橡膠的成型特性和使用性能概述

【橡膠技術(shù)網(wǎng) - 加工工藝】

     橡膠的成型特性和使用性能，主要取決于橡膠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

    (1)橡膠的分子結(jié)構(gòu)橡膠也屬于高分子化合物，相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)到幾十萬(wàn)。高分子化合物分子大小并不固定，通常所說(shuō)的相對(duì)分子質(zhì)量是指其平均相對(duì)分子質(zhì)量。相對(duì)分子質(zhì)量的大小對(duì)橡膠強(qiáng)度的影響很大，一般只有分子大到一定程度才顯示一定的強(qiáng)度，聚合物的耐老化性隨聚合度（衡量聚合物分子大小的指標(biāo)）的增加而下降。但橡膠在塑煉過(guò)程將使橡膠分子斷裂，相對(duì)分子質(zhì)量變小，這樣可以增加可塑度，改善加工條件。

    從橡膠分子鏈的幾何彤狀看，可分為線型、支鏈型和交聯(lián)型（也稱體型）三類。不同的幾何形狀，具有完全不同的物理性能。橡膠具有很強(qiáng)的柔性，這是因?yàn)橄鹉z分子的C-C鏈中的碳原子可以圍繞化學(xué)鍵旋轉(zhuǎn)。

    (2)橡膠的聚集態(tài)性質(zhì)橡膠分子聚集在一起的狀態(tài)稱為聚集態(tài)。聚集態(tài)可分為固體、液體和氣體三種狀態(tài)。橡膠具有液體的性質(zhì)，因?yàn)橄鹉z的分子鏈段能夠像低分子液體那樣比較自由地運(yùn)動(dòng)。橡膠又具有固體的性質(zhì)，因?yàn)閺恼麄�(gè)大分子鏈來(lái)看，其分子鏈不能相對(duì)位移，能保持一定的形狀和較大的強(qiáng)度。橡膠還具有氣體的性質(zhì)，如彈性模量隨溫度的升高而增大，拉伸時(shí)生熱，好像氣體壓縮時(shí)，由于能量轉(zhuǎn)換生熱一樣。

    (3)橡膠的黏彈性橡膠具有很好的彈性，除此之外，還具有明顯的黏性液體的某些特性，主要表現(xiàn)在橡膠受力后，與黏性液體一樣其形變隨時(shí)間線性地發(fā)展。因此，橡膠被認(rèn)為是一種黏彈性物質(zhì)，從而產(chǎn)生了蠕變、應(yīng)力松弛、內(nèi)耗等一系列黏彈現(xiàn)象。

    (4)橡膠的流變性橡膠雖然具有高彈性，但其成型加工時(shí)，如塑煉、混煉、壓出或壓延，都需要在流動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行形變，因此成型工藝必然涉及橡膠的流動(dòng)性。黏度是表征液體流動(dòng)性的重要參數(shù)，橡膠的黏度與塑料的黏度不同，塑料通過(guò)提高溫度可以大大降低熔體的黏度，而橡膠黏度受溫度的影響很小，主要取決于相對(duì)分子質(zhì)量的大小。降低相對(duì)分子質(zhì)量可以減小黏度和彈性，將有利于橡膠的成型加工。

    (5)橡膠的硫化在加熱條件下，膠料中的生膠與硫化荊發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，橡膠的大分子由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)過(guò)程稱為硫化，硫化后的橡膠稱為熟膠。經(jīng)過(guò)硫化使得膠料的物理、力學(xué)性能及其他性能得到明顯的改善。

    硫化過(guò)程中橡膠性能的變化是由于分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的結(jié)果。未硫化的生膠是線型結(jié)構(gòu)大分子，其分子鏈具有運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，而表現(xiàn)出可塑性大、伸長(zhǎng)率較高，并具有可溶性。經(jīng)硫化后的橡膠大分子，在分子鏈之間生成橫鏈成為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而在分子間除次價(jià)鍵力外，在分子彼此結(jié)合處還有主價(jià)鍵力作用，所以熟膠比生膠的抗張強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率小而彈性大。在橡膠制品生產(chǎn)中，硫化是最后一道加工工序。

    隨著牛產(chǎn)的發(fā)展，硫化的概念也有新的進(jìn)展，硫化劑和高溫不再是硫化的必要條件，有些特殊的膠料可在較低的溫度下，甚至在室溫下硫化，也可以在膠料中不加硫化劑，而采用物理的方法（如用γ射線）進(jìn)行交聯(lián)。