充油橡膠

充油橡膠

充油橡膠是橡膠與大量起軟化作用的油類的混合物,通常是以天然膠或合成膠與礦物油為原料製得的。這類橡膠很多國家都在試產或者巳開始生產,但由於橡膠和油的組成及結構極為複雜,所以對於充油的理論至今尚未明確。充油橡膠種類很多,但其中報導最多的是充油丁苯橡膠,並且通常是以不含凝膠的丁苯膠乳,按一定比例加入礦物油經處理後製得。充油丁苯橡膠不但改善於加工性能,而且實驗證明:這種橡膠的硫化膠就常溫和高溫下的抗張強度而論,與可塑性良好的純丁苯膠的硫化膠相同,有時甚至此它還要好些。並且它們的伸長率和彈回率也幾乎相等,硬度比較小,同時耐磨性良好。由於充油橡膠的優點很多, 因此近來這種橡膠得到了迅速的發展。

特點

充油後的橡膠具有明顯的特點,首先是它改變了工藝性能, 由於可塑性大,收縮性小,使橡膠在混煉機上加工速度快,便於配合劑的加入和混合,同時也改變了使用性能,尤其在耐油性和耐寒性方面還優於天然橡膠,另一方面是經充油處理後,所加入大量油類,不僅是橡膠的軟化劑和增容劑,而且具有類橡膠的性質,這樣由於部分橡膠被礦物油所代替,就增大了橡膠的體積而降低了成本,尤其對於合成橡膠廠而言,在很大程度上提高了生產能力,因此橡膠的充油也給節約生膠尋找生膠代用品開闢了一條新的途徑。

加油方法

橡膠充入一定量的油能改善其加工性能,降低成本。加油方法一般採用濕法充油,即在閃蒸脫除未反應的單體和溶劑以後膠液中加入一定量的礦物油,一般所用的油品為芳香烴油和環烷烴油。充油量為100份橡膠中加入25~50份的油,充油橡膠的平均含油量在不斷增加,例如美國充油橡膠的平均含油量由1960年的17.6%增加到1970年的26.6%,1977年增加到28.8%,1978年下降為28.1%,1978年大約有66.5萬噸充油橡膠,充油量大約為18.0萬噸。

充油橡膠的性能分析

橡膠的套用主要取決於它的力學性能。橡膠的應力-應變性能表征了橡膠在較小外力下可顯示出高度形變,而在除去外力後又能恢復原形的特性。橡膠的強伸性能通常是以定伸應力(一定伸長下的模量)、拉伸強度、扯斷伸長率及撕裂強度等指標來體現的。橡膠的強度和伸長率取決於整個粘彈性能,即反映在應力-應變曲線對時間與溫度的依賴性,也反映在裂縫的形成與增長過程中。

橡膠加工過程

(1)橡膠混煉。為提高橡膠製品的性能、改善加工工藝和降低成本,通常在生膠中加人各種配合劑,在煉膠機上將各種配合劑加人生膠製成混煉膠的過程稱為混煉。混煉除了要嚴格控制溫度和時間外,還需要注意加料順序。混煉越均勻,製品質量越好。

(2)混煉膠硫化。硫化是指橡膠的線型大分子鏈通過化學交聯而構成三維網狀結構的化學變化過程,整個硫化過程可分為硫化誘導、預硫、正硫化和過硫(對天然膠來說是硫化返原)四個階段。

硫化誘導期(焦燒時間)內,交聯尚未開始,膠料有很好的流動性。這一階段決定了膠料的焦燒性及加工安全性。這一階段的終點,膠料開始交聯並喪失流動性。硫化誘導期的長短除與生膠本身性質有關外,主要取決於所用助劑,如用遲延性促進劑可以得到較長的焦燒時間,且有較高的加工安全性。硫化誘導期以後便是以一定速度進行交聯的預硫化階段。預硫化期的交聯程度低,即使到後期硫化膠的扯斷強度,彈性也不能到達預想水平,但撕裂和動態裂口的性能卻比相應的正硫化好。到達正硫化階段後,硫化膠的各項物理性能分別達到或接近最佳點,或達到性能的綜合平衡。正硫化階段(硫化平坦區)之後,即為過硫階段,有兩種情況:天然膠出現“返原”現象 (定伸強度下降),大部分合成膠(除丁基膠外)定伸強度繼續增加。

對任何橡膠來說,硫化時不只是產生交聯, 還由於熱及其他因素的作用產生分子鏈的聯鏈和分子鏈的斷裂。這一現象貫穿整個硫化過程。在過硫階段,如果交聯仍占優勢,橡膠就發硬,定伸強度繼續上升;反之,橡膠發軟,即出現返原。

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