[科普中國]-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。這類橡膠很多國家都在試產或者巳開始生產，但由于橡膠和油的組成及結構極為復雜，所以對于充油的理論至今尚未明確。充油橡膠種類很多，但其中報導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處理后制得。充油丁苯橡膠不但改善于加工性能，而且實驗證明：這種橡膠的硫化膠就常溫和高溫下的抗張強度而論，與可塑性良好的純丁苯膠的硫化膠相同，有時甚至此它還要好些。并且它們的伸長率和彈回率也幾乎相等，硬度比較小，同時耐磨性良好。由于充油橡膠的優(yōu)點很多， 因此近來這種橡膠得到了迅速的發(fā)展。

特點充油后的橡膠具有明顯的特點，首先是它改變了工藝性能， 由于可塑性大，收縮性小，使橡膠在混煉機上加工速度快，便于配合劑的加入和混合，同時也改變了使用性能，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，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，尤其對于合成橡膠廠而言，在很大程度上提高了生產能力，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用主要取決于它的力學性能。橡膠的應力-應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原形的特性。橡膠的強伸性能通常是以定伸應力(一定伸長下的模量)、拉伸強度、扯斷伸長率及撕裂強度等指標來體現(xiàn)的。橡膠的強度和伸長率取決于整個粘彈性能，即反映在應力-應變曲線對時間與溫度的依賴性，也反映在裂縫的形成與增長過程中。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艘獓栏窨刂茰囟群蜁r間外，還需要注意加料順序?；鞜捲骄鶆?，制品質量越好。

(2)混煉膠硫化。硫化是指橡膠的線型大分子鏈通過化學交聯(lián)而構成三維網(wǎng)狀結構的化學變化過程，整個硫化過程可分為硫化誘導、預硫、正硫化和過硫(對天然膠來說是硫化返原)四個階段。

硫化誘導期(焦燒時間)內，交聯(lián)尚未開始，膠料有很好的流動性。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，膠料開始交聯(lián)并喪失流動性。硫化誘導期的長短除與生膠本身性質有關外，主要取決于所用助劑，如用遲延性促進劑可以得到較長的焦燒時間，且有較高的加工安全性。硫化誘導期以后便是以一定速度進行交聯(lián)的預硫化階段。預硫化期的交聯(lián)程度低，即使到后期硫化膠的扯斷強度，彈性也不能到達預想水平，但撕裂和動態(tài)裂口的性能卻比相應的正硫化好。到達正硫化階段后，硫化膠的各項物理性能分別達到或接近最佳點，或達到性能的綜合平衡。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 (定伸強度下降)，大部分合成膠(除丁基膠外)定伸強度繼續(xù)增加。

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

本詞條內容貢獻者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學