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    特種橡膠分類及特點

    發布:2022-05-25 11:05 閱讀:334 次 【 字體:

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

    改革開放以來,歷經半個多世紀的發展,我國橡膠行業走過了一條國內自主研發和引進國外先進技術相結合的道路: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“時代,科學家們相繼開發出氫化丁腈橡膠、熱塑性硫化橡膠、高性能硅橡膠、氟醚橡膠等特種橡膠產品,并開始應用于航天航空、汽車交通、電力建設等領域,橡膠產業開始向高端化、過程綠色化、智能化方向發展。

    特種橡膠分類及特點

    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、耐化學介質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、環境、海洋等國家重大戰略和新興領域發展所必需的關鍵材料。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,其最主要的特點是能在150℃下長期使用,并且在高溫下仍能保持較高的物理機械性能,能夠很好地滿足汽車、宇航、油田等領域對材料耐高溫耐化學品的特殊要求,應用越來越廣泛,比如用作汽車油封、燃油系統部件、汽車傳動帶、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)

    熱塑性硫化橡膠簡稱TPV,是一類特殊的熱塑性彈性體,它是通過熱塑性塑料和彈性體的非混溶共混物的“動態硫化”生產的,即在與熱塑性塑料熔融混合期間彈性體相的選擇性交聯。在與熱塑性塑料熔融共混期間,在交聯劑(可能是過氧化物、二胺、硫促進劑等)存在下同時硫化橡膠相,導致生成由分散的交聯橡膠組成的動態硫化物連續熱塑性基質相中的顆粒,動態硫化導致橡膠粘度增加,從而促進相轉化并在TPV中提供多相形態。TPV既具有類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,主要表現為高的性能/價格比、設計靈活、質量輕、使用溫度范圍寬、易加工、產品質量和尺寸穩定及可循環再生,在汽車部件、電力建設、密封件等領域應用廣泛。

    3、硅橡膠

    硅橡膠是由線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狀結構的彈性體的一類特殊合成橡膠。具有優異的耐高低溫、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、電子電氣、汽車、建筑、醫療、個人護理等領域具有廣泛應用,成為航空航天、國防軍工、智能制造等領域不可或缺的先進高性能材料。

    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所決定。氟橡膠可長時間在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異的耐油、耐化學介質、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、汽車等運載工具的耐油密封和耐油管路等特種用途領域,是國民經濟和國防軍工不可或缺的關鍵材料。

    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異的特點,如耐熱、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外線等,力學性能和加工性能優于氟橡膠和硅橡膠,其耐熱、耐老化性和耐油性優于丁腈橡膠。ACM被廣泛應用于各種高溫、耐油環境中,成為近年來汽車工業著重開發推廣的一種密封材料。

    特種橡膠在汽車密封制品中應用

    據統計,一輛汽車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量的70%。嚴峻的環保形勢和發展理念和發展方式的轉變,使得高性能、環保型特種橡膠的關注度與日俱增。汽車工業對于橡膠的要求較為苛刻,除具有性能優異外,還要具有較好的耐高溫、耐油、耐磨等,特種橡膠在車用橡膠中有著主導性地位。

    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,三氟丙基在高溫時易被氧化,產生含氟的有害氣體,氟硅橡膠的使用溫度一般不超過288 ℃。氟硅橡膠具有優異的耐油、耐化學腐蝕特性,可以在-6 8~230 ℃的油質環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境中具有較大的優勢,其在汽車中的應用主要為:燃油系統密封件、汽車發動機和變速系統的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

    氟橡膠是通過在碳鏈的主鏈或側鏈上引入氟原子合成而來,目前超過60%的氟橡膠被用于汽車制造,其耐油、抗氧化、耐腐蝕性強。20世紀50年代,我國研發出聚烯烴類氟橡膠,隨后陸續研發出全氟醚橡膠等。氟橡膠在高溫和復雜化學環境中性能優異,在汽車中,氟橡膠主要被用于在高溫等環境中避免密封件不被腐蝕,被用于曲軸前后油封、發動機閥桿密封、氣缸套及離合器的密封、變速器和各類軟管中。隨著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。而加入雙酚交聯后,氟橡膠即表現出良好的耐堿性,提高其與機油等長時間接觸后的機械性能,降低斷裂點延長率,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、耐化學腐蝕、耐油特性,此外HNBR還具有很好的機械強度。近年來,乙醇汽油等混合燃料的大規模發展,對于車用橡膠而言,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,使之更適用于汽車的燃油系統密封件、汽車廂密封橡膠、各種密封圈及耐油膠管中,尤其應用于高檔汽車密封配件中。HNBR生產企業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。在高溫和油性介質中使用優勢突出,尤其是暴露于高溫環境中最為合適。丙烯酸橡膠一般用作汽車油封,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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