橡膠部分補(bǔ)充資料

1、橡膠的特性：1高彈性是橡膠材料的獨(dú)有特征，因此橡膠也被稱為彈性體 。 橡膠的高彈性本質(zhì)是由大分子構(gòu)象變化而來的熵彈性。 高彈性材料的表現(xiàn)是，在外力作用下具有較大的彈性變形，最高可達(dá)1000，除去外力后變形很快恢復(fù)。2. 什么是橡膠? ASTM D1566中定義: 橡膠是一種材料，它在大的形變下能迅速而有力恢復(fù)其形變，能夠被改性。 橡膠是一種高分子彈性化合物，其分子量一般都在幾十萬以上，有的甚至達(dá)到100萬左右。 橡膠區(qū)別于其他工業(yè)材料的最主要標(biāo)志是它在很寬的溫度范圍（-50150）內(nèi)具有極為優(yōu)異的彈性。其彈性模量為24MPa，約為鋼材的1/30000。例如伸長率可達(dá)100%10000%，一般工

2、業(yè)材料（如金屬、玻璃）則小于1%。 3. 橡膠獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 生膠即尚未交聯(lián)的橡膠，由線形大分子或帶支鏈的線形大分子構(gòu)成。未硫化的橡膠低溫下變硬，高溫下變軟，沒有保持形狀的能力且力學(xué)性能較低，基本無使用價(jià)值； 硫化膠：橡膠必須經(jīng)過硫化，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，才有使用價(jià)值。高性能輪胎是當(dāng)前國內(nèi)外橡膠工業(yè)的發(fā)展方向：高性能輪胎對輪胎的性能提出了更高的要求，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：安全性抗?jié)瘢ū┗托旭偡€(wěn)定性；經(jīng)濟(jì)性低的滾動(dòng)阻力和高的耐磨性，降低油耗減少廢氣排放量；舒適性低噪聲和減震，乘坐舒適。 滾動(dòng)阻力和濕滑性與材料粘彈性的相關(guān)性：1. 滾動(dòng)阻力的概念 輪胎的滾動(dòng)阻力主要來自：輪胎滾動(dòng)行駛中反復(fù)變形而產(chǎn)生的

3、阻力；在行駛中，輪胎與路面產(chǎn)生的摩擦阻力；輪胎行駛中遇到的空氣阻力。 總起來說，輪胎阻力已占到汽車全部阻力的1/3以上。 在輪胎膠料的滯后損失中，胎面膠占到輪胎總滾動(dòng)損失的25 50，因此，胎面膠材料設(shè)計(jì)對降低輪胎的滾動(dòng)阻力是非常有效的。由于輪胎反復(fù)變形引起橡膠材料的滯后損失，即單位體積的橡膠材料在每一變形周期中所損耗的功為：WE02tan 也就是說橡膠材料的滯后損失與其損耗因子tan是正比關(guān)系，故tan值可用來表征橡膠材料的滯后性能和滾動(dòng)阻力。 研究表明，在一定頻率范圍內(nèi)(1-110Hz)可用050左右的tan值表征材料的滾動(dòng)阻力，tan值愈低表明滾動(dòng)阻力愈小。 2、濕滑性的概念：汽車在路面

4、上的行駛行為依賴于輪胎與路面接觸區(qū)域內(nèi)的摩擦作用，包括粘附摩擦和滯后摩擦。 研究表明，由于輪胎的滾動(dòng)阻力主要產(chǎn)生在較低的頻率下（10-110Hz）； 而抗?jié)窕灾饕Q于運(yùn)動(dòng)頻率與路面的粗糙度，在室溫下其頻率約為104-107Hz。3、滾動(dòng)阻力抗?jié)窕耘ctan 的相關(guān)性根據(jù)時(shí)溫等性效原理，將難以測量的高頻率折算成較低頻率（如1 Hz)下的溫度值，可得出： 滾動(dòng)阻力取決于50-80下tan 的低值； 抗?jié)窕匀Q于200下的tan 的高值。天然橡膠的性能特點(diǎn)1）NR是一種結(jié)晶性高分子，在形變下易產(chǎn)生誘導(dǎo)結(jié)晶，具有很好的強(qiáng)度和加工性能；2）純膠硫化膠的拉伸強(qiáng)度為1725MPa，炭黑補(bǔ)強(qiáng)的硫化膠可達(dá)

5、2535MPa；3）具有高彈性，回彈率可達(dá)85以上，彈性伸長率可達(dá)1000；4）NR的不飽和度較高，化學(xué)性質(zhì)較活波，耐老化性能較差。環(huán)氧化天然橡膠（ENR）ENR由于在分子鏈上引入極性的鍵，當(dāng)引入的極性鍵的量達(dá)到一定的程度，NR分子鏈由非極性變?yōu)榱藰O性。 三元環(huán)的引入則使分子鏈變剛，隨著三元環(huán)的引入量的增加，使NR的分子鍵由柔性向剛性轉(zhuǎn)變，從而帶來一系列新的性質(zhì)。 控制一定的環(huán)氧化程度，既能保持天然橡膠原來的力學(xué)性能和加工性能，又能明顯改善耐油性、氣密性及白炭黑的增強(qiáng)作用，是目前較熱門的改性品種。 實(shí)驗(yàn)表明：1）ENR的主要物理性能與天然橡膠接近，優(yōu)于丁基橡膠。2）ENR的透氣性隨環(huán)氧化程度的

6、提高而下降，ENR50的透氣性接近丁基橡膠，而ENR75則低于丁基橡膠。3）耐油性則隨環(huán)氧化程度的增加而提高，ENR60的耐油性接近丁腈橡膠。溶液聚合丁苯橡膠溶聚丁苯橡膠（S-SBR）是使用烷基鋰催化體系在有機(jī)溶劑中進(jìn)行的陰離子共聚合反應(yīng)的產(chǎn)物。 與乳液聚合丁苯橡膠相比較，溶聚丁苯橡膠具有分子量分布窄、支化結(jié)構(gòu)少、順式含量高和非橡膠成分低等特點(diǎn)。 特點(diǎn)：1）滾動(dòng)阻力很小、抗?jié)窕院湍湍バ院茫m合制造子午線輪胎，有利于汽車節(jié)能降耗和安全性的要求。2）可根據(jù)用戶的需要進(jìn)行膠種的分子設(shè)計(jì)與性能調(diào)整。 控制苯乙烯單體單元含量、順式1,4結(jié)構(gòu)含量、反式1,4結(jié)構(gòu)含量和乙烯基的含量，以及通過加入偶聯(lián)劑，使

7、分子鏈末端引入錫化物或氨基等含氮化合物進(jìn)行偶聯(lián)改性。借此使輪胎獲得高抗?jié)窕?、低滾動(dòng)阻力和優(yōu)異的綜合使用性能。3）溶聚丁苯橡膠透明性好，可用于各種淺色或彩色橡膠制品。填料對橡膠性能的影響橡膠/無機(jī)物納米復(fù)合材料是當(dāng)前橡膠科學(xué)與技術(shù)的研究熱點(diǎn)Ø 納米材料是二十世紀(jì)后期崛起的一類具有劃時(shí)代意義的新材料。Ø 橡膠/無機(jī)物納米復(fù)合材料的主要特征是無機(jī)納米粒子至少有一維以納米尺寸（100nm）均勻分散在橡膠基體中。無機(jī)納米粒子的形態(tài)包括：顆粒狀、片層狀、線狀或管狀。Ø 橡膠/無機(jī)物納米復(fù)合材料不僅可對橡膠產(chǎn)生顯著的補(bǔ)強(qiáng)作用，還能改進(jìn)橡膠的阻隔性、耐熱性、耐老化性、阻燃性及其

8、他性能或功能。溶膠與凝膠Ø 溶膠（Sol）是由孤立的細(xì)小粒子或大分子組成，分散在溶液中的膠體體系。當(dāng)液相為水時(shí)稱為水溶膠（Hydrosol）; 當(dāng)為醇時(shí)稱為醇溶膠（alcosol）。Ø 凝膠（Gel）是一種由細(xì)小粒子聚集而成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的具有固態(tài)特征的膠態(tài)體系，凝膠中滲有連續(xù)的分散相介質(zhì)。 按分散相介質(zhì)不同可分為水凝膠（Hydrogel）、醇凝膠（alcogel）和氣凝膠（aerogel）。 溶膠-凝膠化學(xué)：烷氧基金屬化合物(前驅(qū)體)，在酸(堿)催化劑的存在下，經(jīng)過水解、縮合反應(yīng)(伴隨溶膠和凝膠的形成)，得到高度交聯(lián)的無機(jī)聚合產(chǎn)物，伴隨這一過程，若有機(jī)分子同時(shí)存在，并與無機(jī)

9、縮合，產(chǎn)物通過物理作用( 型)或化學(xué)鍵( 型)形成復(fù)合體系，就得到了所謂的有機(jī)-無機(jī)雜化材料。硅橡膠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 分子主鏈由硅原子和氧原子組成（SiOSi），其側(cè)鏈主要是烷基、苯基、乙烯基、氰基和含氟基等。 硅橡膠是一種直鏈狀的高分子量的聚有機(jī)硅氧烷，分子量一般上萬。 具有較高的聚合度，但溶解度大，彈性低，機(jī)械強(qiáng)度差，不能直接應(yīng)用。 常加入白炭黑，二氧化鈦?zhàn)鳛檠a(bǔ)強(qiáng)劑，用過氧化物如過氧化二苯甲酰作硫化劑，進(jìn)行混煉，成型、熱處理硫化，得到硅橡膠。 硅橡膠的性能特點(diǎn)： 1、耐高溫性： 由于分子主鏈由硅原子和氧原子構(gòu)成的，因此具有無機(jī)高分子的特征。 SiO鍵的鍵能(370kJ/mol)比CC 鍵 (2

10、40kJ/mol)大得多，具有很高的熱穩(wěn)定性，高溫下分子的化學(xué)鍵不斷裂、不分解。 硅油的使用溫度可以超過200，硅橡膠使用溫度也可以達(dá)250以上。 2、耐候性 有機(jī)硅產(chǎn)品的主鏈為SiO鍵，無雙鍵存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機(jī)硅產(chǎn)品在自然環(huán)境下使用一般都可達(dá)幾十年以上。 3、電氣絕緣性 有機(jī)硅有很好的疏水性，因此在濕態(tài)下使用具有高可靠的電氣絕緣性。 4、低表面張力和低表面能：超疏水涂料 5、良好的透氣性和生理惰性 在室溫下對空氣、氮、氧、二氧化碳等氣體的透氣率比NR高3050倍。 從生理性上看，聚硅氧烷類化合物是已知的最無活性的化合物中的一種，具有很好的耐生物老化，與動(dòng)物機(jī)體無排異反應(yīng)。高溫硫化硅橡膠 加成型和縮聚型 加成型液體硅橡膠(LSR)是硅橡膠中檔次