1、橡膠的分子量及分子量分布。

橡膠是一種高彈性的高分子化合物(分子量一般在10萬以上），因而具有其它材料所沒有的高彈性.因而也稱為彈性體。

橡膠的許多性質(zhì)隨分子量的增加而變化。

(1)含有大量低分子量組分的橡膠，具有較低的軟化點(diǎn),在軟化狀態(tài)時(shí)有較高的塑性。

(2）高分子量組分占多數(shù)的橡膠,則具有較高的強(qiáng)度、韌性和彈性,軟化點(diǎn)也較高，但塑性較小。

（3)分子量較高而分布又很窄的橡膠,雖然強(qiáng)度等性能較高,但煉膠、成型等工藝加工困難,且加工能耗大。

２、橡膠的特點(diǎn)。

(1)高彈性:橡膠的彈性模量小，一般在1～9.８MPａ。伸長(zhǎng)變形大，伸長(zhǎng)率可高達(dá)1000％,仍表現(xiàn)有可恢復(fù)的特性,并能在很寬的溫度（－５0~150℃)范圍內(nèi)保持有彈性。

（2)粘彈性：橡膠是粘彈性體。由于大分子間作用力的存在，使橡膠受外力作用。產(chǎn)生形變時(shí)受時(shí)間、溫度等條件的影響,表現(xiàn)有明顯的應(yīng)力松馳和蠕變現(xiàn)象。

(３)緩沖減震作用:橡膠對(duì)聲音及振動(dòng)和傳播有緩和作用,可利用這一特點(diǎn)來防除噪音和振動(dòng)。

（4)電絕緣性:橡膠和塑料一樣是電絕緣材料,天然橡膠和丁基橡膠和體積電阻率可達(dá)到1０¹⁵Ωｃｍ以上。 

(５）溫度依賴性：高分子材料一般都受溫度影響。橡膠在低溫時(shí)處于玻璃態(tài)變硬變脆,在高溫時(shí)則發(fā)生軟化、熔融、熱氧化、熱分解以至燃燒。

（6)具有老化現(xiàn)象：如同金屬腐蝕、木材腐朽、巖石風(fēng)化一樣,橡膠也會(huì)因環(huán)境條件的變化而發(fā)生老化,使性能變壞,使壽命縮短。

（7)硫化:橡膠加入硫黃或其它能使橡膠硫化（或稱交聯(lián)）的物質(zhì)，使橡膠大分子交聯(lián)成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),才能得到具有使用價(jià)值的橡膠制品。

３、橡膠的分類。

(1)天然橡膠（NＲ)：成分以橡膠烴（聚異戊二烯）為主，含少量蛋白質(zhì)、水分、樹脂酸、糖類和無機(jī)鹽等。優(yōu)點(diǎn)是彈性大，定伸強(qiáng)度高，抗撕裂性和電絕緣性優(yōu)良，耐磨性和耐旱性良好,加工性佳,易于其它材料粘合,在綜合性能方面優(yōu)于多數(shù)合成橡膠。缺點(diǎn)是耐氧和耐臭氧性差，容易老化變質(zhì)；耐油和耐溶劑性不好,抵抗酸堿的腐蝕能力低；耐熱性不高。使用溫度范圍:約-6０℃　~＋80℃ 。用途：制作輪胎、膠鞋、膠管、膠帶、電線電纜的絕緣層和護(hù)套以及其他通用制品。特別適用于制造扭振消除器、發(fā)動(dòng)機(jī)減震器、機(jī)器支座、橡膠－金屬懸掛元件、膜片、模壓制品。

（2)丁苯橡膠（ＳBR)：成分丁二烯和苯乙烯的共聚體。性能接近天然橡膠,是目前產(chǎn)量的通用合成橡膠，其優(yōu)點(diǎn)是耐磨性、耐老化和耐熱性超過天然橡膠,質(zhì)地也較天然橡膠均勻。缺點(diǎn)是:彈性較低，抗屈撓、抗撕裂性能較差；加工性能差,特別是自粘性差、生膠強(qiáng)度低。使用溫度范圍：約-５０℃ ~+１００℃ 。用途主要用以代替天然橡膠制作輪胎、膠板、膠管、膠鞋及其他通用制品。

(3）順丁橡膠(BR）:成分是由丁二烯聚合而成的順式結(jié)構(gòu)橡膠。優(yōu)點(diǎn)是：彈性與耐磨性優(yōu)良，耐老化性好,耐低溫性優(yōu)異,在動(dòng)態(tài)負(fù)荷下發(fā)熱量小，易于金屬粘合。缺點(diǎn)是強(qiáng)度較低，抗撕裂性差,加工性能與自粘性差。使用溫度范圍：約-60℃　~＋100℃ 。用途一般多和天然橡膠或丁苯橡膠并用，主要制作輪胎胎面、運(yùn)輸帶和特殊耐寒制品。

（4）異戊橡膠(ＩR)：成分是由異戊二烯單體聚合而成的一種順式結(jié)構(gòu)橡膠?；瘜W(xué)組成、立體結(jié)構(gòu)與天然橡膠相似,性能也非常接近天然橡膠,故有合成天然橡膠之稱。它具有天然橡膠的大部分優(yōu)點(diǎn),耐老化優(yōu)于天然橡膠，彈性和比天然橡膠稍低,加工性能差，成本較高。使用溫度范圍：約－5０℃ ～+10０℃ 用途可代替天然橡膠制作輪胎、膠鞋、膠管、膠帶以及其他通用制品。

（5）氯丁橡膠(CR):成分是由氯丁二烯做單體乳液聚合而成的聚合體。這種橡膠分子中含有氯原子，優(yōu)點(diǎn)是與其他通用橡膠相比:它具有優(yōu)良的抗氧、抗臭氧性,不易燃,著火后能自熄，耐油、耐溶劑、耐酸堿以及耐老化、氣密性好等優(yōu)點(diǎn);其物理機(jī)械性能也比天然橡膠好，故可用作通用橡膠,也可用作特種橡膠。主要缺點(diǎn)是耐寒性較差，比重較大、相對(duì)成本高，電絕緣性不好，加工時(shí)易粘滾、易焦燒及易粘模。此外，生膠穩(wěn)定性差，不易保存。使用溫度范圍:約－45℃ ~+100℃ 。用途主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的電纜護(hù)套及各種防護(hù)套、保護(hù)罩;耐油、耐化學(xué)腐蝕的膠管、膠帶和化工襯里；耐燃的地下采礦用橡膠制品,以及各種模壓制品、密封圈、墊、粘結(jié)劑等。

（6)乙丙橡膠（EPＭ\EPＤM）：成分乙烯和丙烯的共聚體,一般分為二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠。優(yōu)點(diǎn)是抗臭氧、耐紫外線、耐天候性和耐老化性優(yōu)異，居通用橡膠之首。電絕緣性、耐化學(xué)性、沖擊彈性很好,耐酸堿,比重小，可進(jìn)行高填充配合。耐熱可達(dá)150℃ ，耐極性溶劑-酮、酯等,但不耐脂肪烴和芳香烴，其他物理機(jī)械性能略次于天然橡膠而優(yōu)于丁苯橡膠。缺點(diǎn)是自粘性和互粘性很差，不易粘合。使用溫度范圍:約-50℃ ~＋15０℃ 。用途主要用作化工設(shè)備襯里、電線電纜包皮、蒸汽膠管、耐熱運(yùn)輸帶、汽車用橡膠制品及其他工業(yè)制品。

（7）丁基橡膠（IIR）:成分是異丁烯和少量異戊二烯或丁二烯的共聚體。優(yōu)點(diǎn)是氣密性好,耐臭氧、耐老化性能好,耐熱性較高，長(zhǎng)期工作溫度可在130℃　下；能耐無機(jī)強(qiáng)酸（如硫酸、硝酸等）和一般有機(jī)溶劑，吸振和阻尼特性良好，電絕緣性也非常好。缺點(diǎn)是彈性差,加工性能差，硫化速度慢，粘著性和耐油性差。使用溫度范圍:約－４0℃　~+１２0℃ 。用途主要用作內(nèi)胎、水胎、氣球、電線電纜絕緣層、化工設(shè)備襯里及防震制品、耐熱運(yùn)輸帶、耐熱老化的膠布制品。

(8)丁晴橡膠(NBR）：成分是丁二烯和丙烯晴的共聚體。優(yōu)點(diǎn)是耐汽油和脂肪烴油類的性能特別好,僅次于聚硫橡膠、丙烯酸酯和氟橡膠,而優(yōu)于其他通用橡膠。耐熱性好,氣密性、耐磨及耐水性等均較好,粘結(jié)力強(qiáng)。缺點(diǎn)是耐寒及耐臭氧性較差，及彈性較低,耐酸性差，電絕緣性不好，耐極性溶劑性能也較差。使用溫度范圍：約－30℃ ~+100℃　。用途主要用于制造各種耐油制品,如膠管、密封制品等。

（9)氫化丁晴橡膠（HＮBＲ）:成分丁二烯和丙烯晴的共聚體。它是通過全部或部分氫化NBR的丁二烯中的雙鍵而得到的。其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性高,用過氧化物交聯(lián)時(shí)耐熱性比NBR好,其他性能與丁晴橡膠一樣。缺點(diǎn)是價(jià)格較高。使用溫度范圍：約-30℃　～＋150℃ 。用途主要用于耐油、耐高溫的密封制品。

(1０）硅橡膠(Q):成分為主鏈含有硅、氧原子的特種橡膠,其中起主要作用的是硅元素。其主要優(yōu)點(diǎn)是既耐高溫(高3０0℃　)又耐低溫（低-100℃ ）,是目前扥艾寒、耐高溫橡膠;同時(shí)電絕緣性優(yōu)良,對(duì)熱氧化和臭氧的穩(wěn)定性很高，化學(xué)惰性大。缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度較低，耐油、耐溶劑和耐酸堿性差，較難硫化，價(jià)格較貴。使用溫度：－６0℃ ~+20０℃ 。用途主要用于制作耐高低溫制品（膠管、密封件等）、耐高溫電線電纜絕緣層,由于其,還用于食品及醫(yī)療工業(yè)。

(11）氟橡膠（ＦＰM）：成分是由含氟單體共聚而成的有機(jī)彈性體。其優(yōu)點(diǎn)耐溫高可達(dá)300℃ ,耐酸堿，耐油性是耐油橡膠中的，抗輻射、耐高真空性能好；電絕緣性、機(jī)械性能、耐化學(xué)腐蝕性、耐臭氧、耐大氣老化性均優(yōu)良。缺點(diǎn)是加工性差,價(jià)格昂貴耐寒性差，彈性透氣性較低。使用溫度范圍:-２0℃ ~+200℃ 。用途主要用于國(guó)防工業(yè)制造飛機(jī)、火箭上的耐真空、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕的密封材料、膠管或其他零件及汽車工業(yè)。

(１2)聚氨酯橡膠（AU\ＥU):成分有聚酯(或聚醚)與二異氰酸酯類化合物聚合而成的彈性體。其優(yōu)點(diǎn)是耐磨性好，在各種橡膠中是的；強(qiáng)度高、彈性好、耐油性優(yōu)良。耐臭氧、耐老化、氣密性等也優(yōu)異。缺點(diǎn)是耐溫性能較差,耐水和耐堿性差,耐芳香烴、氯化烴及酮、酯、醇類等溶劑性較差。使用溫度范圍:約-３０℃ ～+8０℃　。用途制作輪胎緊挨由零件、墊圈、防震制品，以及耐磨、高強(qiáng)度和耐油的橡膠制品。

(13)丙烯酸酯橡膠(ACM＼AEM):成分它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物。其優(yōu)點(diǎn)是兼有良好的耐熱、耐油性能,在含有硫、磷、氯添加劑的潤(rùn)滑油中性能穩(wěn)定。同時(shí)耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外線、氣密性優(yōu)良。缺點(diǎn)是耐寒性差，不耐水,不耐蒸汽及有機(jī)和無機(jī)酸、堿。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液內(nèi)膨脹嚴(yán)重。同時(shí)彈性和耐磨性差，電絕緣性差,加工性能較差。使用溫度范圍:約－2５℃ ～＋180℃ 。用途可用于制造耐油、耐熱、耐老化的制品,如密封件、膠管、化工襯里等。

(１４）氯磺化聚乙烯橡膠(ＣSM）:成分是聚乙烯經(jīng)氯化和磺化處理后，所得到具有彈性的聚合物?！?strong>優(yōu)點(diǎn)耐臭氧緊挨老化優(yōu)良，耐候性優(yōu)于其它橡膠。阻燃、耐熱、耐溶劑性及耐大多數(shù)化學(xué)藥品和耐酸堿性能較好。電絕緣性尚可，耐磨性與丁苯橡膠相似。缺點(diǎn)是抗撕裂性能差,加工性能不好。使用溫度范圍：約-２0℃　～＋120℃ 。用途可用作臭氧發(fā)生器上的密封材料,制造耐油密封件、電線電纜包皮以及耐油橡膠制品和化工襯里。

（1５)氯醚橡膠(ＣO\EＣＯ）:成分由環(huán)氧氯丙烷均聚或由環(huán)氧氯丙烷與共聚而成的聚合物。優(yōu)點(diǎn)是耐脂肪烴及氯化烴溶劑、耐堿、耐水、耐老化性能,耐臭氧性、耐候性緊挨熱性、氣密性高。缺點(diǎn)是較低、彈性較差、電絕緣性不良。使用溫度范圍:約－40℃ ~＋140℃ 。用途可用作膠管、密封件、薄膜和容器襯里、油箱、膠輥,制造油封、水封等。

(16)氯化聚乙烯橡膠（CＭ或ＣPE）:成分是聚乙烯通過氯取代反應(yīng)制成的具有彈性的聚合物。優(yōu)點(diǎn)性能與氯磺化聚乙烯橡膠接近，其特點(diǎn)是流動(dòng)性好，容易加工；有優(yōu)良的耐天候性、耐臭氧性和耐電暈性,耐熱、耐酸堿、耐油性良好。缺點(diǎn)是彈性差、壓縮變形較大，電絕緣性較低。使用溫度范圍:約－２0℃ ～+12０℃ 。用途電線電纜護(hù)套、膠管、膠帶、膠輥化工襯里等。

4、影響橡膠性能的主要因素。

(1)氧的作用

在低溫時(shí),橡膠大分子受機(jī)械力的作用，分子鏈被切斷而形成自由基，這種自由基能迅速地與氧產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),從而使斷鏈后自由基得到穩(wěn)定。無氧(氮?dú)獗Ｗo(hù))存在時(shí)，斷鏈所形成的自由基可發(fā)生偶合或支化反應(yīng),此時(shí)則得不到塑煉效果。隨塑煉時(shí)間增長(zhǎng)，橡膠重量和抽出物(其中有含氧化合物）的含量不斷增加。這說明氧確實(shí)參與了橡膠的化學(xué)反應(yīng)。

(2)溫度的作用

曲線可視為由兩個(gè)曲線組成。其中C線是所謂的冷塑煉，Ｈ線相當(dāng)于熱塑煉。在冷塑煉階段，分子鏈斷裂的主要原因是由于機(jī)械力的作用。在熱塑煉階段,主要是氧化使分子鏈斷裂。

（3)機(jī)械力的作用

生膠在塑煉機(jī)械劇烈的拉伸、擠壓和剪切應(yīng)力的反復(fù)作用下,長(zhǎng)鏈分子產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，致使分子鏈斷裂,然后斷鏈的活性自由基為氧或其他自由基受體所俘獲而穩(wěn)定,變成較短的分子而增加了可塑性。

隨著溫度的降低，生膠粘度的增加,分子滑動(dòng)性降低,塑煉時(shí)遭受機(jī)械力的作用增大。當(dāng)溫度時(shí),隨著施加于橡膠上的總機(jī)械功的增大（如增加塑煉機(jī)械的轉(zhuǎn)速）,分子鏈降解程度就愈大。

(4)化學(xué)增塑劑的作用

使用化學(xué)塑解劑能提高塑煉效果。它在塑煉中的作用與氧相似。不同塑解劑的作用機(jī)理也各不相同。根據(jù)他們的使用溫度，可分為

低溫塑解劑：苯醌和偶氮苯,起自由基受體的作用,使斷鏈的橡膠自由基穩(wěn)定,從而生成較短的分子。

高溫塑解劑:過氧化苯甲酰、偶氮二,高溫時(shí)分解成極不穩(wěn)定的自由基，促使橡膠分子生產(chǎn)自由基,進(jìn)而氧化斷鏈,起引發(fā)劑的作用。

高低溫通用型塑解劑：硫醇及其二硫化物類、二鄰苯甲酰胺二苯基二硫化物，低溫通用型的塑解劑兼有上述兩項(xiàng)功能。

（5）靜電作用

塑煉時(shí),生膠受到煉膠機(jī)械的劇烈摩擦作用而產(chǎn)生靜電。

輥筒（或轉(zhuǎn)子)的金屬表面與橡膠接觸處所產(chǎn)生的平均電位差在2０00-6000伏特之間，甚至可達(dá)1５0０0伏特。

使輥筒與生膠間經(jīng)常有電火花出現(xiàn),這種放電作用使生膠表面周圍的空氣中的氧活化，生成原子態(tài)氧和臭氧，從而促進(jìn)對(duì)橡膠分子的斷鏈作用。

(6）硫化

硫化是橡膠制品制造工藝的后一個(gè)過程，也是橡膠制品加工中主要的物理-化學(xué)變化過程。

硫化使未硫化膠料變成硫化膠,叢而獲得了必需的物理機(jī)械性能和化學(xué)性能。許多產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命，在很大程度上取決于硫化過程。橡膠硫化早用于橡膠工業(yè)時(shí),是指橡膠與硫黃共熱的相互作用過程。隨著合成橡膠品種的增加和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，硫化方法和新型硫化劑越來越多,因此,“硫化”一詞的意義也需要加以修正。

現(xiàn)在看來,硫化過程的實(shí)質(zhì)就是把塑性的膠料變成為具有高彈性橡膠的工藝過程。該過程要經(jīng)歷一個(gè)結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)變，即柔軟的長(zhǎng)鏈狀橡膠分子在特定條件下變成為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過程，這個(gè)過程亦稱為交聯(lián)作用。

橡膠的硫化歷程可分為四個(gè)階段:即焦燒階段、熱硫化階段、平坦硫化階段和過硫化階段。

焦燒階段：是熱硫化開始前的延遲作用時(shí)間段，相當(dāng)于硫化過程的誘導(dǎo)期,這段時(shí)間稱為焦燒時(shí)間。

熱硫化階段：這一階段是硫化反應(yīng)的交聯(lián)階段,逐漸生成網(wǎng)構(gòu),促使橡膠彈性和抗張強(qiáng)度急劇上升。這個(gè)階段是衡量硫化反應(yīng)速度的標(biāo)志。

平坦硫化階段:這一階段是網(wǎng)構(gòu)形成的前期。此時(shí)交聯(lián)反應(yīng)已趨于完成，既而發(fā)生交聯(lián)鍵的重排、裂解等反應(yīng)，膠料的抗張曲線出現(xiàn)平坦區(qū)。這段時(shí)間為平坦硫化時(shí)間。此階段硫化膠保持的性能,所以作為正硫化時(shí)間的范圍。

過硫化階段：硫化反應(yīng)中網(wǎng)構(gòu)形成的后期，主要是交聯(lián)鍵發(fā)生重排作用,以及交聯(lián)鍵和鏈段熱裂解的反應(yīng),膠料的抗張強(qiáng)度顯著下降。

5、橡膠的主要性能指標(biāo)

(１）拉伸強(qiáng)度　 試樣在拉伸破壞時(shí),原橫截面上單位面積上所受的力,單位ＭＰa。雖然橡膠很少在純拉伸條件下使用,但是橡膠的很多其它性能（如耐磨性、彈性、應(yīng)力松弛、蠕變、耐疲勞動(dòng)性等)與該性能密切相關(guān)。

(2）扯斷伸長(zhǎng)率　 試樣在拉伸破壞時(shí)，伸長(zhǎng)部分的長(zhǎng)度與原長(zhǎng)度之比,通常以百分率（％）表示。

（3)硬度　　硬度是衡量橡膠抵抗變形能力的指標(biāo)之一。用硬度計(jì)來測(cè)試,常用的是邵氏硬度計(jì)，其值的范圍0-１00。其值越大，橡膠越硬。

(４）定伸應(yīng)力  試樣在伸長(zhǎng)(通常３00%)時(shí)，原橫截面上單位面積所受的力,單位MＰa。

(5）撕裂強(qiáng)度  表征橡膠耐撕裂性的好壞，試樣在單位厚度上所承受的負(fù)荷，單位kN/m。

（6)阿克隆磨耗  在阿克隆磨耗機(jī)上，使試樣與砂輪成1５°傾斜角和受到2.72ｋg的壓力情況下,橡膠試樣與砂輪磨耗1．6１km時(shí)，用被磨損的體積來表征橡膠的耐磨性，單位ｃm³/１.61km.。

另外還有許多其它性能指標(biāo)如回彈性、生熱、壓縮變形、低溫特性、耐老化特性等等。

6、橡膠材料是非結(jié)晶的高分子彈性體材料,其對(duì)油漆和涂裝施工的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面

（１）表面張力小橡膠屬于非極性材料，表面能低,尤其是聚烯烴類橡膠，硅橡膠和氟橡膠，屬于難附著材料，對(duì)油漆的附著力不利

(2)易溶脹或溶解橡膠大多數(shù)有機(jī)溶劑或油類，均有溶脹或溶解現(xiàn)象，在油漆施工過程中,由于溶脹及溶劑揮發(fā)后產(chǎn)生的體積收縮的收縮應(yīng)力，將引發(fā)一系列油漆缺陷,甚至導(dǎo)致涂層剝落。

（3）彈性模量大橡膠作為彈性體,當(dāng)受到外力后將產(chǎn)生形變，主要是壓縮變形和拉伸變形，從而產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力,因此涂層的彈性模量與橡膠底材相匹配，否則在變形過程中產(chǎn)生的應(yīng)力將破壞涂層的附著。

(4)電阻大橡膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定其電阻很大，一般電阻率,具有很強(qiáng)的起靜電性,但用炭黑補(bǔ)強(qiáng)的制品,其表面電阻和體積電阻均能大幅下降，涂裝前對(duì)橡膠制品成分有足夠的了解,有助于正確選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ê陀推帷?/span>