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塑料与橡胶的区别
7 R) S Q i. |; K. r: P. v简单的说: 1 P/ T2 X, I0 R
塑料与橡胶最本质的区别在于塑料发生形变时塑性变形,而橡胶是弹性变形。换句话说,塑料变形后不容易恢复原状态,而橡胶相对来说就容易得多。塑料的弹性是很小的,通常小于100%,而橡胶可以达到1000%甚至更多。塑料在成型上绝大多数成型过程完毕产品过程也就完毕;而橡胶成型过程完毕后还得需要硫化过程。
* ]# M/ r; e2 M& F( L塑料与橡胶同属于高分子材料,主要由碳和氢两种原子组成,另有一些含有少量氧,氮,氯,硅,氟,硫等原子,其性能特殊,用途也特别.在常温下,塑料是固态,很硬,不能拉伸变形.而橡胶硬度不高,有弹性,可拉伸变长,停止拉伸又可回复原状.这是由于它们的分子结构不同造成的.另一不同点是塑料可以多次回收重复使用,而橡胶则不能直接回收使用,只能经过加工制成再生胶,然后才可用.塑料在100多度至200度时的形态与橡胶在60至100度时的形态相似.塑料不包括橡胶.
6 j E$ i* A8 O* p复杂的说: 2 v" W& K0 m1 }" C1 ~- t
广义地说,橡胶其实是塑料的一种,塑料包括橡胶。现详细介绍之 ! a& H; n- w4 Y6 @) E' i
一、生胶的形成: * C0 m5 \( g! a
生胶可分别为天然橡胶及合成橡胶两大类:
+ X; Z) F* Q6 g' X" n1 L1.天然橡胶: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。
: I! z* Z# Z' ]6 m& h* X8 B$ n$ X2.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、NBR、EPDM、BR、IIR、CR、Q、FKM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。 8 M: C. X0 I/ n: Q0 X
天然橡胶来自热带和亚热带的橡胶树。由于橡胶在工业、农业、国防领域中有重要作用,因此它是重要的战略物资,这促使缺乏橡胶资源的国家率先研究开发合成橡胶。 0 g/ l6 S, w6 r# s E
二、橡胶的化学成分 + }3 ~! P2 a0 C
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。
J! v% k9 {; J$ s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。
/ H6 Q) x7 i. |( O5 R2 t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。 # R- N* i [( i
5 T, R4 d+ Z+ u2 q6 Q2 d! A7 @4 [三、橡胶原料的配制: ' v4 P2 E% l1 H1 ~2 q
橡胶原料的配制可分三个基本过程:
/ P, [8 r4 d: d* Q1.塑炼:塑练是将生胶剪断,并将生胶可塑化、均匀化,帮助配合剂的混练作业。其效果是改善药品的分散,防止作业中产生摩擦热,而致橡胶发生焦烧现象,进而改变橡胶的加工性。 / a* n& N6 m- c7 e- ]# ]* o
2.混炼:混练是将配合药物均匀混入塑炼完成的生胶中,而混炼的优劣,直接影响制品的良否。药物分散不均,分子结构无法完全交联,橡胶则无法达到理想的物性。 $ _6 V$ b& R/ x% K' }% k* Y
3.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,以利于模具内之成型作业。
# D+ ~" W2 x; M0 C四、橡胶的成型:
# W8 o" D6 D6 c. v: }$ F7 e1 |生胶分子结构为不饱和长键的弹性体,所以成型的要件中,需有适当的药品添加物及外在环境因素(如时间、温度、压力等) ,将其不饱和键破坏,再重新结合为饱和键,并以真空辅助,将内含的空气完全逼出。如此,才可令成型的橡胶,发挥其应有的特性。若其成型过程有任何缺失(如配方错误、时间不足、温度失当等),则可造成物性流失,多余药物释出,变形,老化加速,种种严重不良现象产生。 ! V& }% t8 [; k; w) y( ~
五、橡胶的老化现象: 0 Q5 z. `& \2 _/ l* G
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: - {0 A3 n4 k( w
1.外部因素:外部因素有氧、氧化物、臭氧、热、光、放射线、机械性疲劳、加工过程的缺失等。 x9 \" F/ y. ~$ o7 G% T
2.内部因素:内部因素有橡胶的种类、成型方式、键结程度、配合药物的种类、加工工程中的因子等。
% ?* [/ k; q4 s* g+ Y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。 J/ e# w2 r/ K/ r# q
六、橡胶制品的基本特性: # o9 U% Q. Z" `+ _
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。 ' W N- Z4 ?+ u( V6 z- e$ ^
2.橡胶属热溶热固性之弹性体,塑料则属于热溶冷固性。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,若无,则可能产生制品品质的差异。 5 x% _5 f# W/ T |1 j3 K2 `
七、橡胶贴合用双面胶区分:
; d( `2 W. r* p& U! z7 A' D& c一般工业用双面胶,可分压克力胶系及橡胶胶系两大类。而此两大类,又都可分有基材及无基材两种型态(有基材:于胶中加上一层棉质,加强双面胶本身胶量及强度、无基材:纯胶质,确保双面胶之透明度)。因橡胶胶系的主体为CR,用于橡胶制品,极易与橡胶之硫化系统,产生反应而变黄。所以较淡颜色的橡胶制品,均采用压克力胶系中的有基材双面胶(同种类的双面胶,无论有基材或无基材,均以其本身胶质厚度做区分。
6 L8 ~ ^8 z1 H+ t E* e8 e- s* X- A参考资料:中国工程橡胶网 9 {) T2 |( u9 B1 Q3 p) ^! C
塑料的成分包括以下部分:
5 O$ l- c& Z4 |4 h( H塑料有单成分、多成分之分。单成分塑料仅含有塑料中必不可少的合成树脂。如有机玻璃就是一种单成分的聚甲基丙烯酸甲酯的塑料制成的,而大多数的塑料除有合成树脂外,还有填充料、硬化剂、着色剂以及其他添加剂,这就是多成分塑料。 - Q V" d' _1 U4 U! g
1、合成树脂 4 n' k- n6 ^+ N5 h7 d$ c
在塑料中几乎都采用合成树脂。树脂是塑料中最主要的成分,起着胶粘剂的作用,能将塑料的其他成分胶结成一个整体。虽然加入各类添加剂可以改变塑料的性质,但树脂是决定塑料类型、性能及使用的根本因素。
) `" ?% n+ P+ b; [0 ?( I在塑料装饰材料中常用的树脂种类有: u% O. D2 L5 ]- {
聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、酚醛(PF)、脲醛(UF)、环氧(EP)、聚酯(PR)、聚氨酯(PU)、聚甲基丙烯酸甲酯(PUMA)、有机硅(SI)等。
+ f' ~# ^# k: v9 ^. G* f+ D按照受热时所发生的变化不同,合成树脂又可分为热塑性树脂和热固性树脂两种。
$ H" i+ Y- k& q/ L+ @% Y9 i a(1)热塑性树脂:是具有受热软化、冷却硬化的性能,而且不起化学反应,无论加热和冷却重复进行多少次,均能保持这种性能。凡具有热塑性树脂其分子结构都属线型。它包括含全部聚合树脂和部分缩合树脂。热塑性树脂有:聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、橡胶等。热塑性树脂的优点是加工成型简便,具有较高的机械能。缺点是耐热性和刚性较差。
% ~, K+ q" E; ~' Y# a8 ?* ?(2)热固性树脂:树脂加热后产生化学变化,逐渐硬化成型,再受热也不软化,也不能溶解。热固性树脂其分子结构为体型,它包括大部分的缩合树脂,热固性树脂的优点是耐热性高,受压不易变形。其缺点是机械性能较差。热固性树脂有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯以及硅醚树脂等。 % @2 Z! |$ }, E& M
2、填充料
: v' w! ?& ]4 Y) L7 B. q1 v* |填充料可以改善和增强塑料的性能。例如:加入纤维可以提高塑料的机械强度;加入石棉可以增强塑料的耐热性能;加入云母可以增强塑料的电绝缘性能;加入石墨、二硫化钼可以改善塑料的耐磨擦、耐磨损性能。加填充料还可以降低塑料成本。 $ Q, w* j. e" G: T* ]. ^3 h
3、增塑剂 8 w% z# H, A/ \. f$ V9 \2 W* y
塑料中掺加增塑剂可以改善塑料的可塑性和柔软性,减少脆性。常用的增塑剂有:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯、樟脑、二苯甲酮等。 ) O8 J+ {, o8 o( N" {
4、硬化剂
# a3 j9 X' Y6 j硬化剂也称固化剂或熟化剂。它的主要作用是使聚合物的线型分子结构交联成体型分子结构,从而使树脂具有热固性。酚醛树脂中常用硬化剂为乌洛托品(六亚甲基四胺)。环氧树脂常用的硬化剂有胺类、酸酐类。
2 R6 ^0 X9 m; R9 Z1 M+ c( H5、着色剂
( D9 F7 y3 N4 i- I: j2 I在塑料中加入着色剂,可使塑料具有鲜艳的色彩和光泽。着色剂常采用各种颜料和染料,有时也采用能产生荧光或磷光的颜料。
( B3 u, R% r8 L( i9 n" E* Q% k6、稳定剂 2 S( s9 Y; o/ T4 q1 @, d
许多塑料在成型加工和制品使用中,由于受热、光或氧的作用,过早地发生降解、氧化断链、交联等现象,而使材料性能变坏。为了稳定塑料制品质量,延长使用寿命,通常在其组分中加入稳定剂。常用的稳定剂有硬酯酸盐、铅白、环氧化物等。 - k; Q9 l* @3 ?7 g$ U1 ^& J% ^; t
7、其他添加剂 ; y- |% ]3 d! z% b3 _. z
塑料加工时,为了脱模和使制品光洁,常需润滑剂,常用的润滑剂有脂肪酸及其盐类。为了使塑料制品如塑料地坂、塑料地毡抗静电,则加入抗静电剂,以提高表面导电度,使带电塑料迅速放电。 ! D. E" _2 b$ F( X8 ?4 \
为了使塑料制品具有更好的性能,以适应各种使用要求,还有:抗氧剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、发泡剂、发光剂、香脂等。 % q* W; A2 x9 r! h) c7 M
2,关于塑料的分类 : 6 U2 n7 [2 C1 `3 \! z
塑料的分类体系比较复杂,各种分类方法也有所交叉,按常规分类主要有以下三种:一是按使用特性分类;二是按理化特性分类;三是按加工方法分类。 0 E% v- S4 ?5 b* m8 L& L" ^0 k
1、按使用特性分类
2 b2 R% c4 o3 r/ D根据名种塑料不同的使用特性,通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。
' i6 a- Q& @2 r8 h2、按理化特性分类
& I. C L$ z: ?" [根据各种塑料不同的理化特性,可以把塑料分为热固性塑料和热塑料性塑料两种类型。 " H3 T9 k+ u* n* |! k
3、按加工方法分类
, X' R+ _6 h3 m" O7 k- T1 c根据各种塑料不同的成型方法,可以分为膜压、层压、注射、挤出、吹塑、浇铸塑料和反应注射塑料等多种类型。, \' ^7 W& l9 R$ q% c7 l* G- \( I0 `
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