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橡胶的成型特性和使用性能概述

橡胶的成型特性和使用性能,主要取决于橡胶的内部结构。
(1)橡胶的分子结构橡胶也属于高分子化合物,相对分子质量可达来几十万。高分子化合物分子大小并不固定,通常所说的相对分子质量是指其平均相对分子质量。相对分子质量的大小对橡胶强度的影响很大,一般只有分子大来一定程度才显示一定的强度,聚合物的耐老化性随聚合度(衡量聚合物分子大小的指标)的增加而下降。但橡胶在塑炼过程将使橡胶分子断裂,相对分子质量变小,这样可以增加可塑度,改善加工条件。
从橡胶分子链的几何彤状看,可分为线型、支链型和交联型(也称体型)三类。不同的几何形状,具有完全不同的物理性能。橡胶具有很强的柔性,这是因为橡胶分子的C-C链中的碳原子可以环绕化学键旋转。
(2)橡胶的集合态性质橡胶分子集合在一起的状态称为集合态。集合态可分为固体、液体和气体三种状态。橡胶具有液体的性质,因为橡胶的分子链段能够像低分子液体那样比较自由地运动。橡胶又具有固体的性质,因为从整个大分子链来看,其分子链不能相对位移,能保持一定的形状和较大的强度。橡胶还具有气体的性质,如弹性模量随温度的升高而增大,拉伸时生热,好像气体压缩时,由于能量转换生热一样。
(3)橡胶的黏弹性橡胶具有很好的弹性,除此之外,还具有明显的黏性液体的某些特性,主要表现在橡胶受力后,与黏性液体一样其形变随时间线性地发展。因此,橡胶被认为是一种黏弹性物质,从而产生了蠕变、应力放松、内耗等一系列黏弹现象。
(4)橡胶的流变性橡胶虽然具有高弹性,但其成型加工时,如塑炼、混炼、压出或压延,都需要在流动状态下进行形变,因此成型工艺必然涉及橡胶的流动性。黏度是表征液体流动性的复要参数,橡胶的黏度与塑料的黏度不同,塑料通过提高温度可以大大降低熔体的黏度,而橡胶黏度受温度的影响很小,主要取决于相对分子质量的大小。降低相对分子质量可以减小黏度和弹性,将有利于橡胶的成型加工。
(5)橡胶的硫化在加热条件下,胶料中的生胶与硫化荆发生化学反应,橡胶的大分子由线型结构转变为立体网状结构的交联过程称为硫化,硫化后的橡胶称为熟胶。经过硫化使得胶料的物理、力学性能及其他性能得来明显的改善。
硫化过程中橡胶性能的变化是由于分子结构发生变化的结果。未硫化的生胶是线型结构大分子,其分子链具有运动的独立性,而表现出可塑性大、伸长率较高,并具有可溶性。经硫化后的橡胶大分子,在分子链之间生成横链成为空间网状结构,因而在分子间除次价键力外,在分子彼此结合处还有主价键力作用,所以熟胶比生胶的抗张强度高、伸长率小而弹性大。在橡胶制品生产中,硫化是最后一道加工工序。
随着牛产的发展,硫化的概念也有新的进展,硫化剂和高温不再是硫化的必要条件,有些特别的胶料可在较低的温度下,甚至在室温下硫化,也可以在胶料中不加硫化剂,而摘用物理的方法(如用γ射线)进行交联。
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