耐低溫脆性橡膠小知識(shí)--功能橡膠

功能橡膠是彈性體中的新型材料,它們除具備橡膠特有的高彈性外,還兼具不同的特殊功能。這類(lèi)特殊功能是通過(guò)合成、共混、接枝及復(fù)合等物理、化學(xué)方法獲得的。這些特殊功能涉及很多方面,如力學(xué)方面的超高強(qiáng)度、超低硬度;與熱學(xué)有關(guān)的熱敏性;電學(xué)上的超導(dǎo);光學(xué)上的光敏、光刻、光蓄;以及與生物學(xué)有關(guān)的仿生功能等。

一、功能化的途徑

為獲得特定功能,需通過(guò)如下的不同途徑:

通過(guò)化學(xué)合成和改性

1、合成  用化學(xué)合成的方法來(lái)獲取所需之功能。例如采用茂金屬催化體系,可合成阻尼效果大大超過(guò)丁基橡膠的彈性聚烯烴。

2、化學(xué)改性  采取鹵化、羧基化、環(huán)化等方法使原來(lái)的彈性體改性,得到易粘、易共混、耐油、耐熱的彈性體。例如,高間1,2聚丁二烯就是一種功能橡膠,其特殊之處是具有優(yōu)異的透氣、透濕性,是理想的食品保鮮材料。

3、偶聯(lián)改性  在橡膠中引入活化度高的基團(tuán),再在兩端引入羥基,便能借助于大氣中的水分進(jìn)行固化,從而大大簡(jiǎn)化工藝。又如硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑與帶異氰酸端基的聚酯或聚醚反應(yīng),能生成建筑工程中大量應(yīng)用的密封劑。

通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)和形態(tài)的控制

1、控制硫化結(jié)構(gòu)  有意識(shí)地控制交聯(lián)結(jié)構(gòu)和形態(tài)是實(shí)現(xiàn)橡膠功能化的另一主要途徑。硫黃P促進(jìn)劑體系普遍用于各類(lèi)制品,其優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品有較高的力學(xué)性能,但缺點(diǎn)是易返原,耐熱性較差。過(guò)氧化物交聯(lián)則有良好的耐熱、耐老化性,但物理性能較遜。如果把這兩種硫化體系的優(yōu)點(diǎn)復(fù)合在一起,則可起到 互補(bǔ) 作用。例如,由0.48 份硫黃、1.3份DCP和0.5份促進(jìn)劑NS組成的復(fù)合型硫化體系,由于某種原因加強(qiáng)了對(duì)硫化結(jié)構(gòu)的控制,可制得各方面性能平衡的功能橡膠,滿足高力學(xué)性能、高抗環(huán)境并重的要求。

2、從硫化形態(tài)來(lái)控制  對(duì)橡膠的硫化形態(tài)進(jìn)行控制,也是制備功能橡膠的途徑之一?？偟内厔?shì)是向動(dòng)態(tài)硫化傾斜。具體地說(shuō),就是采用2 種或2 種以上熱力學(xué)不相容的聚合物構(gòu)成不均勻多相形態(tài),來(lái)實(shí)現(xiàn)多功能。在互不相容的微觀不均相的基礎(chǔ)上,使多種功能(有時(shí)甚至是對(duì)立的功能) 并存于功能橡膠之中。

二、功能橡膠的應(yīng)用領(lǐng)域

超高物理性能  一般都采取橡塑共混法。例如,以氫化丁腈橡膠為基材,與ZMA (聚甲基丙烯酸鋅) 共混。以ZMA 作為分散相而得到納米級(jí)復(fù)合材料。在復(fù)合體中同時(shí)存在著HNBR 的自身交聯(lián)、ZMA 聚集和HNBR/ZMA 界面接枝反應(yīng),從而賦予材料以超高強(qiáng)度。

超低硬度  極低硬度也是某些制品所企求的特種功能。目前有一種制法是讓EPDM和大量的油共混,硬度可降到0～18 度(邵氏A) ,并具有抗壓縮變形、耐候、耐臭氧、耐熱性。作為密封材料,其密封性好于丁基膠。

自潤(rùn)滑性  減少橡膠表面摩擦的通用辦法是在表面涂液態(tài)潤(rùn)滑劑,其不良后果是會(huì)帶來(lái)污染。如改為添加固體潤(rùn)滑劑,問(wèn)題便可解決。以丁腈橡膠為例,不加任何潤(rùn)滑劑的摩擦系數(shù)為2 ,添加固體潤(rùn)滑劑后摩擦系數(shù)降至0. 7 ,且噪音也大幅度減輕。

電磁屏蔽  一般采取表面涂覆處理,把電磁波干擾降至低。所用的屏蔽材料多采用金屬粉末,均勻混入膠料中。

壓敏型  一般都是使導(dǎo)電橡膠兼具壓敏性,用于壓力傳感器。

光敏性  以環(huán)化橡膠添加偶氮類(lèi)化合物制成,多用于半導(dǎo)體元件、集成電路。

形狀記憶 這是橡膠特有的功能,它建立在彈性復(fù)原的基礎(chǔ)上。目前廣泛用于包裝、電線、電纜接頭和終端絕緣保護(hù)。