[橡胶小知识34(11)]功能橡胶

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功能橡胶

3 @9 K. j% t: S% ^6 X　　功能橡胶是弹性体中的新型材料,它们除具备橡胶特有的高弹性外,还兼具不同的特殊功能。这类特殊功能是通过合成、共混、接枝及复合等物理、化学方法获得的。这些特殊功能涉及很多方面,如力学方面的超高强度、超低硬度;与热学有关的热敏性;电学上的超导;光学上的光敏、光刻、光蓄;以及与生物学有关的仿生功能等。
8 B0 ^% r$ s) T/ V　　一、功能化的途径
, r# ]8 O. {; e! A8 i　　为获得特定功能,需通过如下的不同途径:
' X6 P- s; T8 J6 V　　(一) 通过化学合成和改性
- z' |* _! J& z$ K9 P　　1. 合成
　　用化学合成的方法来获取所需之功能。例如采用茂金属催化体系,可合成阻尼效果大大超过丁基橡胶的弹性聚烯烃。
+ {, O/ T3 }+ ]2 Z% t　　2. 化学改性
　　采取卤化、羧基化、环化等方法使原来的弹性体改性,得到易粘、易共混、耐油、耐热的弹性体。例如,高同间1 ,22聚丁二烯就是一种功能橡胶,其特殊之处是具有优异的透气、透湿性,是理想的食品保鲜材料。
　　3. 偶联改性
" C0 H- U8 N6 d7 n' V; B　　在橡胶中引入活化度高的基团,再在两端引入羟基,便能借助于大气中的水分进行固化,从而大大简化工艺。又如硅烷类偶联剂与带异氰酸端基的聚酯或聚醚反应,能生成建筑工程中大量应用的密封剂。
　　(二) 通过对结构和形态的控制
1 `' Y+ U8 K7 B% Y　　1. 控制硫化结构
　　有意识地控制交联结构和形态是实现橡胶功能化的另一主要途径。硫黄P促进剂体系普遍用于各类制品,其优点是产品有较高的力学性能,但缺点是易返原,耐热性较差。过氧化物交联则有良好的耐热、耐老化性,但物理性能较逊。如果把这两种硫化体系的优点复合在一起,则可起到“互补”作用。例如,由0. 48 份硫黄、1. 3 份DCP 和0. 5 份促进剂NS 组成的复合型硫化体系,由于某种原因加强了对硫化结构的控制,可制得各方面性能平衡的功能橡胶,满足高力学性能、高抗环境并重的要求。
　　2. 从硫化形态来控制
　　对橡胶的硫化形态进行控制,也是制备功能橡胶的途径之一。总的趋势是向动态硫化倾斜。具体地说,就是采用2 种或2 种以上热力学不相容的聚合物构成不均匀多相形态,来实现多功能。在互不相容的微观不均相的基础上,使多种功能(有时甚至是对立的功能) 并存于功能橡胶之中。
( `, z, Y& b' c# {4 D　　二、功能橡胶的应用领域
　　1. 超高物理性能
5 P: v9 P, D3 ]" e2 \$ k* o　　一般都采取橡塑共混法。例如,以氢化丁腈橡胶为基材,与ZMA (聚甲基丙烯酸锌) 共混。以ZMA 作为分散相而得到纳米级复合材料。在复合体中同时存在着HNBR 的自身交联、ZMA 聚集和HNBRPZMA 界面接枝反应,从而赋予材料以超高强度。
　　2. 超低硬度
% u3 u, l$ f* b. N% h0 b　　极低硬度也是某些制品所企求的特种功能。目前有一种制法是让EPDM和大量的油共混,硬度可降到0～18 度(邵氏A) ,并具有抗压缩变形、耐候、耐臭氧、耐热性。作为密封材料,其密封性好于丁基胶。
　　3. 自润滑性
　　减少橡胶表面摩擦的通用办法是在表面涂液态润滑剂,其不良后果是会带来污染。如改为添加固体润滑剂,问题便可解决。以丁腈橡胶为例,不加任何润滑剂的摩擦系数为2 ,添加固体润滑剂后摩擦系数降至0. 7 ,且噪音也大幅度减轻。
' w/ f4 a4 a2 m$ A2 d. e1 ~　　(二) 电磁屏蔽
　　一般采取表面涂覆处理,把电磁波干扰降至最低。所用的屏蔽材料多采用金属粉末,均匀混入胶料中。
% y/ G' W  `2 P. S# d　　(三) 压敏型
　　一般都是使导电橡胶兼具压敏性,用于压力传感器。
$ E9 n* L+ k0 f0 F, |! l' p　　(四) 光敏性
) N$ _# z, h& j- H% b　　以环化橡胶添加偶氮类化合物制成,多用于半导体元件、集成电路。
; R! Q4 Y% Z% r$ g' t$ m8 x　　(五) 形状记忆
; e* q4 v8 n8 L4 N  B　　这是橡胶特有的功能,它建立在弹性复原的基础上。目前广泛用于包装、电线、电缆接头和终端绝缘保护。