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概 论" g8 c+ o1 B/ _+ j
一、生胶的形成
* }/ ^+ i% g2 [6 O F' S生胶可分别为天然橡胶及合成橡胶两大类:
; U" l9 Z) O9 V6 h1.天然橡胶(NR):由橡胶树干切割口,收集所流出的胶浆,经过去杂质、凝固、烟熏、干燥等加工程序,而形成的生胶料。
! `. Z( O( J; ]4 D2.合成橡胶:由石化工业所产生的副产品,依不同需求,合成不同物性的生胶料。常用的如:SBR(丁苯橡胶)、NBR(丁晴橡胶)、EPM\EPDM(乙丙橡胶)、BR(顺丁橡胶)、IR(异戊橡胶)、IIR(丁基橡胶)、CR(氯丁橡胶)、HNBR(氢化丁晴橡胶)、Q(硅橡胶)、FPM(氟橡胶)等。但因合成方式的差异,同类胶料可分出数种不同的生胶,又经由配方的设定,任何类型胶料,均可变化成千百种符合制品需求的生胶料。
! i6 ?% W7 w1 d( i- D+ H( H二、橡胶的化学成分 6 Q/ r3 S H5 K
通过对天然橡胶的化学成分进行剖析,发现它的基本组成是异戊二烯。于是启发人们用异戊二烯作为单体进行聚合反应,得到了合成橡胶,称为异戊橡胶。异戊橡胶的结构与性能基本上与天然橡胶相同。由于当时异戊二烯只能从松节油中获得,原料来源受到限制,而丁二烯则来源丰富,因此以丁二烯为基础开发了一系列合成橡胶。如顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶等。随着石油化学工业的发展,从油田气、炼厂气经过高温裂解和分离提纯,可以得到乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、丁烷、戊烯、异戊烯等各种气体,它们是制造合成橡胶的好原料。世界橡胶产量中,天然橡胶仅占15%左右,其余都是合成橡胶。合成橡胶品种很多,性能各异,在许多场合可以代替、甚至超过天然橡胶。合成橡胶可分为通用橡胶和特种橡胶。通用橡胶用量较大,例如丁苯橡胶占合成橡胶产量的60%;其次是顺丁橡胶,占15%;此外还有异戊橡胶、氯丁橡胶、丁钠橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶等,它们都属通用橡胶。
& E6 n' S- L2 T三、橡胶的加工
* V. L* L1 O5 L1 v1 ^/ @) ^各种橡胶制品加工的基本过程包括塑炼、混炼、压出或挤出、成型和硫化等基本工序。其中每个过程针对制品有不同要求,分别配合以若干辅助操作(见图)。
0 k: B% _9 c1 S% X1 z6 x6 H1.塑炼: 塑炼是将生胶剪断,并将生胶可塑化、均匀化。其效果是改变橡胶的加工性,以满足混炼和成型进一步加工的需要。
( o' w! k. S( Q8 K; `2.混炼: 混炼是将配合剂均匀混入塑炼完成的生胶中。混炼的优劣,直接影响制品的良否,配合剂分散不均,分子结构无法完全交联,橡胶则无法达到理想的物性。
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. h7 j- I! d( w3.压出: 混炼完成的生胶,经过压出作业,将胶料中含有的多余空气压出,并完成所需的厚度,制成一定形状的坯料。
- I% Z3 f: K! N6 @0 p: @4.成型: 压出得到的胚料与经过压延挂胶或涂胶的纺织材料(或金属材料)组合在一起成型为半成品。8 _, s7 Y; y. _ {, E! w+ ?" X
5.硫化: 通过硫化作用将具有塑性的半成品制成高弹性的最终制品。, V4 K: k/ C$ p8 `* b
在整个加工过程中,混炼和硫化的作用机理最为复杂,对橡胶产品质量影响也较大。
4 w$ D3 b+ N* y, D+ z五、橡胶的老化现象: 0 E8 |' T% v- a w4 H) L/ f# \3 w
依橡胶成品所处的环境条件,随时间的经过,引起龟裂或硬化,橡胶物性退化等现象,称之为老化现象。引起老化的原因,有外部因素及内部因素: 9 O$ O* }( U1 ~5 a5 h! E
1.外部因素: 氧、氧化物、臭氧、热、光、放射线、机械性疲劳、加工过程的缺失等。 8 a) t: B% P* F+ `$ R
2.内部因素: 橡胶的种类、成型方式、键结程度、配合药物的种类、加工工程的因子等。
( R3 B1 u8 z1 k3 X5 U/ j$ ^老化现象的防止,着重于正确的胶种选择及配方设计,外加严谨的生产理念。如此才可增加橡胶制成品的寿命,并发挥应有的特殊功能。 - K6 O- b$ y/ @; f+ f
六、橡胶制品的基本特性
9 Q" U0 W2 v+ }: {1.橡胶制品成型时,经过大压力压制,其因弹性体所俱备之内聚力无法消除,在成型离模时,往往产生极不稳定的收缩(橡胶的收缩率,因胶种不同而有差异) ,必需经过一段时间后,才能和缓稳定。所以,当一橡胶制品设计之初,不论配方或模具,都需谨慎计算配合;若否,则容易产生制品尺寸不稳定,造成制品品质低落。 ; t" R U4 A/ l* ~- ?! Q4 s$ U
2.橡胶属热溶热固性弹性体,塑料则属于热溶冷固性弹性体。橡胶因硫化物种类主体不同,其成型固化的温度范围,亦有相当的差距,甚至可因气候改变,室内温湿度所影响。因此橡胶制成品的生产条件,需随时做适度的调整。0 E% {3 ~1 M% ^) ?
. `. x1 V5 a/ n v车 用 橡 胶
8 W u/ N( E' P* S. u" p一、低动倍率、高阻尼性能- w! M+ B& i" _6 h
理想的橡胶减振制品应具有以下功能:
S1 K, e( |& m; T3 C+ O(1)支撑功能:为支撑要求重量的物体,必须确保足够的静态弹簧常数Ks;* o* Y" ^2 J& w, w0 t
(2)减振功能:相对要求的频率,应具有足够低的动态弹簧常数Kd;
5 G* r$ U, h; c1 R6 a& a* x(3)防振功能:为了控制共振时的传导率增幅,所以应具有足够的高阻尼性。0 e+ \4 a0 [1 _, v& U
在所要求频率下的动态弹簧常数Kd和静态弹簧常数Ks的比值,称之为动态比例因子。这一比值愈小,减振性能愈好,但通常是 Kd/Ks>1。为了减小动态比例因子,从橡胶配合方面或材料方面也可加以探讨。在提高防振功能上,采用高阻尼材料是有效的。对通常的硫化胶来讲,随着Ks的增加,Kd不可避免地会出现增大的倾向。因此,从Kd和Ks两者兼备的观点对橡胶的配合加以探讨是十分必要的。
1 ^4 M& u9 H- v8 z9 }' f* o二、消音器支架% u( U* K3 l: C E% c
支架具有支撑排气管系统的功能,但在减小车内噪音方面也起着重要的作用。作为消音器支架来讲,大致有悬挂和与配件粘合的两种类型。由于是在高温环境下使用的,所以多数用的是EPDM类橡胶材料。 |
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