都是非彩色顏色。

　　此外，還有彩色顏色，包括如紅色、藍色、黃色、綠色、棕色、粉紅色等彩色。橡膠產品不僅可以通過各色顏料混合物進行著色，也可以使用一些非主流顏色的特定顏料O型環，如橘紅色、綠色和粉紅色，來進行著色。混料著色是目前彩色橡膠制品著色的主要方法，分為混煉法和溶液法兩種，其中混煉法又有干粉著色、色漿著色、粒料著色及母煉膠著色等幾種方法。橡膠著色不僅賦予產品以美觀的外表，還能對橡膠制品起防護作用。若著色適當時，也能吸收某些光線而提高制品的耐老化性能。此外，有些橡膠制品的著色有特殊意義：如救護用橡膠制品的著色，可使目標更加明顯；軍用橡膠制品的著色，可使目標更加隱蔽。

　　橡膠著色劑的選擇除考慮著色鮮艷、耐曬性、耐久性、透明性外，還需注意以下幾點：

　　(1)必須具備一定的耐熱性。除少量低溫硫化橡膠制品外，絕大多數制品需在110~170℃下經一定時間加熱硫化，此時著色劑應不變色；

　　(2)對硫黃和其它配合劑(如硫化促進劑、防老劑、軟化劑等)穩定性良好。著色劑不應與這些配合劑反應而使制品變色，著色力及掩蓋力強，以減少著色劑的用量；

　　(3)對橡膠制品的性能(如物理機械性能及老化性能)不應有不良影響；

　　(4)必須注意有害金屬的含量；

　　(5)在橡膠中的遷移性能、在水和溶劑中的滲色性能及對織物或鄰近物質的污染性能良好；

　　(6)易均勻分散，以提高工效，並使膠料色澤均勻一致；

　　(7)細度一般要求100 目篩選全過；

　　(8)與食品和人體接觸的橡膠制品使用的著色劑必須無毒。

　　此外，還須考慮膠料本身對著色劑的要求，如用於氯丁橡膠的著色劑必須具有一定的耐酸性。一般著色劑的防水密封圈上述幾種性能並非全部合乎理想，也非所有橡膠制品對著色劑各種性能的要求都同樣苛刻，在具體使用中應根據制品的實際情況加以適當選擇。

　　膠乳生產除使用與干膠加工相似的橡膠迫緊零件硫化劑、硫化促進劑、硫化活性劑和防老劑外，還需要一些用於改進膠乳加工性能的助劑，稱膠乳專用助劑，如分散劑、乳化劑、潤濕劑、增稠劑、凝聚劑、抗泡劑和熱敏化劑等。增粘樹脂主要用來提高橡膠、尤其是合成橡膠的自粘性。

橡膠粘合體系助劑

　　橡膠制品中無骨架材料的軟橡膠制品並不多，絕大多防水密封圈數是能夠承受高負載、高頻運動，具有高溫疲勞性好、使用壽命長的骨架材料增強復合橡膠制品，如汽車輪胎、發動機橡膠減震件、車體吸震橡膠件、主銷懸掛橡膠件、彈性聯軸節、自緊式橡膠軸封、摩擦橡膠軸承、扭橡膠製品轉橡膠軸承、膠管和膠帶等都是鋼絲、鋼、纖維織品和簾線增強的橡膠制品。由於現代橡膠-骨架材料復合制品的使用條件非常苛刻，因此要求制品性能不僅要達到常規使用要求和O型環技術標准，還要適應一些超出常規的需要，如發展中國家對載重汽車的高速和超載需求，給輪胎的使用壽命和安全性帶來的超常規的技術要求。

　　目前，橡膠制品大都由復合材料構成，即在橡膠基矽橡膠墊圈材中復合了各種不同的骨架材料和增強材料以滿足某種用途或達到某種使用性能。綿綸和聚酯纖維織品和簾線，鋼和鍍黃銅、鍍銅、鍍鋅鋼絲的簾線是橡膠制品的主要骨架材料，鋼和鋼絲是增強橡膠制品不可代替的高強力骨架材料。

　　但金屬材料尤其是裸鋼絲不易與橡膠粘合，要獲得高性能的橡膠-骨架材料橡膠迫緊零件復合制品，除了選擇合適的骨架材料外，還要采用適合的粘合技術，使制品在苛刻條件下使用時始終保持骨架材料與橡膠合為一體，從而能夠更好地發揮金屬骨架的作用，提高橡膠制品的質量，延長橡膠制品的使用壽命。近年來，隨著汽車制造業與交通運輸業，特別是高速公路的迅猛發展，以及節約能源的要求，子午線輪胎正以其卓越的技術性能與經濟效益而成為傳統斜交輪胎的更新換代產品。

　　鋼絲帶束層的質量是保證鋼絲子午線輪胎使用性能的關鍵。為了使子午線輪胎具有良好的使用性能和較長的使用壽命，鋼絲簾線與橡膠之間不僅在靜態、常溫下必須具有良好的粘合強度，而且在動態、高溫下和老化後仍應具有良好的粘合強度保持率。因此橡膠與金屬之間粘合的研究、橡膠粘合硫化促進劑的更新與開發是一項具有重要實際意義的課題。

　　在橡膠工業中，粘合是指橡膠與同質或異質材料表面相接觸，靠物理作用或鍵合力的化學作用所產生的結合。通常，把能夠將材料相鄰表面結合為一體的物質稱作粘合劑。實際上，粘合和粘合劑是廣義的概念，在叫法上就有膠粘劑、鍵合劑。

橡膠補強填充體系助劑

　　補強劑和填充劑在橡膠加工中形成了一個體系，總稱為填O型環料，意思就是填充橡膠分子間空隙的材料。在橡膠中加入一種物質後，可使硫化膠的耐磨性、抗撕裂強度、拉伸強度、模量、抗溶脹性等性能獲得較大提高。凡具有這種作用的物質稱為補強劑。填料是橡膠工業的主要原料之一，屬粉體材料。填料用量相當大，幾乎與橡膠本身用量相當，能賦與橡膠許多寶貴的性能。例如，大幅提高橡膠的力學性能，使橡膠具有磁性、導電性、橡膠製品阻燃性、彩色等特殊的性能；使橡膠具有好的加工性能，降低成本。在橡膠中加入填料能夠提高橡膠的體積，降低橡膠制品的成本，改善膠料加工工藝性能，對橡膠制品性能幾乎沒有影響。

　　按填料在橡膠中的作用可分為補強性和增容性填料，前者主要作用是提高橡膠制品的物理機械性能，稱為補強劑，如炭黑等；後者主要作用是增加橡膠的容積，降低含膠率，降低成本，稱為填充劑或增容劑，如碳酸鈣CaCO3、陶土等。炭黑有五大類型，40 余種的品種。

　　常用品種有：超耐磨爐黑(SAF)、中超耐磨爐黑(ISAF)、高耐磨爐黑(HAF)，通用爐黑(GPF)。在炭黑粒子的表面有些活性很大的活性點，能與橡膠分子起化學作用，生成強固的化學鍵，這種化學鍵能沿著炭黑粒子表面滑動，最終產生兩種補強效應：一是當橡膠受力作用時產生變形，分子鏈的滑動能吸收外力的衝擊，起緩衝作用；二是使應力分布均勻。這兩種效應的結果能使橡膠的強度增強，耐龜裂，從而起補強作用。另外，還有一種白炭黑，化學成分主要是含水硅酸和硅酸鹽類物質，常用於制造淺色橡膠制品。

　　橡膠補強填充體系助劑包括炭黑、白炭黑、金屬氧化物、無機鹽、樹脂等。主要有炭黑、白炭黑、無機補強劑和填充劑以及有機補強劑和填充劑。ACM 是非結晶性橡膠，純生膠的機械強度僅有2MPa 左右，必須進行補強才可以使用。試驗證明，ACM 膠料采用高耐磨炭黑、快壓出炭黑、半補強炭黑和噴霧炭黑較好。通常，隨防水密封圈著炭黑粒子變細和補強性能的提高，壓縮變形也變大。ACM不宜使用酸性補強填充劑，如槽法炭黑和氣相法白炭黑等。

　　在典型的橡膠配方中，由於填充劑價廉易得，通常以大劑量添加到主體材料橡膠中，以其龐大的體積和用量增加膠料的體積和重量，從而降低膠料的單位成本。為此矽橡膠墊圈，選材時一般考慮天然礦材，經過加工粉碎、研磨到一定細度後投入使用。補強樹脂又名補強增硬樹脂，用橡膠迫緊零件在需要高硬度、高定伸以及因增加炭黑過多而較難生產的膠料中。

橡膠工藝操縱體系助劑

　　橡膠加工助劑主要用於解決高粘度橡膠材料的成型或模壓的基橡膠製品本工藝問題，滿足短時間低能耗高產出的工藝需求。橡膠加工工藝助劑可以增加經濟效益。應用橡膠加工工藝助劑後，同等作業量可以減少混煉和擠出等工藝過程的作業時間；提高單位時間內的產出；使加工工藝穩定，產品合格率提高；改善產品的外觀和內在質量，提高產品的檔次。近年來，隨著橡膠加工工藝助劑用量的不斷增加，工藝助劑行業取得了長足發展。規模效益及市場競爭的結果使工藝助劑的價格大幅降低，從另一個側面為橡膠加工工藝助劑的應用帶來了可能。橡膠加工工藝助劑可以改善橡膠加工工藝，提高產品品質，使"高品質、低成本、高產出"的橡膠加工目標成為可能；對企業的經濟效益會有較大的提高。

　　橡膠工藝操縱體系助劑包括塑解劑、增溶劑、增塑劑、軟化劑、均勻劑、潤滑劑、分散劑、增粘劑、潤滑助劑、隔離劑、脫模劑等。重要的有增塑劑、分散劑、均勻劑、增粘劑、脫模劑和防焦劑。

　　塑解劑實際上是橡膠高分子鏈發生氧化降解的催化劑，所以也能對硫化膠的斷鏈起促進作用，因而在再生膠生產中用作再生活化劑。芳香族硫醇衍生物和芳香族二硫化物是塑解劑和再生活化劑的主要類別。

　　活化劑要求既能促進硫化反應，又能起到吸酸作用。常用的活化劑為氧化鎂、氧化鉛O型環、氫氧化鈣、氧化鋅。通常高活性氧化鎂可提高耐熱性；氫氧化鈣可提高抗壓縮永久變形性；氧化鋅可以改善耐水性能；氧化鉛可以提高耐酸性。氫氧化鈣用量一般為3~6 份，在多元醇硫化體系中選用6 份；高活性氧化鎂用量為3 份；低活性氧化鎂最高可以用到15 份。活化劑用量過高時膠料易起泡。橡膠技術網

　　軟化劑的作用是改善膠料塑性、降低膠料防水密封圈粘度、改矽橡膠墊圈善其他配合劑的分散性。在橡膠工業中，軟化劑還包括範圍更廣泛的各種非溶劑型軟化劑，如石油系軟化劑、石油樹脂、庫馬龍樹脂、松焦油以及天然油脂的硫化油膏等。石油系軟化劑的組成隨原油的性質不同而異，分類方法也很復雜，按其分子結構分類可大體分為鏈烷油、環烷油和芳香油三類。石油系軟化劑主要用於生產充油丁苯橡膠，此項用途約占石油軟化劑的四分之三。

　　橡膠迫緊零件分散劑主要改善炭黑和其它粉料在橡膠中的分散性，能夠縮短膠料混煉時間，提高炭黑和其它粉料在橡膠中的分散度，提高擠出速度，穩定擠出尺寸，降低擠出溫度。

　　增塑劑能賦予膠料的柔軟性和良好的加工性能，常采用與橡膠有良好相溶性的低揮發性液體或低溶點固體，如鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類以及低分子量的液體聚合物。