特種橡膠分類及特點(diǎn)

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　　合成橡膠是三大合成材料之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國(guó)防、交通及日常生活的各個(gè)方面，高性能和功能化合成橡膠是新時(shí)代發(fā)展所必需的關(guān)鍵先進(jìn)基礎(chǔ)材料，也是國(guó)家的重要戰(zhàn)略資源。

　　改革開(kāi)放以來(lái)，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，我國(guó)橡膠行業(yè)走過(guò)了一條國(guó)內(nèi)自主研發(fā)和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合的道路：從原始的天然橡膠到合成橡膠，再到今天的高性能特種橡膠。”智能+綠色“時(shí)代，科學(xué)家們相繼開(kāi)發(fā)出氫化丁腈橡膠、熱塑性硫化橡膠、高性能硅橡膠、氟醚橡膠等特種橡膠產(chǎn)品，并開(kāi)始應(yīng)用于航天航空、汽車交通、電力建設(shè)等領(lǐng)域，橡膠產(chǎn)業(yè)開(kāi)始向高端化、過(guò)程綠色化、智能化方向發(fā)展。

　　特種橡膠分類及特點(diǎn)

　　特種合成橡膠材料是指不同于通用橡膠材料而具有耐高低溫、耐老化、抗燒蝕、耐化學(xué)介質(zhì)等特殊性能的橡膠材料，主要是氫化丁腈橡膠(HNBR)、熱塑性硫化橡膠(TPV)、硅橡膠、氟橡膠、氟硅橡膠、丙烯酸酯橡膠等。特種橡膠材料因具有的特殊性能使其成為航空航天、國(guó)防軍工、電子信息、能源、環(huán)境、海洋等國(guó)家重大戰(zhàn)略和新興領(lǐng)域發(fā)展所必需的關(guān)鍵材料。下面為大家介紹幾種材料的性能及其應(yīng)用：

　　1、氫化丁腈橡膠(HNBR)

　　氫化丁腈橡膠是以改善丁腈橡膠(NBR)的耐熱和耐老化性能為目的，將丁腈橡膠鏈鍛上的丁二烯單元進(jìn)行選擇性加氫制得的一種高飽和度橡膠材料，其最主要的特點(diǎn)是能在150℃下長(zhǎng)期使用，并且在高溫下仍能保持較高的物理機(jī)械性能，能夠很好地滿足汽車、宇航、油田等領(lǐng)域?qū)Σ牧夏透邷啬突瘜W(xué)品的特殊要求，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，比如用作汽車油封、燃油系統(tǒng)部件、汽車傳動(dòng)帶、鉆井保持箱和泥漿用活塞、印刷和紡織用膠輥、航空航天用密封件、減震材料等。

　　2、熱塑性硫化橡膠(TPV)

　　熱塑性硫化橡膠簡(jiǎn)稱TPV，是一類特殊的熱塑性彈性體，它是通過(guò)熱塑性塑料和彈性體的非混溶共混物的“動(dòng)態(tài)硫化”生產(chǎn)的，即在與熱塑性塑料熔融混合期間彈性體相的選擇性交聯(lián)。在與熱塑性塑料熔融共混期間，在交聯(lián)劑(可能是過(guò)氧化物、二胺、硫促進(jìn)劑等)存在下同時(shí)硫化橡膠相，導(dǎo)致生成由分散的交聯(lián)橡膠組成的動(dòng)態(tài)硫化物連續(xù)熱塑性基質(zhì)相中的顆粒，動(dòng)態(tài)硫化導(dǎo)致橡膠粘度增加，從而促進(jìn)相轉(zhuǎn)化并在TPV中提供多相形態(tài)。TPV既具有類似于熱固性橡膠的使用性能，又具有熱塑性塑料的加工速度等特點(diǎn)，主要表現(xiàn)為高的性能/價(jià)格比、設(shè)計(jì)靈活、質(zhì)量輕、使用溫度范圍寬、易加工、產(chǎn)品質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定及可循環(huán)再生，在汽車部件、電力建設(shè)、密封件等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

　　3、硅橡膠

　　硅橡膠是由線性聚硅氧烷混入補(bǔ)強(qiáng)填料以及功能填料和助劑，在加熱、加壓條件下硫化后成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性體的一類特殊合成橡膠。具有優(yōu)異的耐高低溫、耐候、耐臭氧、抗電弧、電氣絕緣性、防潮、高透氣性以及生理惰性等。在現(xiàn)代工業(yè)、電子電氣、汽車、建筑、醫(yī)療、個(gè)人護(hù)理等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，成為航空航天、國(guó)防軍工、智能制造等領(lǐng)域不可或缺的先進(jìn)高性能材料。

　　4、氟橡膠

　　氟橡膠是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子的一種含氟橡膠材料，其特殊性能由氟原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定。氟橡膠可長(zhǎng)時(shí)間在250℃下使用，極限使用溫度可達(dá)300℃，而傳統(tǒng)三元乙丙橡膠、丁基橡膠的極限使用溫度只有150℃。氟橡膠除了耐高溫還具有優(yōu)異的耐油、耐化學(xué)介質(zhì)、耐酸堿性能，在所有橡膠彈性體材料中其綜合性能最好，主要用于火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)、船舶、汽車等運(yùn)載工具的耐油密封和耐油管路等特種用途領(lǐng)域，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防軍工不可或缺的關(guān)鍵材料。

　　5、丙烯酸酯橡膠(ACM)

　　丙烯酸酯橡膠(ACM)，是以丙烯酸酯為主單體經(jīng)共聚而得的彈性體，其主鏈為飽和碳鏈，側(cè)基為極性酯基。由于特殊結(jié)構(gòu)賦予其許多優(yōu)異的特點(diǎn)，如耐熱、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外線等，力學(xué)性能和加工性能優(yōu)于氟橡膠和硅橡膠，其耐熱、耐老化性和耐油性優(yōu)于丁腈橡膠。ACM被廣泛應(yīng)用于各種高溫、耐油環(huán)境中，成為近年來(lái)汽車工業(yè)著重開(kāi)發(fā)推廣的一種密封材料。

　　特種橡膠在汽車密封制品中應(yīng)用

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，一輛汽車需要使用十幾種橡膠制品，百余種橡膠配件，橡膠消耗量約占世界橡膠產(chǎn)量的70%。嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)和發(fā)展理念和發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，使得高性能、環(huán)保型特種橡膠的關(guān)注度與日俱增。汽車工業(yè)對(duì)于橡膠的要求較為苛刻，除具有性能優(yōu)異外，還要具有較好的耐高溫、耐油、耐磨等，特種橡膠在車用橡膠中有著主導(dǎo)性地位。

　　氟硅橡膠

　　氟硅橡膠是將氟烷基等引入到硅橡膠的側(cè)鏈上使其改性得到的。氟硅橡膠熱老化性能優(yōu)異，這主要是因?yàn)槠渲麈湠轱柡偷墓柩蹑I，其鍵能遠(yuǎn)大于C-C鍵能。但是其耐熱性因三氟丙基的加入而有所降低，三氟丙基在高溫時(shí)易被氧化，產(chǎn)生含氟的有害氣體，氟硅橡膠的使用溫度一般不超過(guò)288 ℃。氟硅橡膠具有優(yōu)異的耐油、耐化學(xué)腐蝕特性，可以在-6 8～230 ℃的油質(zhì)環(huán)境中保持良好的密封和襯墊性能。氟硅橡膠在極冷極熱的惡劣環(huán)境中具有較大的優(yōu)勢(shì)，其在汽車中的應(yīng)用主要為：燃油系統(tǒng)密封件、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和變速系統(tǒng)的O型圈、加熱冷卻系統(tǒng)、渦輪增壓膠管等方面應(yīng)用廣泛。

　　氟橡膠

　　氟橡膠是通過(guò)在碳鏈的主鏈或側(cè)鏈上引入氟原子合成而來(lái)，目前超過(guò)60%的氟橡膠被用于汽車制造，其耐油、抗氧化、耐腐蝕性強(qiáng)。20世紀(jì)50年代，我國(guó)研發(fā)出聚烯烴類氟橡膠，隨后陸續(xù)研發(fā)出全氟醚橡膠等。氟橡膠在高溫和復(fù)雜化學(xué)環(huán)境中性能優(yōu)異，在汽車中，氟橡膠主要被用于在高溫等環(huán)境中避免密封件不被腐蝕，被用于曲軸前后油封、發(fā)動(dòng)機(jī)閥桿密封、氣缸套及離合器的密封、變速器和各類軟管中。隨著國(guó)內(nèi)燃油結(jié)構(gòu)的調(diào)整， 氟橡膠品種也在不斷增多，由Dowty公司研發(fā)的Fluorobon97110 氟橡膠，含氟量遠(yuǎn)超一般橡膠的極限， 在較寬的溫度范圍內(nèi)(-15～200 ℃)對(duì)于燃料具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。而加入雙酚交聯(lián)后，氟橡膠即表現(xiàn)出良好的耐堿性，提高其與機(jī)油等長(zhǎng)時(shí)間接觸后的機(jī)械性能，降低斷裂點(diǎn)延長(zhǎng)率，大大提升了密封件的性能。

　　氫化丁腈橡膠

　　氫化丁腈橡膠(HNBR)是丁腈橡膠加氫后形成的飽和的彈性體，高的飽和度使其具有良好的耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐油特性，此外HNBR還具有很好的機(jī)械強(qiáng)度。近年來(lái)，乙醇汽油等混合燃料的大規(guī)模發(fā)展，對(duì)于車用橡膠而言，面臨諸多挑戰(zhàn)，而HNBR對(duì)于混合燃料具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，在諸多的添加劑中穩(wěn)定性強(qiáng)。HNBR的耐氧化特性，使之更適用于汽車的燃油系統(tǒng)密封件、汽車廂密封橡膠、各種密封圈及耐油膠管中，尤其應(yīng)用于高檔汽車密封配件中。HNBR生產(chǎn)企業(yè)主要有德國(guó)朗盛公司、日本Zone等，國(guó)內(nèi)的蘭化公司和吉化公司在HNBR的研究上也取得重要成果。

　　丙烯酸橡膠

　　丙烯酸橡膠是由丙烯酸酯共聚制取的，其具有優(yōu)良的耐油耐熱特性。丙烯酸橡膠的飽和型主鏈結(jié)構(gòu)賦予它耐臭氧侵蝕性，而所含酯基則使它具有突出的耐烴類油溶脹性。丙烯酸橡膠的在耐油特性上傳統(tǒng)的丁腈橡膠相當(dāng)，使用溫度遠(yuǎn)高于丁腈橡膠，在175～200℃之間，耐寒性和耐水性則相對(duì)較差。在高溫和油性介質(zhì)中使用優(yōu)勢(shì)突出，尤其是暴露于高溫環(huán)境中最為合適。丙烯酸橡膠一般用作汽車油封，主要是潤(rùn)滑油系統(tǒng)的油封、減震、油接觸的電絕緣部件，此外在耐臭氧和耐天候老化的橡膠零部件中也有所應(yīng)用。

　　結(jié)語(yǔ)

　　隨著電子汽車技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，特種橡膠在汽車中得到廣泛的應(yīng)用，但還存在不少的問(wèn)題值得關(guān)注：特種橡膠產(chǎn)品自身的性能有待提高從而更好的服務(wù)于汽車行業(yè);另外，綠色環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)對(duì)橡膠產(chǎn)業(yè)提出更高要求，生產(chǎn)高性能綠色環(huán)保型橡膠將是未來(lái)車用橡膠的必然趨勢(shì)。特種橡膠今后的發(fā)展應(yīng)集中于合成技術(shù)、品種研發(fā)，以縮短與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的差距，促進(jìn)性能的改善，以此帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品的整體性能提升，減低污染排放，提高安全穩(wěn)定性能，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。