[科普中国]-充油橡胶

充油橡胶是橡胶与大量起软化作用的油类的混合物，通常是以天然胶或合成胶与矿物油为原料制得的。这类橡胶很多国家都在试产或者巳开始生产，但由于橡胶和油的组成及结构极为复杂，所以对于充油的理论至今尚未明确。充油橡胶种类很多，但其中报导最多的是充油丁苯橡胶，并且通常是以不含凝胶的丁苯胶乳，按一定比例加入矿物油经处理后制得。充油丁苯橡胶不但改善于加工性能，而且实验证明：这种橡胶的硫化胶就常温和高温下的抗张强度而论，与可塑性良好的纯丁苯胶的硫化胶相同，有时甚至此它还要好些。并且它们的伸长率和弹回率也几乎相等，硬度比较小，同时耐磨性良好。由于充油橡胶的优点很多， 因此近来这种橡胶得到了迅速的发展。

特点充油后的橡胶具有明显的特点，首先是它改变了工艺性能， 由于可塑性大，收缩性小，使橡胶在混炼机上加工速度快，便于配合剂的加入和混合，同时也改变了使用性能，尤其在耐油性和耐寒性方面还优于天然橡胶，另一方面是经充油处理后，所加入大量油类，不仅是橡胶的软化剂和增容剂，而且具有类橡胶的性质，这样由于部分橡胶被矿物油所代替，就增大了橡胶的体积而降低了成本，尤其对于合成橡胶厂而言，在很大程度上提高了生产能力，因此橡胶的充油也给节约生胶寻找生胶代用品开辟了一条新的途径。

加油方法橡胶充入一定量的油能改善其加工性能，降低成本。加油方法一般采用湿法充油，即在闪蒸脱除未反应的单体和溶剂以后胶液中加入一定量的矿物油，一般所用的油品为芳香烃油和环烷烃油。充油量为100份橡胶中加入25~50份的油，充油橡胶的平均含油量在不断增加，例如美国充油橡胶的平均含油量由1960年的17.6%增加到1970年的26.6%，1977年增加到28.8%，1978年下降为28.1%，1978年大约有66.5万吨充油橡胶，充油量大约为18.0万吨。1

充油橡胶的性能分析橡胶的应用主要取决于它的力学性能。橡胶的应力-应变性能表征了橡胶在较小外力下可显示出高度形变，而在除去外力后又能恢复原形的特性。橡胶的强伸性能通常是以定伸应力(一定伸长下的模量)、拉伸强度、扯断伸长率及撕裂强度等指标来体现的。橡胶的强度和伸长率取决于整个粘弹性能，即反映在应力-应变曲线对时间与温度的依赖性，也反映在裂缝的形成与增长过程中。2

橡胶加工过程(1)橡胶混炼。为提高橡胶制品的性能、改善加工工艺和降低成本，通常在生胶中加人各种配合剂，在炼胶机上将各种配合剂加人生胶制成混炼胶的过程称为混炼。混炼除了要严格控制温度和时间外，还需要注意加料顺序。混炼越均匀，制品质量越好。

(2)混炼胶硫化。硫化是指橡胶的线型大分子链通过化学交联而构成三维网状结构的化学变化过程，整个硫化过程可分为硫化诱导、预硫、正硫化和过硫(对天然胶来说是硫化返原)四个阶段。

硫化诱导期(焦烧时间)内，交联尚未开始，胶料有很好的流动性。这一阶段决定了胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点，胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶本身性质有关外，主要取决于所用助剂，如用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间，且有较高的加工安全性。硫化诱导期以后便是以一定速度进行交联的预硫化阶段。预硫化期的交联程度低，即使到后期硫化胶的扯断强度，弹性也不能到达预想水平，但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。到达正硫化阶段后，硫化胶的各项物理性能分别达到或接近最佳点，或达到性能的综合平衡。正硫化阶段(硫化平坦区)之后，即为过硫阶段，有两种情况：天然胶出现“返原”现象 (定伸强度下降)，大部分合成胶(除丁基胶外)定伸强度继续增加。

对任何橡胶来说，硫化时不只是产生交联, 还由于热及其他因素的作用产生分子链的联链和分子链的断裂。这一现象贯穿整个硫化过程。在过硫阶段，如果交联仍占优势，橡胶就发硬，定伸强度继续上升；反之，橡胶发软，即出现返原。2

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黎明 - 副教授 - 西南大学