[科普中國(guó)]-充油橡膠

充油橡膠是橡膠與大量起軟化作用的油類的混合物，通常是以天然膠或合成膠與礦物油為原料制得的。這類橡膠很多國(guó)家都在試產(chǎn)或者巳開始生產(chǎn)，但由于橡膠和油的組成及結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，所以對(duì)于充油的理論至今尚未明確。充油橡膠種類很多，但其中報(bào)導(dǎo)最多的是充油丁苯橡膠，并且通常是以不含凝膠的丁苯膠乳，按一定比例加入礦物油經(jīng)處理后制得。充油丁苯橡膠不但改善于加工性能，而且實(shí)驗(yàn)證明：這種橡膠的硫化膠就常溫和高溫下的抗張強(qiáng)度而論，與可塑性良好的純丁苯膠的硫化膠相同，有時(shí)甚至此它還要好些。并且它們的伸長(zhǎng)率和彈回率也幾乎相等，硬度比較小，同時(shí)耐磨性良好。由于充油橡膠的優(yōu)點(diǎn)很多， 因此近來這種橡膠得到了迅速的發(fā)展。

特點(diǎn)充油后的橡膠具有明顯的特點(diǎn)，首先是它改變了工藝性能， 由于可塑性大，收縮性小，使橡膠在混煉機(jī)上加工速度快，便于配合劑的加入和混合，同時(shí)也改變了使用性能，尤其在耐油性和耐寒性方面還優(yōu)于天然橡膠，另一方面是經(jīng)充油處理后，所加入大量油類，不僅是橡膠的軟化劑和增容劑，而且具有類橡膠的性質(zhì)，這樣由于部分橡膠被礦物油所代替，就增大了橡膠的體積而降低了成本，尤其對(duì)于合成橡膠廠而言，在很大程度上提高了生產(chǎn)能力，因此橡膠的充油也給節(jié)約生膠尋找生膠代用品開辟了一條新的途徑。

加油方法橡膠充入一定量的油能改善其加工性能，降低成本。加油方法一般采用濕法充油，即在閃蒸脫除未反應(yīng)的單體和溶劑以后膠液中加入一定量的礦物油，一般所用的油品為芳香烴油和環(huán)烷烴油。充油量為100份橡膠中加入25~50份的油，充油橡膠的平均含油量在不斷增加，例如美國(guó)充油橡膠的平均含油量由1960年的17.6%增加到1970年的26.6%，1977年增加到28.8%，1978年下降為28.1%，1978年大約有66.5萬噸充油橡膠，充油量大約為18.0萬噸。1

充油橡膠的性能分析橡膠的應(yīng)用主要取決于它的力學(xué)性能。橡膠的應(yīng)力-應(yīng)變性能表征了橡膠在較小外力下可顯示出高度形變，而在除去外力后又能恢復(fù)原形的特性。橡膠的強(qiáng)伸性能通常是以定伸應(yīng)力(一定伸長(zhǎng)下的模量)、拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率及撕裂強(qiáng)度等指標(biāo)來體現(xiàn)的。橡膠的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率取決于整個(gè)粘彈性能，即反映在應(yīng)力-應(yīng)變曲線對(duì)時(shí)間與溫度的依賴性，也反映在裂縫的形成與增長(zhǎng)過程中。2

橡膠加工過程(1)橡膠混煉。為提高橡膠制品的性能、改善加工工藝和降低成本，通常在生膠中加人各種配合劑，在煉膠機(jī)上將各種配合劑加人生膠制成混煉膠的過程稱為混煉?；鞜挸艘獓?yán)格控制溫度和時(shí)間外，還需要注意加料順序?；鞜捲骄鶆?，制品質(zhì)量越好。

(2)混煉膠硫化。硫化是指橡膠的線型大分子鏈通過化學(xué)交聯(lián)而構(gòu)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化學(xué)變化過程，整個(gè)硫化過程可分為硫化誘導(dǎo)、預(yù)硫、正硫化和過硫(對(duì)天然膠來說是硫化返原)四個(gè)階段。

硫化誘導(dǎo)期(焦燒時(shí)間)內(nèi)，交聯(lián)尚未開始，膠料有很好的流動(dòng)性。這一階段決定了膠料的焦燒性及加工安全性。這一階段的終點(diǎn)，膠料開始交聯(lián)并喪失流動(dòng)性。硫化誘導(dǎo)期的長(zhǎng)短除與生膠本身性質(zhì)有關(guān)外，主要取決于所用助劑，如用遲延性促進(jìn)劑可以得到較長(zhǎng)的焦燒時(shí)間，且有較高的加工安全性。硫化誘導(dǎo)期以后便是以一定速度進(jìn)行交聯(lián)的預(yù)硫化階段。預(yù)硫化期的交聯(lián)程度低，即使到后期硫化膠的扯斷強(qiáng)度，彈性也不能到達(dá)預(yù)想水平，但撕裂和動(dòng)態(tài)裂口的性能卻比相應(yīng)的正硫化好。到達(dá)正硫化階段后，硫化膠的各項(xiàng)物理性能分別達(dá)到或接近最佳點(diǎn)，或達(dá)到性能的綜合平衡。正硫化階段(硫化平坦區(qū))之后，即為過硫階段，有兩種情況：天然膠出現(xiàn)“返原”現(xiàn)象 (定伸強(qiáng)度下降)，大部分合成膠(除丁基膠外)定伸強(qiáng)度繼續(xù)增加。

對(duì)任何橡膠來說，硫化時(shí)不只是產(chǎn)生交聯(lián), 還由于熱及其他因素的作用產(chǎn)生分子鏈的聯(lián)鏈和分子鏈的斷裂。這一現(xiàn)象貫穿整個(gè)硫化過程。在過硫階段，如果交聯(lián)仍占優(yōu)勢(shì)，橡膠就發(fā)硬，定伸強(qiáng)度繼續(xù)上升；反之，橡膠發(fā)軟，即出現(xiàn)返原。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學(xué)