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硅胶制品的特性

2019-3-25 23:33:39点击:

制品的

 一、 天然橡胶是在橡胶树体内生物合成的聚异戊二烯。天然橡胶具有很好的弹性,弹性模量为24MPA,约为钢铁的1/30000,而伸长率为钢铁的300倍。天然橡胶是一种结晶性橡胶,自补强性大,具有非常好的机械强度。天然橡胶具有很好的气密性。天然橡胶具有较好的耐碱性能,但不耐强酸。天然橡胶为非极性橡胶,因此只能耐一些极性溶剂,而在非极性溶剂中则膨胀,故其耐油和非极性溶剂性很差。

天然橡胶由于综合性能好,可以单用作成各种橡胶制品,也可以与其它橡胶并用,以改进其它橡胶性能,如成型粘性,拉伸强度等,从而全面提高橡胶制品的性能。广泛应用于轮胎,胶管,胶带及各种工业橡胶制品。

二、硅橡胶由硅,氧原子形成主链,侧链为含碳基团,用量最大是侧链为乙烯的硅橡胶。既耐热,又耐寒,使用温度在100300摄氏度,它具有优异的耐气候性和耐臭氧性以及良好的绝缘性。缺点是强度低,抗撕裂性能差,耐磨性能也差。硅橡胶主要用于航空工业,电气工业,食品工业及医疗工业等方面。

三、橡胶的分子特征……构成橡胶弹性体的分子结构有下列特征:

1.         其分子由重复单元(链节)构成的长链分子。分子链柔软其链段有高度的活动性,玻璃化转变温度(TG)低于室温;

2.         其分子间的吸引力(范德华力)较小,在常态(无应力)下是非晶态,分子彼此间易于相对运动;

3.         其分子之间有一些部位可以通过化学交联或由物理缠结相连接,形成三维网状分子结构,以限制整个大分子链的大幅度的活动性。

从微观上看,组成橡胶的长链分子的原子和链段由于热振动而处于不断运动中,使整个分子呈现极不规则的无规线团形状,分子两末端距离大大小于伸直的长度。一块未拉伸的橡胶象是一团卷曲的线状分子的缠结物。橡胶在不受外力作用时,未变形状态 值最大。当橡胶受拉伸时,其分子在拉伸方向上以不同程度排列成行。为保持此定向排列需对其作功,因此橡胶是抵制受伸张的。当外力除去时,橡胶将收缩回到熵值最大的状态。故橡胶的弹性主要是源于体系中熵的变化的熵弹性

四、橡胶的应力……应变性质

应力…应变曲线是一种伸长结晶橡胶的典型曲线,其主要组分是由于体系变得有序而引起的熵变。随

着分子被渐渐拉直,使得分子链上支链的隔离作用消失,分子间吸引力变得显著起来,从而有助于抵抗进一步的变形,所以橡胶在被充分拉伸时会呈现高的抗张强度。

橡胶在恒应变下的应力是温度的函数。随温度的升高橡胶的应力将成比例的增大。

橡胶的应力对温度的这种依赖称为焦耳效应,它可以说明金属弹性和橡胶弹性间的根本差别。在金属中每个原子都被原子间力保持在严格的晶格中,使金属变形所做的功是用来改变原子间的距离,引起内能的变化。因而其弹性称为 能弹性。其弹性变形的范围比橡胶中主要由于体系中熵的变化而产生的 熵弹性的变化范围要小的多。在一般的使用范围内,橡胶的应力…应变曲线是非线性的,因此橡胶的弹性行为不能简单地依杨氏模量来确定。

五、橡胶的变形与温度,变形速度和时间的关系

橡胶分子的变形运动不可能在瞬时完成,因为分子间的吸引力必须由原子的振动能来克服,如果温度降低时,这些振动变得较不活泼,不能使分子间吸引力迅速破坏,因而变形缓慢。在很低温度下,振动能不足以克服吸引力,橡胶则会变成坚硬的固体。

如果温度一定而变形的速度增大,也可能产生与降低温度相同的效果。在变形速度极高的情况下,橡胶分子没有时间进行重排,则会表现为坚硬的固体。

橡胶材料在应力的作用下分子链会缓慢的被破坏,产生 蠕变,即变形逐渐增大。当变形力逐渐除去后,这种 蠕变便形成小的不可逆变形,称为永久变形

六、橡胶的电性能

通用橡胶使优异的电绝缘体,天然橡胶,丁基橡胶,乙丙橡胶和丁苯橡胶都有很好的介电性能,所以在绝缘电缆等方面得到广泛应用。丁晴橡胶和氯丁橡胶,因其分子中存在极性原子或原子基团,其介电性能则较差。在另一方面,在橡胶中配入导电炭黑或金属粉末等导电填料,会使它有足够的导电性来分散静电荷,或者甚至成为导电体。

七、橡胶的热性能

1.导热性    橡胶是热的不良导体,其导热系数在厚度为25毫米时约为2.26.28/2.0K。是优异的隔热材料,如果将橡胶做成微孔或海绵状态,其隔热效果会进一步提高,使导热系数下降至0.42.0瓦。任何橡胶制件在使用中,都可能会因滞后损失产生热量,因此应注意散热。

2.热膨胀    由于橡胶分子链间有较大的自由体积,当温度升高时其链段的内旋转变易,会使其体积变大。橡胶的线膨胀系数约是钢铁的20倍。这在橡胶制品的硫化模型设计中必须加以考虑。因为橡胶成品的线性尺寸会比模型小1.23.5%。对于同一种橡胶,胶料的硬度和生胶含量对胶料的收缩率也有较大影响,收缩率与硬度成反比,与含胶率成正比。各种橡胶在理论上的收缩率的大小顺序为:

氟橡胶 > 硅橡胶 >丁基橡胶 >丁晴橡胶 > 氯丁橡胶 >丁苯橡胶 >天然橡胶

橡胶制品在低温使用时应特别注意体积收缩的影响,例如油封会因收缩而产生泄漏,橡胶与金属粘合的制品会因收缩产生过度的应力而导致早期损坏。

八、橡胶的可燃性

大多数橡胶具有不同程度的可燃性。而分子中含有卤素的橡胶入氯丁橡胶,氟橡胶等,则具有一定的抗燃性。因此,含有氯原子的氯丁胶合氯磺化聚一烯在移开外部火焰后,既便燃烧也是困难的,而氟橡胶则完全是自行灭火的。在胶料中配入阻燃剂(例如磷酸盐或含卤素物质)可提高其阻燃性。

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