橡胶材料分类

橡胶的分类

核心提示：橡胶有多种分类，可以按原料分，可以按形态分，又分为通用型和特种型本篇文章将介绍像胶的具体分类。

橡胶有多种分类，可以按原料分，可以按形态分，又分为通用型和特种型本篇文章将介绍像胶的具体分类。

1. 按原料分为天然橡胶和合成橡胶。

2. 按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶。 乳胶为橡胶的胶体状水分散体; 液体橡胶为橡胶的低聚物，未硫化前一般为粘稠的液体; 粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状，以利配料和加工制作。

3.按使用又分为通用型和特种型。 通用型橡胶的综合性能较好，应用广泛。主要有：①天然橡胶。②异戊橡胶，又称合成天然橡胶。③丁苯橡胶，简称SBR。④顺丁橡胶，简称BR。 特种型橡胶指具有某些特殊性能的橡胶。主要有： ① 氯丁橡胶，简称CR。由氯丁二烯聚合制得。具有良好的综合性能，耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度较大，常温下易结晶变硬，贮存性不好，耐寒性差。 ② 丁腈橡胶，简称NBR。 由丁二烯和丙烯腈共聚制得。具有良好的耐油性、耐热性、耐寒性、耐压性和耐水性，气密性及优良的粘结性能，并具有适宜的耐磨性，通常的使用温度大致为-40℃～+120℃，可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。 易于用金属模压成任意形状的液压密封件，因此丁晴橡胶最适宜于制作工作压力不大于32Mpa的液压缸用密封件。经特别设计配方、耐易按发性油：耐磨能承受机械汽车轴心转速3000转/时以下(此时橡胶硬度为70°)。 ③ 硅橡胶。SILICONE

主链由硅氧原子交替组成，在硅原子上带有有机基团。耐高低温 ，耐臭氧，电绝缘性好。使用温度—40℃﹋+220℃;耐油尤佳，耐温，耐磨，耐油!特别适用于汽车发动机内的曲轴油封不耐温易挥发性油(柴油、汽油)耐磨方面，对氧，臭氧以及阳光(紫外线)有抗性。 ④ 氟橡胶。Viton 子结构中含有氟原子的合成橡胶。通常以共聚物中含氟单元的氟原子数目来表示 ，如氟橡胶23，是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡胶耐高温、耐油、耐化学腐蚀。耐油，耐高温，耐化学品，还具有耐酸碱之特性。使用温度—30℃+280℃。适用于喷射引擎内的曲轴油封，时规油封，还被用于化药剂的O型环及密封圈 ⑤ 聚硫橡胶。 由二卤代烷与碱金属或碱土金属的多硫化物缩聚而成。有优异的耐油和耐溶剂性，但强度不高，耐老化性、加工性不好，有臭味，多与丁腈橡胶并用。 此外，还有聚氨酯橡胶、氯醇橡胶、丙烯酸酯橡胶等。 ⑥ 聚氨酯橡胶 抗拉强度最高的一种合成橡胶，它具有优良的耐油性、耐热性、耐寒性、耐压性和耐磨性，通常的使用温度为-40℃～+80℃，聚氨酯橡胶的常温密封性能比丁晴橡胶优越，它特别适宜于制作中压、高压及超高压液压缸用密封件。

橡胶材料的力学性质

人类很早便开始了对于天然高分子材料的利用，其中比如天然橡胶，淀粉，蚕丝等。人类从一百年前便就开始着手了对于大分子材料的人工合成实验。虽然随着逐步发达的工业生产，高分子材料的应用场景与应用能力逐渐增多增强，但是人们对于自己所合成的产物的结构模型没有一个非常清楚的认识。直到20世纪30年代人们才通过多方面的研究认证，确认了这些聚合物是由链状大分子错综交缠在一起而形成的。

类似于橡胶这种材料，它们具有几何关系和物理性质并非线性相关的的性质。必须得到它准确并且合适的本构关系进行描述它比较复杂的形变性质。所以本文主要介绍在不同的理论体系下，人们所提出的橡胶材料的本构模型。本文先从基本概念入手，对于分子统计学本构模型的假设条件进行解释，然后在此基础上对于目前已经成熟存在的本构模型进行了梳理。

出于对它的极大工业要求，它的产量正在节节升高。之所以高分子材料获得了如此巨大的发展，原因就是它们所独有的物理特性和化学特性。诸如高弹性，黏弹性，成纤性与成膜性，坚韧性等。对于这些力学性质的原因，人们抽象出链状大分子模型，用以解释这种结构特性。

因为高分子材料的大规模投入生产实践，高分子链构型的研究也开始成为学术界的一个核心课题。因为材料的性质由材料的结构所决定。只有柔性链才有构象统计的问题，当然在绝大多数有机聚合物分子中，无论是人工合成的还是天然的都是柔性链分子。

Staudinger于1920年就明确提出聚苯乙烯和聚甲醛的链分子式，后面也被很多科学家不断加以确认。这在当时是非常宝贵的认识，因为那时占优势的倾向性观点是认为所谓高分子实际是一种缔合物，类似于胶体化合物。但他则坚持链状大分子概念，认为聚合物晶体的尺寸与聚合物分子尺寸没有必然的关系。

很多具有互相交联的结构呈现网状形态的聚合物有比较悠久的历史，如硫化的天然橡胶，热固性的酚醛塑料等，至今它们仍被广泛使用，而且仍然显示着无可取代的性能与作用。之所以这样，交联网状结构的作用是非常重要的。错综复杂的互联互交的网状结构其实就是化学键之间对分子链的联结。这种链网结构是指物质在相互吸引和排斥达到平衡时的空间排布。因此为了了解链状分子的结构关系，明白大分子链间和分子链间的影响效果是十分重要且必要的。不难想象，聚合物分子链内和分子链间的相互作用还将与聚合物分子链的运动，在外力作用

橡胶的分类

橡胶是一种具有独特性能的高分子材料，它具有良好的耐温、耐老化、耐张力等特性。在工业中，橡胶用于制造各种密封件，也可用于制作各种弹性体。根据不同的材料和应用需求，橡胶可分为多种类型。

一、按原料分类

1、天然橡胶：它是从橡胶乳液中提取的天然橡胶，具有优异的弹性韧性和抗氧化性，常用于制作发泡橡胶和橡胶制品，如轮胎、橡胶手套、橡胶板材等。

2、合成橡胶：这种橡胶由合成树脂和聚合物等复合而成，具有良好的耐磨性、耐油性和耐抗氧化性，常用于制作复合橡胶材料，如汽车弹性体、橡胶制品等。

3、改性橡胶：有些橡胶需要经过特殊的改性工艺，以改变其物理性能，使其适应更多的使用环境。改性橡胶常用于制作橡胶隔离器、橡胶衬垫等。

二、按结构分类

1、单体橡胶：它是由单个橡胶分子组成的橡胶，具有优异的韧性和弹性，可以用来制造橡胶制品，如轮胎、橡胶手套、橡胶板材等。 2、复合橡胶：由多种橡胶分子组成的复合橡胶，具有良好的耐磨性、耐温性、耐抗氧化性和耐老化性，常用于制作橡胶制品，如橡胶隔离器、橡胶密封件等。

三、按用途分类

1、橡胶制品：橡胶制品是用于日常使用和工业生产的各种橡胶制品，如橡胶轮胎、橡胶管、橡胶手套、橡胶板材等。

2、橡胶密封件：橡胶密封件是用于密封的各种橡胶制品，如橡胶垫片、橡胶垫圈、橡胶垫圈等。

3、橡胶隔离器：橡胶隔离器是用于隔离的各种橡胶制品，如橡胶垫片、橡胶垫圈、橡胶波纹管等。

四、按材质分类

1、聚氯乙烯（PVC）橡胶：它是一种高分子材料，具有良好的耐磨性、耐温性、耐抗氧化性和耐老化性，常用于制作橡胶制品，如橡胶管、橡胶垫片等。

2、氯丁橡胶：它是一种高分子材料，具有优异的耐磨性、耐温性、耐抗氧化性和耐老化性，常用于制作橡胶制品，如橡胶轮胎、橡胶衬垫等。

3、氟橡胶：它是一种特殊的橡胶材料，具有优异的耐油性、耐热性、耐抗氧化性和耐老化性，常用于制作复合橡胶制品，如橡胶隔离器、橡胶衬垫等。 因此，橡胶可根据原料、结构、用途和材质等方面分为多种类型。

早在19世纪，医用橡胶制品就已开始在医学领域得以应用。医用橡胶制品由于具体的使用目的和条件不同，在物理、化学和生物学性能方面的要求也有所不同，但最基本的功能要求必须是相同的：不能给人体健康带来有害影响；生产制造工艺尽可能简单；具备制品功能性要求的物理机械性能。

医用橡胶制品的用材最初主要使用天然橡胶（NR）。NR具有优良的弹性、强度、抗撕性和耐疲劳等物理机械性能。然而NR也有它的局限性，如耐油性和耐热性不足等。NR除了含橡胶烃外，还含有多种蛋白质、多糖类物质，加上胶料中各种配合剂及其它低分子物质，经过一段时间后可能析出，会对生物体产生一定的危害。随着医学界对医用橡胶制品不断探索和研究，除使用纯化NR外，还应用丁橡胶（NBR）、丁基橡胶（IIR）、异戊橡胶（IR）、聚氨酯橡胶、硅橡胶等。这些医用橡胶制品在人工器官、医疗用品和药品装置等方面都取得巨大进展，并得到广泛应用。

人工器官

人工器官属长期植入型，无论是物理、化学还是生物学试验和临床应用，均应考虑植入物对组织的局部作用和全身作用、组织对植入物的作用以及植入物应发挥的功能等因素，因而，对生物相溶性和耐生物老化性均有很高要求。另外，由于人工器官是与人体（或动物体）直接相接触的高分子材料，其所含的微量元素超过一定浓度后就会破坏机体正常的生理功能，带来各种有害反应，尤其是重金属元素在体内积累后会破坏的功能。因此，必须严格控制医用橡胶制品的重金属元素含量，保证其应用的安全性。

人工器官所用的橡胶制品多为硅橡胶和聚氨酯橡胶。

硅橡胶显示出良好的抗凝血性，不会对细胞生长产生不良影响，加上其本身具有耐高温、耐老化、透明度高、无毒、无味、不致癌等一系列优良的特性，在心脏起博器、心瓣中得到应用，使成千上万的患者获得了新生。同时，硅橡胶乳房、眼眶底托、鼻梁、耳廓、指关节、气管插管、腹膜透析管、导尿管等在20世纪60至70年代也广泛投入了临床应用。

医用硅橡胶制品的设计、生产和销售与普通硅橡胶制品基本上是相同的，但对所用材料、制造工艺、加工设备、生产环境、产品包装的要求要比普通制品高得多。体内硅橡胶制品因用于体内，其配方应力求简单，可不加的辅助材料尽量不加，各种配合材料要求纯净，严禁加入有毒物质。通常使用的主要补强剂为白炭黑，硫化剂一般采用过氧化物，如2，4-二氯过氧化苯甲（DCBP）和2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷（DBPMH），在加工过程中为了方便操作以及防止结构化倾向，往往加入少量的羟基硅油、烷氧基硅烷等操作助剂。例如：模压硫化硅橡胶配方：甲基乙烯基硅橡胶100；2号D4处理白炭黑45~50；DBPMH0.5~1；羟基硅油2~3。热空气硫化挤出制品高抗撕硅橡胶配方：甲基乙烯基硅橡胶100；高抗撕白炭黑50；膏状DCBP（40%）1.5。