橡胶的基本结构与性能

一、橡胶的可燃性

 

大多数橡胶具有程度不一样的可燃性。而分子中富含卤素的橡胶如氯丁橡胶、氟橡胶等，则具必定的的抗燃性。因而，富含氯原子的氯丁胶和氯磺化聚乙烯在移开外部火焰后，既便焚烧也是艰难的，而氟橡胶则完全是自行救活的。在胶猜中配入阻燃剂（例如磷酸盐或含卤素物质）可进步其阻燃性。

 

二、橡胶的气体透过性(气密性)

 

橡胶的气透率是气体在橡胶中的溶解度与涣散度的乘积。气体的溶解度随橡胶的溶解度参数添加而下降，气体在橡胶中的涣散速度取决于橡胶分子中侧链基团的多少。气体在各种橡胶中的透过速度有很大的不一样，在橡胶中气透性较低的是聚醚橡胶和丁基橡胶，丁基橡胶气透性只要天然胶的1/20。而硅橡胶的气透性最大。橡胶的气透性随温度的升高而敏捷上升，关于运用炭黑作填料的制品来说，其种类和填充量对气透功能影响不大。但软化剂的用量巨细对硫化胶的气透功能影响很大，对气透功能需求较高的橡胶制品，软化剂的用量尽可能削减为好。

 

三、橡胶的电功能

 

通用橡胶是优良的电绝缘体，天然橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶和丁苯橡胶都有极好的介电功能，所以在绝缘电缆等方面得到广泛应用。丁腈橡胶和氯丁橡胶，因其分子中存在极性原子或原子基团，其介电功能则较差。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，会使它有满足的导电性来涣散静电荷，或许乃至成为导电体。

 

四、橡胶的热功能

 

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2.2～6.28瓦/米2·0K。是优良的隔热材料，若是将橡胶做成微孔或海绵状况，其隔热效果会进一步进步，使导热系数下降至0.4～2.0瓦。任何橡胶制件在运用中，都可能会因滞后丢失发生热量，因而应注意散热。

 

②热膨胀 因为橡胶分子链间有较大的自在体积，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的20倍。这在橡胶制品的硫化模型描绘中有必要加以思考，因为橡胶制品的线性尺度会比模型小1.2～3.5％。关于同一种橡胶，胶料的硬度和生胶含量对胶料的缩短率也有较大的影响，缩短率与硬度成反比，与含胶率成正比。各种橡胶在理论上的缩短率的巨细次序为：

 

氟橡胶>硅橡胶>丁基橡胶>丁腈橡胶>氯丁橡胶>丁苯橡胶>天然橡胶

 

橡胶制品在低温运用时应特别注意体积缩短的影响，例如油封会因缩短而发生走漏，橡胶与金属粘合的制品会因缩短发生过度的应力而致使早期损坏。

 

五、橡胶的变形与温度、变形速度和时刻的联系

 

橡胶分子的变形运动不行能在瞬时完结，因为分子间的吸引力有必要由原子的振荡能来战胜，若是温度下降时，这些振荡变得较不生动，不能使分子间吸引力敏捷损坏，因而变形缓慢。在很低温度下，振荡能不足以战胜吸引力，橡胶则会成为坚固的固体。

 

若是温度必定而变形的速度增大，也可发生与下降温度一样的效果。在变形速度极高的情况下，橡胶分子没有时刻进行重排，则会表现为坚固的固体。

 

橡胶材料在应力效果下分子链会缓慢的被损坏，发生“蠕变”，即变形逐步增大。当变形力除掉后，这种蠕变便构成小的不行逆变形、称为“永世变形”。

 

六、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，其首要组分是因为系统变得有序而导致的熵变。跟着分子被逐渐拉直，使得分子链上支链的阻隔效果不见，分子间吸引力变得明显起来，然后有助于反抗进一步的变形，所以橡胶在被充沛拉伸时会出现较的高抗张强度.

 

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份额地增大。

 

橡胶的应力对温度的这种依靠称为焦耳效应，它能够阐明金属弹性和橡胶弹性间的底子不一样。在金属中，每个原子都被原子间力坚持在严厉的晶格中，使金属变形所做的功是用来改动原子间的间隔，导致内能的改变。因而其弹性称为“能弹性”。其弹性变形的规模比橡胶中首要因为系统中熵的改变而发生的“熵弹性”的改变规模要小得多。

 

在通常的运用规模内,橡胶的应力-应变曲线对错线性的,因而橡胶的弹性行动不能简略地以杨氏模量来断定。

 

七、橡胶的分子特征---构成橡胶弹性体的特色：

 

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）下对错晶态，分子彼此间易于相对运动；

 

③其分子之间有一些部位能够经过化学交联或由物理缠结相连接，构成三维网状分子结构，以约束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因为热振荡而处于不断运动中，使整个分子出现极不规矩的无规线团形状，分子两结尾间隔大巨细于伸直的长度。一块未拉伸的橡胶象是一团弯曲的线状分子的缠结物。橡胶在不受外力效果时，未变形状况熵值最大。当橡胶受拉伸时，其分子在拉伸方向上以不一样程度摆放成行。为坚持此定向摆放需对其作功，因而橡胶是抵抗受蔓延的。当外力除掉时，橡胶将缩短回到熵值最大的状况。故橡胶的弹性首要是源于系统中熵的改变的“熵弹性”。