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发表于 2008-3-14 09:03:27
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来自: 中国北京
简单的说: + t V# t$ A( Z" F
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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。 ' L _# Z+ N- k# H5 T' D2 m- ?9 H
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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.
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复杂的说:
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: \- f3 G3 S" B3 D& r4 _+ }1 Z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
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一、生胶的形成: , Y6 a0 U& N9 b7 p: {. r, U4 r
/ T: f8 r; D- f+ K' L0 e5 T生胶可分别为天然橡胶及合成橡胶两大类: # p! Z! E. V. D, l$ R/ G+ C% l+ O8 V
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1.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。
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6 p% }, R& `4 {" H2.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。
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+ F/ v* Q7 K. ?! H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。 5 H% H9 p( _# h5 f! j
" E5 [0 l: l5 M2 b6 W- Z! W3 I二、橡胶的化学成分 . z1 p4 k: C; r1 C5 s% a2 f
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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。
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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。 ; Y, I% e' O! D& B" l; N. W3 K
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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。
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3 K: V. I( k8 X/ N$ ^4 Q$ o8 Q三、橡胶原料的配制:
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橡胶原料的配制可分三个基本过程: 2 D- j/ @( r& O, m5 q0 m, R( n
$ R1 Q$ }0 w) [# ^ P1.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。
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3 f/ L7 h" M. Y- `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。
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5 a) w0 q% d* B1 Q5 h6 y. q3.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。
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! s3 Y! p( j7 z3 U4 Q四、橡胶的成型:
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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。 / ~4 D: I) k# w9 i( U9 f
# Q3 j" P1 e( l6 ?0 R五、橡胶的老化现象: ; @. l* L: j" Z0 \3 G
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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: ' W& l- L0 C+ t1 U% @+ f. c
. ]4 \" S# }- w$ f8 _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。 c. V' C5 h$ a+ D4 ^3 S5 H
) K) K$ d/ d! k' u& E2.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。
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5 J0 U- p$ [, d S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。 : Y" A3 j! t' K5 U! y7 u5 t9 D0 q `4 z
. i- w0 F K, \3 A0 j5 i六、橡胶制品的基本特性: " H# M! J# a& F2 \0 M* }$ W. I4 G1 T
; B8 }* |% j$ m, o" g1.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。
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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。 ; V6 f/ q' R: G! B0 a
* s! M. f2 @1 K: r5 W七、橡胶贴合用双面胶区分: : C1 ]5 ?7 [1 t0 _
% {* U/ k3 T/ y* n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。
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, t" V8 e. p. l' }, B, G' _参考资料:中国工程橡胶网 6 Z% O# V; U5 [" V. H3 n0 [1 x
' K! P/ \" C, S9 H5 Y塑料的成分包括以下部分: r. j5 `' e: w* j4 I H2 C" _
& r# G' x2 @4 j* F0 w7 b M" {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。 ( V+ O5 y& V9 L/ H* T
7 B9 f# p5 q, X0 e1、合成树脂
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+ ^( k6 O( ]9 Z5 Y) _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。 - l) c2 d. n/ z
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在塑料装饰材料中常用的树脂种类有: ( f9 \# Y# w p& @6 B) T
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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。
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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。 : [& j4 X( w2 l8 J( L5 B, n
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(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。 3 }2 w1 j; g% U5 S% p5 W
# V3 [4 R I2 Z$ e* |(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。 3 g) v" @5 l2 D9 ^! {
7 M. G+ _" U5 H2、填充料
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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。 " S' p; A6 E: J! E+ e8 L% i" l
2 i* _% ^7 t7 Z7 Q9 w3、增塑剂
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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。 & Z2 c5 w2 ?% F
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4、硬化剂 1 d0 q- a* M) P9 z
( b' Q: w+ m" a5 ^% a/ ?- ^5 y$ G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。 , L6 f) i5 c8 {9 |+ ?. _! t; O& S
& x! Z& `6 a+ m. ~5、着色剂
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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。
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9 X& |7 S: O4 w7 `! |2 V8 J1 a6、稳定剂
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. S/ O' [0 f* j3 y8 N+ c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。 " u) l' T# e% U7 R
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7、其他添加剂 ; y8 M* x4 l F
: c x9 @9 z' B% u9 j) B3 n8 }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。 / r7 v. A3 _' \! g( _+ ~2 b/ W ~4 L
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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。
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6 _2 q9 c5 ]5 @: U+ z$ H' X2,关于塑料的分类 : ( y! j( b# W& ~4 L2 k
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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。 + l7 R- Y! T' s- P
( r' \/ e+ j2 p$ I1、按使用特性分类 1 P; S( _0 P5 k' a2 t# x$ @
5 u( j8 D( ?- l* t1 _- p( Y- [: |; K( i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。
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7 {) P5 v) M% m2、按理化特性分类
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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。
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! A2 Q% |' _0 t3、按加工方法分类
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9 {8 n. s8 r, x3 l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。 |
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