通用高分子材料之橡胶精品文稿.ppt

通用高分子材料之橡胶第1页，本讲稿共15页一、橡胶的定义一、橡胶的定义二、橡胶的发展史二、橡胶的发展史三、橡胶的分类三、橡胶的分类四、橡胶的特点四、橡胶的特点目录目录第2页，本讲稿共15页 橡胶(Rubber)是一种高弹性的高分子化合物。它具有其它材料所没有的高弹性，因而也称做弹性体。橡胶的主要特征是分子量大，一般都在数十万，甚至达到上百万左右；其次是橡胶具有多分散性，也即橡胶的分子是大小不等的，有一个分布范围，这是决定橡胶成为工程材料的内在原因。有关橡胶最早的文字记载是1525年西班牙人安吉拉著的新世界（Newworld）。后来，1901年托德西拉斯在著作中称海地岛居民玩的奇特的球是由树胶（Gum）制成的，至今还是法语和日语对橡胶的称呼，南美印地安人的方言土语则把橡胶称作“Caoutchouc”，原意为“树的眼泪”一、橡胶的定义第3页，本讲稿共15页哥伦布在发现新大陆的航行中发现，南美洲土著人玩的一种球是用硬化了的植物汁液做成的。哥伦布和后来的探险家们无不对这种有弹性的球惊讶不已。一些样品被视为珍品带回欧洲。后来人们发现这种弹性球能够擦掉铅笔的痕迹，因此给它起了一个普通的名字“擦子(Rubber)”。这仍是现在这种物质的英文名字。这种物质就是橡胶。1839年，美国人古德伊尔(CharlesGoodyear)成功地将天然橡胶进行了硫化后，橡胶才成为有使用价值的材料。通过与硫磺一起加热进行硫化，实现了橡胶分子链的交联，使橡胶具备了良好的弹性二、橡胶的发展史第4页，本讲稿共15页第5页，本讲稿共15页1845年，英国工程师RW汤姆森在车轮周围套上一个合适的充气橡胶管，并获得了这项设备的专利，到了1890年，轮胎被正式用在自行车上，到了1895年，被用在各种老式汽车上。用天然橡胶的结构单元-异戊二烯来制造合成橡胶。早在1880年，化学家们就发现，异戊二烯放置过久就会变软发动，经酸化处理后则会变 成类似橡胶的物质。德皇威廉二世曾让人用这种物质制成皇家汽车的轮胎。在第一次世界大战期间，迫于橡胶匾乏，德国人采用了二甲基丁二烯聚合而成甲基橡胶，这种橡胶可以 大量生产，而且价格低廉。大约在1930年，德国和苏联用丁二烯作为单体，金属钠作为催化剂，合成了一种叫做丁钠橡胶。与苯乙烯共聚得到丁苯橡胶(Buna-S)，它的性质与天然橡胶极其相似。第6页，本讲稿共15页 大约在1930年，德国和苏联用丁二烯作为单体，金属钠作为催化剂，合成了一种叫做丁钠橡胶。与苯乙烯共聚得到丁苯橡胶(Buna-S)，它的性质与天然橡胶极其相似。美国在战后大力研究合成橡胶。首先合成了氯丁橡胶，氯原子使氯丁橡胶具有天然橡胶所不具备的一些抗腐蚀性能。1955年美国人利用齐格勒在聚合乙烯时使用的催化剂(也称齐格勒纳塔催化剂)聚合异戊二烯。首次用人工方法合成了结构与天然橡胶基本一样的合成天然橡胶。不久用乙烯、丙烯这两种最简单的单体制造的乙丙橡胶也获成功。此外还出现了各种具有特殊性能的橡胶。现在合成橡胶的总产量已经大大超过了天然橡胶。第7页，本讲稿共15页1）按材料来源可分为天然橡胶天然橡胶(NaturalRubber)和合成橡胶合成橡胶(SyntheticRubber)两大类。2）按其性能和用途可分为通用橡胶通用橡胶(Universal Rubber)和特种橡胶种橡胶(Specialty Rubber Eastomer)两大类。3)热塑性橡胶：SBS热塑性橡胶 三、橡胶的分类第8页，本讲稿共15页 凡是性能与天然橡胶相同或接近，物理性能和加工性能较好，能广泛用于轮胎和其它一般橡胶制品的橡胶称为通用橡胶。通用橡胶有：天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）、顺丁橡胶（聚丁二烯橡胶，BR）、异戊橡胶（聚异戊二烯橡胶，IR）通用橡胶通用橡胶(Universal Rubber)(Universal Rubber)第9页，本讲稿共15页第10页，本讲稿共15页 凡是具有特殊性能，专供耐热、耐寒、耐化学腐蚀、耐油、耐溶剂、耐辐射等特殊性能橡胶制品使用的称为特种橡胶。特种橡胶有：丁腈橡胶（NBR）、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚硫橡胶、聚丙烯酸酯橡胶（UR）、氯醚橡胶、氯化聚乙烯橡胶（CPE）、氯磺化聚乙烯（CSM）、丁吡橡胶等。实际上，通用橡胶和特种橡胶之间并无严格的界限，如乙丙橡胶兼具上述两方面的特点。通用橡胶与特种橡胶之间的有：氯丁橡胶（CR）、乙丙橡胶（EPDM）、丁基橡胶（IIR）特种橡胶特种橡胶(SpecialtyRubberEastomer)第11页，本讲稿共15页第12页，本讲稿共15页（1）高弹性）高弹性 橡胶的弹性模量小，一般在19.8MPa。伸长变形大，伸长率可高达1000%，仍表现有可恢复的特性，并能在很宽的温度（-50150）范围内保持有弹性。（2 2）粘弹性）粘弹性 橡胶是粘弹性体。由于大分子间作用力的存在，使橡胶受外力作用。产生形变时受时间、温度等条件的影响，表现有明显的应力松驰和蠕变现象。（3 3）缓冲减震作用）缓冲减震作用 橡胶对声音及振动和传播有缓和作用，可利用这一特点来防除噪音和振动。（4 4）电绝缘性）电绝缘性 橡胶和塑料一样是电绝缘材料，天然橡胶和丁基橡胶和体积电阻率可达到1015cm以上。四、橡胶特点四、橡胶特点 第13页，本讲稿共15页（5 5）温度依赖性）温度依赖性 高分子材料一般都受温度影响。橡胶在低温时处于玻璃态变硬变脆，在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至燃烧。（6 6）具有老化现象）具有老化现象 如同金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因环境条件的变化而发生老化，使性能变坏，使寿命缩短。（7 7）必须硫化）必须硫化 橡胶必须加入硫黄或其它能使橡胶硫化（或称交联）的物质，使橡胶大分子交联成空间网状结构，才能得到具有使用价值的橡胶制品，但是，热塑性橡胶可不必硫化。除此之外，橡胶密度低，属于轻质材料，硬度低，柔软性好；透气性较差，可做气密性材料；还是较好的防水性材料等等。使得橡胶材料和橡胶制品的应用范围特别广泛，制品不定多达数万种。第14页，本讲稿共15页谢谢谢谢老师指导！老师指导！第15页，本讲稿共15页