橡膠的性能主要取決于所用生膠的類型以及橡膠材料配方的不同。
橡膠的種類
1.1天然橡膠(NR)
天然橡膠(NR)為異戊二烯聚合物。具有優(yōu)良的回彈性,拉伸強度、伸長率、耐磨性,撕裂和壓縮永久變形性能都優(yōu)于大多數(shù)合成橡膠。適于制作輪胎、減震零件、緩沖繩和密封零件。不耐油,耐天候、臭氧、氧的性能較差。使用溫度范圍-60~100℃。
1.2 丁苯橡膠(SBR)
丁苯橡膠(SBR)為丁二烯與苯乙烯的共聚物。含 10%苯乙烯的丁苯-10有良好寒性,含 30%苯乙烯的丁苯-30耐磨性優(yōu)良。適于制作輪胎和密封零件,制品耐油、耐老化性能較差。使用溫度范圍為-60~120℃。
1.3 丁二烯橡膠(BR)
丁二烯橡膠(BR)為丁二烯聚合物。常用的順丁二烯橡膠,耐寒、耐磨及回彈性能較好。適于制作輪胎、密封零件、減震零件、膠帶和膠管等制品。制品不耐油,不耐老化。使用溫度范圍-70~100℃。
1.4 氯丁橡膠(CR)
氯丁橡膠(CR)為氯丁二烯聚合物,耐天候,耐臭氧老化,有自熄性,耐油性能僅次于丁腈橡膠,拉伸強度、伸長率、回彈性優(yōu)良,與金屬和織物粘結(jié)性很好。適于制作密封圈及密封型材、膠管、涂層、電線絕緣層、膠布及配制膠粘劑等。制品不耐合成雙酯潤滑油及磷酸酯液壓油。使用溫度范圍-35~130℃。
1.5 丁腈橡膠( NBR)
丁腈橡膠(NBR)為丁二烯丙烯腈的共聚物。一般含丙烯腈18%、26%或 40%,含量愈高,耐油、耐熱、耐磨性能愈好,但耐寒性則相反。含羧基的丁腈橡膠,耐磨、耐高溫、耐油性能優(yōu)于丁腈橡膠。丁腈橡膠適于制作各種耐油密封零件、膜片、膠管和軟油箱。制品不耐天候、不耐臭氧老化、不耐磷酸酯液壓油。使用溫度范圍-55~130℃。
1.6 乙丙橡膠(EPM、 EPDM )
乙丙橡膠為乙烯、丙烯的二元共聚物(EPM)或乙烯、丙烯、二烯類烯烴的三元共聚(EPDM)。耐天候、耐臭氧老化,耐蒸汽、磷酸酯液壓油、酸、堿以及火箭燃料和氧化劑,電絕緣性能優(yōu)良。適于制作磷酸酯液壓油系統(tǒng)的密封零件、膠管及飛機、汽車門窗密封型材、膠布和電線絕緣層。制品不耐石油基油類。使用溫度范圍-60~150℃。
1.7 丁基橡膠( IIR)
丁基橡膠( IIR)為異丁烯和異戊二烯的共聚物。耐天候、臭氧老化,耐磷酸酯液壓油,耐酸、堿、火箭燃料及氧化劑,具有優(yōu)良的介電性能和絕緣性能,透氣性極小。適于制作輪胎內(nèi)胎,門窗密封條,磷酸酯液壓油系統(tǒng)的密封零件、膠管,電線的絕緣層,膠布和減震阻尼器。制品不耐石油基油類。使用溫度范圍-60~150℃。
1.8氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)
氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)耐天候及臭氧老化,耐油性隨其氯含量增加而增加,耐酸堿,適于制作膠布、車用空濾器聯(lián)接套,散熱器排水管、密封墊、電纜套管、防腐涂層及軟油箱外壁。使用溫度范圍-50~150℃。
1.9聚氨酯橡膠
為聚氨基甲酸酯。通常有聚酯型(AU)和聚醚型(EU)兩種。具有優(yōu)良伸強度、撕裂強度和耐磨性,耐油、耐臭氧極佳,也耐原子輻射。適于制作各種形狀的密封能量吸收裝置、沖孔模板、振動阻尼裝置、機械支承墊片、柔性聯(lián)接、防磨涂層、摩擦動力傳動裝置、膠輥等。使用溫度范圍-60~80℃。不宜與酯、酮、磷酸酯液壓油、濃酸、堿、蒸汽等接觸。
1.10 聚硫橡膠(T)
為多硫烷烴聚合物,有固態(tài)聚硫橡膠和液態(tài)聚硫橡膠二種。耐油性好、耐天候老化,透氣性小,電絕緣性亦佳。固態(tài)膠通常與丁睛橡膠并用制造燃油系統(tǒng)的密封零件、膠管和膜片。使用溫度范圍-50~100℃,短時間可達(dá)130℃。液態(tài)膠通常用于配制密封劑。
1.11 氯醇橡膠
為環(huán)氧氯丙烷烴聚合物(CO),或環(huán)氧氯丙烷與環(huán)氧乙烷的二元共聚物(ECO),或加有第三單體(環(huán)氧丙烷)的三元共聚物。具有耐油、耐臭氧性能,耐熱性比膠好,透氣性小。適于制作密封墊圈和膜片。
1.12丙烯酸酯橡膠(ACM)
丙烯酸酯橡膠(ACM)是國際上發(fā)展起來的一種新型特種橡膠,具有優(yōu)異的耐熱、耐油、耐寒、耐臭氧等性能。根據(jù)需要,可與氟橡膠,丁睛橡膠,氯磺化聚乙烯、三元乙丙橡膠等并用,從而獲得耐高溫、耐油性能。廣泛用于汽車、軍事裝備的高溫油封材料、容器管道襯里膠粘劑及建筑物密封膠,隔音和減震制品特種電線電纜的外層護套等。
1.13 硅橡膠
為聚硅氧烷。通常有二甲基硅橡膠(MQ),甲基乙烯基硅橡膠(MVQ),甲基苯基硅橡膠(MPQ),甲基苯基乙烯基硅橡膠(MPVQ)等。硅橡膠具有極佳的耐熱、耐寒、耐老化性能,絕緣電阻、介電特性優(yōu)異,導(dǎo)熱性好,但強度和抗撕裂性較差,不耐油,價格較貴。一般適于制作密封圈、密封型材、氧氣波紋管、膜片、減震器、絕緣材料、隔熱海綿膠板。使用溫度范圍-70~280℃。
1.14 氟橡膠(FPM)
常用的有氟橡膠—26、氟橡膠—246,前者為偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物,后者為偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。氟橡膠具有突出的耐熱、耐油、耐酸、堿性能,老化性能及電絕緣性能優(yōu)良,難燃,透氣性小。但低溫性能較差。一般使用溫度范圍-40~250℃,短時間可達(dá)300℃。適于制作各種要求耐熱、耐油的密封零件、膠管、膠布和油箱,但價格較貴。
1.15 氟硅橡膠(MFQ)
為含有氟代烷基的聚硅氧烷。耐油、耐化學(xué)品、耐熱、耐寒、耐老化性能優(yōu)異,但強度和抗撕裂性較低,價格昂貴。適于制作燃油、雙酯潤滑油、液壓油系統(tǒng)的密封圈、膜片。使用溫度范圍-65~250℃。
硫化膠的主要性能
2.1 拉伸性能
是所有膠料應(yīng)首先考慮的性能,包括拉伸強度、定伸應(yīng)力、伸長率、扯斷伸長率和扯斷永久變形,以及應(yīng)力——應(yīng)變曲線。拉伸強度是試樣拉伸至斷裂的最大拉伸應(yīng)力。定伸應(yīng)力(定伸模量)是在規(guī)定伸長時達(dá)到的應(yīng)力(模量)。伸長率是試樣受拉伸應(yīng)力而引起的變形,用伸長增量與原長之比的百分?jǐn)?shù)表示。扯斷伸長率則是試樣拉斷時的伸長率。扯斷永久變形是拉伸斷裂后標(biāo)距部分的殘余變形。
2.2 硬度
表示橡膠抵抗外力壓入的能力,也是所有膠料的基本性能。橡膠的硬度在一定程度上與其他一些性能相關(guān)。例如,膠料的硬度愈高,相對地說,強度就較大,伸長率較小,耐磨性較好,而耐低溫性能就較差。高硬度橡膠能抗高壓下擠壓破壞。因此應(yīng)根據(jù)零件工作特性選用合適的硬度。目前國內(nèi)一般用邵爾A(HS A)型硬度計測定橡膠的硬度,與國際橡膠硬度值相接近。
2.3 壓縮性能
壓縮性能 橡膠密封件通常處于受壓縮狀態(tài)。由于橡膠的粘彈性,橡膠受壓縮后,壓縮應(yīng)力會隨時間而減小,表現(xiàn)為壓縮應(yīng)力松弛;除去壓力后,不能恢復(fù)原來的外形,表現(xiàn)為壓縮永久變形。在高溫油介質(zhì)中,這些現(xiàn)象更為顯著。它們會影響密封件的密封性能,是密封件用膠料的重要性能之一。
2.4 低溫性能
低溫性能 通常采用以下三種方法表示橡膠的耐低溫性能。1)最常用的是脆性溫度,是指試樣在低溫受一定的沖擊力時出現(xiàn)破裂的最高溫度,可用于比較不同膠料的低溫性能。但由于橡膠的工作狀態(tài)與試驗條件不同,橡膠的脆性溫度并不表示橡膠件的最低工作溫度,尤其在油介質(zhì)中。2)低溫回縮溫度 是在室溫下將試片拉伸至一定長度,然后固定,迅速冷卻到凍結(jié)溫度以下,達(dá)到溫度平衡后松開試片,并以一定速度升溫,記錄試片回縮10%、30%、50%和70%時的溫度,分別以TR10、TR30、TR50和TR70表示。材料標(biāo)準(zhǔn)中一般以TR10作為標(biāo)準(zhǔn),與橡膠脆性溫度相接近。3)耐寒系數(shù),一般是將試樣在室溫壓縮到一定的變形量,然后在規(guī)定的低溫下冷凍,再卸除負(fù)荷讓其在低溫下恢復(fù),恢復(fù)量與壓縮量之比稱為壓縮耐寒系數(shù)。系數(shù)愈大,橡膠的耐寒性愈好。
2.5 耐油性能
橡膠在油介質(zhì)中(燃油、潤滑油、液壓油等),特別在較高溫度下,會導(dǎo)致膨脹、軟化和降低強度、硬度,同時橡膠中的增塑劑或可溶性物質(zhì)可能被油浸出,導(dǎo)致重量減輕,體積減小,引起泄漏。因此橡膠的耐油性是在油介質(zhì)中工作膠料的重要性能。一般是在一定溫度下在油中浸泡若干時間后測定其重量變化、體積變化以及強度、伸長率和硬度的變化。有時也可用耐油系數(shù)表示,即在介質(zhì)中浸泡后的強度或伸長率與原始強度或伸長率之比。
2.6 耐老化性能
橡膠受氧(空氣)、臭氧、熱、光、水分和機械應(yīng)力等因素的作用后會引起性能變壞,稱為橡膠的老化。橡膠的耐老化性能可通過自然老化和人工加速老化試驗(熱老化、濕熱老化、臭氧老化等)測定。耐老化性可用老化后試樣的強度、伸長率或硬度等性能的變化表示,也可用老化系數(shù)表示,即老化后試樣的拉伸強度、扯斷伸長率或拉伸強度與扯斷伸長率的相乘積與原始值之比,相應(yīng)地稱為按拉伸強度計算的老化系數(shù)(簡稱按強度計老化系數(shù))、按扯斷伸長率計算的老化系數(shù)(簡稱按伸長計老化系數(shù))或按抗張積計算的老化系數(shù)(簡稱按抗張積計老化系數(shù))。