橡胶方面知识培训-幻灯片

橡胶材料特性•高弹性（含双键）•机械强度高，具有减震、吸震性能•较高的可挠性、耐磨性•不透水、不透气•某些合成橡胶具有耐油、耐化学品腐蚀性•耐热、耐寒、耐燃、耐老化、耐辐射常用橡胶的品种、性能和用途品种化学组成性能特点主要用途天然橡胶（NR）以橡胶烃(聚异戊二烯)为主，另含少量蛋白质、糖类和无机盐弹性大、定伸强力高、抗撕裂性和点绝缘性优良，耐磨性和耐寒性好，但耐氧和耐臭氧性差，易老化，耐油、耐热性、耐溶剂性差轮胎、胶管氯丁橡胶（CR）氯丁二烯作单体、乳液聚合而成的聚合体优良的抗氧、抗臭氧性，耐油、耐溶剂以及耐老化性、气密性好等优点，缺点：耐寒性差，电绝缘性差，成本相对较高用于制作要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套；耐油、耐化学服侍的胶管各种密封圈丁腈橡胶（NBR）丁二烯和苯乙烯的共聚体耐汽油及脂肪烃油类的性能好。耐热性、气密性耐磨性均较好，耐寒性、耐臭氧性差耐油制品，如耐油的胶管、密封圈等乙丙橡胶乙烯和丙稀的共聚体，一般分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶（EPDM）耐化学稳定性很好，耐臭氧、耐老化性能优异。缺点：粘着性差，硫化缓慢化工设备衬里、电线电缆包皮、密封条等氟橡胶（FPM）由含氟单体工具而得的有机弹性体耐油性最好，机械性能、耐臭氧、耐大气老化性均较好，但弹性和透气性较低，加工性差且价格昂贵用于国防工业制作飞机火箭上的耐真空、耐高温、耐化学腐蚀的密封材料聚氨酯橡胶（UR）聚酯与二异氰酸酯类化合物聚合而成耐磨性最好，弹性好，耐油性优良。缺点耐温性差，耐水、耐酸碱性差轮胎及耐油零件、垫圈及耐磨要求高的件氯化氯乙烯橡胶（CM或CPF）乙烯、氯乙烯与二氯乙烯的三元聚合体流动性好，易加工；优良的耐大气老化性、耐臭氧性。缺点：弹性差、压缩变形较大，电绝缘性差胶管、胶带常用橡胶的优缺点各橡胶性能比较橡胶类材料的主要性能指标•密度•标准：GB/T533－91、DIN53479和ISO2781－1988•密度对于橡胶来说不是一个很重要的指标参数•GB标准：测试原理就是阿基米德定理，试样的密度＝试样在空气中的质量／（试样在空气中的质量－试样在水中的质量）*蒸馏水的密度•测试方法A：无孔隙的硫化橡胶试样的测试方法•测试方法B：适用于有孔隙的硫化橡胶•不测定橡胶的相对密度橡胶类材料的主要性能指标•邵氏A硬度•标准：GB/T531－92、DIN53505和ISO7619－1986•上述三个标准基本通用•试样尺寸要求（GB标准）1、厚度不小于6mm，上下面平行，如果厚度达不到要求时，可用同样胶片重叠起来测定，但不得超过三层。2、试样上的每一个点只准测量一次，测量点间距离不小于6mm，与试验边缘的距离均不小于12mm。（DIN标准）3、试样要求直径为30mm的圆片4、在试样的三个不同位置测量厚度，测量部位之间的距离≥5mm，且离开试样的距离应≥13mm•实验仪器：硬度计橡胶类材料的主要性能指标•拉伸强度／断裂伸长率•试样规格及试验规范：（GB标准）1、有四种样块尺寸，以总长分：115、75、35、50（mm），1、2、4型厚度2.0±0.2mm，3型厚度1.0±0.1mm2、试样的初始标距分别为：25.0±0.5mm、20.0±0.5mm、10.0±0.5mm、10.0±0.5mm3、厚度的测量，样条中心、标线附近两点的三者的平均值4、拉伸速度：1、2型500±50mm/min；3、4型200±20mm/min5、例外有一种不常用的环形样块实验仪器：万能拉伸机•说明：虽然试样的种类对于试验结果有影响，但是并不是完全没有可比性，就1型和2型试样而言，测试结果基本一致20257512.524R12.5R8.0常见的拉伸样条－500mm/min橡胶类材料的主要性能指标•热空气老化•标准：GB3512－83、DIN53508和ISO188•试验规范：（GB标准）1、温度：50、70、100、120、150、200、300℃2、时间：24、48、72、96、144h或更长时间3、温度稳定后，把样试呈自由状态悬挂在老化试验，每两个试样之间的距离不小于5mm，试样与箱壁之间的距离不小于70mm4、试样放入恒温的老化向后，即开始计算老化时间5、取出的试样在温度23±2℃下停放4至96h（DIN标准）和GB标准要求一致•热空气老化试验的目的是为了检测橡胶在人工老化后的硬度、拉伸轻度、断裂伸长率等物理性能的变化来判断其橡胶的耐老化性能。•实验仪器：老化试验箱•说明：老化试验非常重要，但是老化温度和老化时间的确定比较困难。橡胶类材料的主要性能指标•压缩永久变形•标准：GB7759－91、DIN53517和ISO/R815•试样尺寸及试验规范（GB标准）1、硬度在50以下，压缩40%，硬度在50～75之间30%，硬度在75以上，压缩20%；对应于限位器的高度分别为6±0.02mm、7±0.02mm、8±0.02mm2、试样为圆柱体，压缩直径为10±0.2mm，高为10±0.2mm3、到达规定时间，从恒温箱中取出夹具或容器，在室温下冷却2h，然后打开容器、夹具，取出试样，在自由状态中停放1h4、时间可选：24、48、72、96、120、144、168h；温度可选：70、85、100、125、150、175、200、225、250℃•说明：压缩永久变形对运动件是一项很重要的指标，比如橡胶吊环、橡胶衬套等，而且压缩比、试验温度、试验时间都是比较重要的参数橡胶类材料的主要性能指标脆性温度-一定条件下，试样受冲击产生破坏时的最高温度标准：GB/T1682－94、DIN53520和ISO•试样尺寸及试验规范：（GB标准）1、样块的尺寸为25±0.5mm×6.0±0.5mm×2.0±0.3mm，且样块的表面应光滑，无外来杂质及损伤2、试样冷却时间为3.0min3、冲击器应在半秒钟内冲击样块4、将样块按冲击方向弯曲成180度，仔细观察有无裂纹5、定点试验比找点试验简单很多•试验设备：本设备由工作台、升降夹持器、冲击装置、低温测温计、盛装冷冻介质（工艺酒精＋干冰或液氮）的低温瓶、搅拌器等部分组成•说明：没有找到DIN和ISO标准。橡胶的脆性温度和耐低温性能有很强的联系，但是并没有完整的一致性橡胶类材料的主要性能指标•耐臭氧•标准：GB7762－87、DIN53509-1和ISO1431/1－1980•试样尺寸及试验规范：（GB标准）1、试样尺寸有两种：矩形试样70~100mm×10±0.5mm×2.0±0.2mm（有效长度应大于40mm）；哑铃形试样一般采用1型和2型2、臭氧浓度的选择：25、50、100、200、500、1000pphm以上（允许有10%的偏差）；温度以40±2℃为最佳，也可以选择其他试验温度，但是不能超过60℃；臭氧的流速平均不少于8mm/s，最宜在12～16之间3、伸长率一般采用20%，也可以采用其他的伸长率4、试样在拉伸之后在标准温度的无臭氧的暗室中静置24～48小时，试样在通入臭氧前恒温处理15min•试样设备：臭氧老化仪。•说明：臭氧老化试验的目的是研究橡胶在臭氧作用下的老化规律，快速鉴定硫化橡胶的耐臭氧老化性能，评价抗臭氧老化剂的防护作用，或为提高橡胶制品的使用寿命提供依据橡胶类材料的主要性能指标•撕裂强度•标准：GB/T529－91、DIN53507和ISO34－1979•试样尺寸及试验规范：（GB标准）1、样块有三种：直角形试样（割口或不割口）、裤形试样、新月形试样，不同类型的试样测定的试验结果无可比性2、裤行试样割口在试样宽度中心线上，深度为40±5mm；直角形试样，割口深度为1.0±0.2mm；新月形试样，割口深度为1.0±0.2mm3、试样的厚度为2.0±0.2mm的模压样品上裁取4、裤形试样的拉伸速度为100±10mm/min，直角形和新月形试样的拉伸速度为500±50mm/min•设备：万能拉伸机•说明：没有找到DIN和ISO标准橡胶类材料的主要性能指标•耐磨性（旋转辊筒式耐磨机）•GB9867－88、DIN53516和ISO4649－1985•试样尺寸及试验规范：（GB标准）1、试样为圆柱体，其直径为16±0.2mm，高为6～10mm2、磨损指数和相对磨损体积都有一个标准胶，其配方有专门的要求3、将称量好的试样放入夹持器中，并使试样从夹持器中伸出的长度为2±0.1mm，用10±0.2N的垂直作用力把试样紧压在辊筒上4、当磨损行程达40m时自动停机，试验结束，如果在40m行程中试样磨损量大于400mg，可以分为两端时间进行（DIN标准）1、试样为圆柱体，直径：15.8~16mm，厚度：≥6mm2、其他的规定和国标一样•实验仪器：辊筒式磨损机•说明：本试验是评价弹性抗磨损的测试方法，对于运动件其项指标尤为重要橡胶类材料的主要性能指标•耐液体试验•标准：GB/T1690－92和ISO1817－1985•试验规范（GB标准）1、试验液体的选择：1、2、3号标准油，定点的商品油，其他配制成的混合试样液体2、浸泡温度和浸泡时间有很多的选择，而且可以浸泡一个或几个周期3、体积、质量变化的测定，样块尺寸为25.0±0.1mm×25.0±0.1mm×2.0±0.2mm4、尺寸变化的测定，样块尺寸：长50.0±0.5mm，宽为25.0±0.5mm，厚为2.0±0.2mm5、表面积变化的测定，样块尺寸：边长为8mm，厚为2.0±0.2mm的平行四边形6、试样浸泡后物理性能的测定，样块尺寸按前面的硬度、拉伸试验的样块相同•说明：没有找到DIN标准，但是应该没有什么区别。耐液体试验对于底盘和发动机部分的橡胶材料要求较高，对于车身附件一般没有太严的要求橡胶类材料的主要性能指标•耐油漆性、耐腐蚀性等其他要求•首先说明，找不到相关的标准，只是在一些供应商的自检报告上有此项检测内容，简单地做一下介绍•耐油漆性能，具体试验不是很清楚，指标为无电晕现象，这主要是对于车身附件类橡胶材料而言，尤其是门框密封条•耐腐蚀性，在铜电极作用下试样不变黑或不腐蚀，允许轻微变色•污染性，国标为GB/T12426，主要是准对橡胶密封条而言的，试验条件63℃×100h荷重4.41N，指标是无橡胶在汽车上的应用概况•汽车轮胎•密封制品：密封条、油封和O形圈、密封圈、皮碗、防尘罩、衬垫•胶管•胶带•减震块电器用橡胶•EPDM:风窗洗涤器总成、后除霜正极线束、后除霜负极线束、电平正极线、电平负极线束总成、前舱线束总成、左右前门线束总成、左右后门线束总成、后背门线束总成、室内顶灯线束总成、发动机线束总成、后盖线束、安全气囊线束•NR:雨刮器刮片、堵件•PVC:各线束总成，进风口外壳保护EPDM简介•三元乙丙橡胶，简称EPDM，是乙烯与丙稀的共聚物，乙丙共聚物中不含双键，需加入第三单体引入双键，提高了乙丙橡胶的硫化速度。由于引入的双键是在侧链上，所以基本性质与二元乙丙橡胶并无差异，其分子结构如图所示：为什么电器件大部分选用EPDM(1)耐老化性能通用橡胶中:,其耐老化性是最好的。a耐臭氧性最好:在含臭氧浓度较高的环境中不会产生裂口b耐候性好:能长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用而不会发生龟裂。c耐热性能：可以在120℃的环境中长期使用，最高使用温度为150℃。当温度高于耐热性能：可以在120℃的环境中长期使用，最高使用温度为150℃时乙丙橡胶开始缓慢分解，但加入防老化剂可以改善乙丙橡胶的高温使用性能，提高使用温度和高温下使用寿命。为什么电器件大部分选用EPDM（2）电绝缘性：其具有良好的电绝缘性，特别适于制造电器绝缘制品。（3）低密度和高填充特性其密度是所有橡胶中最低的，即同体积的乙丙橡胶制的重量较其它橡胶重量轻，且可以大量填充油和填充剂，降低了成本，且对物理机械性能影响不大（4）低温性能和冲击弹性其弹性仅次于NR。低温下可保持较好的弹性和较小的压缩变形。缺点：自粘性与互粘性差，在制造多层结构的复杂制品时，会造成制品脱层。耐油性：耐油性较差。EPDM常规检测项目耐老化性（70℃×72h）橡胶代号邵氏硬度拉伸强度断裂伸长率拉伸强度变化率≤断裂伸长变化率≤邵氏硬度≤压缩永久变形率（70℃×24h）≤3