橡膠的性能與測(cè)試您知道嗎

有一種極具可逆性形變的材料，在室溫下彈性十足，在很小的作用力下也能產(chǎn)生很大的形變，除去外力后又能迅速恢復(fù)原形，這種材料叫做橡膠。橡膠一般分為生膠、未硫化膠、硫化膠三種，他們?cè)谙鹉z性能上風(fēng)采各異，測(cè)試方法與標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。

一、生膠

未經(jīng)過(guò)加工的原料橡膠俗稱生膠，其實(shí)生膠也并非100%純凈的，如天然膠中含有的非橡膠烴(約5%)包括樹脂酸蛋白質(zhì)等物質(zhì)，在SR中同樣添加了防老劑及未耗盡的合成助劑，如：分子量控制劑，終止劑及分散劑等。不過(guò)大體上講，生膠與膠料相比更能代表橡膠固有的特性，包括如下：

1、分子量。指橡膠大分子的分子量的平均值，應(yīng)該把橡膠看成不同分子量聚合物的體系，既有高分子量級(jí)份，也混雜一些低分子量級(jí)份，這是不可避免的，所以只能以平均分子量的概念來(lái)描述。根據(jù)不同測(cè)試方法又分粘均分子量、散均分子量及重均分子量。比較常用的是粘均分子量，因?yàn)楸容^容易測(cè)，采用不同粘度來(lái)表征不同分子量，更為直觀(分子量越大，粘度越高)。分子量與生膠性能之間有著直接和密切的關(guān)系，一般而言分子量越大，則生膠的強(qiáng)度越高，力學(xué)性能越好，但是隨著分子量的增大，加工時(shí)的流動(dòng)性變差。

2、分子量分布。橡膠實(shí)際上是不同比例的大小分子量不同的分子鏈的混合物，如果把不同的分子量按出現(xiàn)的頻率來(lái)排列，則可得到分子量分布曲線。

NR的分子量分布特點(diǎn)：

中等分子量占統(tǒng)治地位，高分子量及低分子量級(jí)各占少數(shù)，其中高的部分有利于力學(xué)性而低的部分則有利于加工，因此兼顧了性能和加工。

SR的分子量分布特點(diǎn)：

分子量分布很窄，局限在很小的范圍，因?yàn)槿鄙俚头肿恿坎糠炙约庸ば圆患癗R，但性能均勻性好。原因是合成橡膠的分子量由人為地加以控制，所以模式單純，難以做到大、中、小兼顧。

3、凝膠含量。一般只發(fā)生在SR。當(dāng)聚合過(guò)程中，因結(jié)構(gòu)控制不同，形成太多的支鏈結(jié)構(gòu)，結(jié)果這一部分就出現(xiàn)凝膠，用溶劑無(wú)法溶解故稱凝膠。煉膠時(shí)助劑難以進(jìn)入，影響性能。

4、側(cè)掛基團(tuán)。橡膠單體上的不同基團(tuán)給橡膠帶來(lái)不同的特性。如：-COOH (羧基)：能賦予良好的粘性;-CL： 具有極性及電負(fù)性;苯基：體積龐大可以阻攔射線，故具抗射線性良好。

5、極性。與基團(tuán)有密切相關(guān)，凡是帶有腈基(-CN)羥基(-OH)和羧基(-COOH)等基團(tuán)的橡膠都有較強(qiáng)的極性，稱為極性橡膠。他們與金屬有良好的結(jié)合性，另外極性接近的橡膠，彼此容易摻和。

二、未硫化膠

生膠與助劑相混，但未經(jīng)硫化的橡膠稱未硫化膠，也稱膠料?？梢岳斫鉃榘氤善?，它們跟加工過(guò)程有密切關(guān)系：

1、流動(dòng)性。和可塑性相關(guān)，可塑性越大，則流動(dòng)性越好，吃粉容易；在壓延擠出過(guò)程中，十分順利；硫化時(shí)受熱過(guò)程中很快能充滿模腔，反之流動(dòng)性不好則容易出現(xiàn)缺膠。

2、噴霜。配方中如果某項(xiàng)助劑添加過(guò)量，超過(guò)其在橡膠中的溶解度，則會(huì)逐漸噴出膠料表面形成霜層，故稱噴霜。油類、石蠟、防老劑、硫磺、促進(jìn)劑等添加過(guò)量均會(huì)出現(xiàn)噴出，影響外觀，并影響界面結(jié)合。

3、焦燒。膠料在加工或停放過(guò)程中提前硫化現(xiàn)象稱焦燒。這種現(xiàn)象在高溫季節(jié)容易發(fā)生，對(duì)策是添加防焦劑，嚴(yán)格控制加工溫度。

4、收縮膨脹變形。膠料出口型后出現(xiàn)尺寸收縮膨脹，對(duì)成型帶來(lái)不便，可塑度不夠或合成膠使用比過(guò)高是主要原因，添加軟化劑用量有利于減少收縮變形。

三、硫化膠

如果說(shuō)生膠和未硫化膠的性能主要為加工生產(chǎn)服務(wù)，那么硫化膠性能主要為客戶和實(shí)際應(yīng)用服務(wù)。硫化膠性能可以概括分為倆大類即力學(xué)性能及抗環(huán)境性能，前者都是衡量橡膠在受力情況下的性能，主要有拉伸強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率、拉伸永久變形(均在拉力機(jī)上進(jìn)行)、硬度、回彈性、壓縮永久變形、抗撕裂強(qiáng)度、粘和強(qiáng)度等。后者是測(cè)量橡膠在外界環(huán)境下的性能變化，包括熱老化性能、抗臭氧性能、阻燃性能、抗霉性能等。