弹性体

阅读: 评论:0

弹性体塑性形变与温度的关系
1 基本介绍
  弹性体是一种性能独特的人造热可塑性弹性体,具有非常广泛的用途。良好的外观质感,触感温和,易着,调均一,稳定;耐一般化学品(水、酸、碱、醇类溶剂);无需硫化即具有传统硫化橡胶之特性,节省硫化剂及促进剂等辅助原料。弱点:不耐高温,高温下绝缘性能变差、外形改变。
  首先根据美国测量与材料协会(ASTM)颁布的ASTM D1566-07a标准,“Standard Terminology Relating to Rubber(橡胶相关标准术语学)来辨析一下这两个词的定义及其涵盖范围。
2 发展历史
  下面再简单介绍一下橡胶、弹性体这些词产生的历史背景。考古研究表明橡胶这种材料3500年前就被人类做成皮筋用来将石斧和手柄绑扎在一起、制成小球、实心或空心的人形小雕像(G. Heinrich, et al. Reinforcement of elastomers. Current Opinion in Solid State and
Materials Science 6 (2002) 195–203)。因橡胶这种材料是从南美洲三叶橡胶树割开树皮流出的白浆液得到的被当地土著人称为“Cahuchu”,意为树之眼泪
  1493-1496年哥伦布第二次来到南美洲,发现海地土著人用橡胶制成的小球具有高弹性,将其作为奇珍带回了欧洲。后来人们发现这些橡胶球能够擦除铅笔的痕迹,就给这种材料命名为擦子,英文就是“Rubber”了(英文“Rub”就是擦除擦掉的意思)。这是的rubber就是指天然橡胶了。1839年美国人Goodyear发泡海绵发明了橡胶的硫化,就是使线形的橡胶大分子被交联成三维网络结构(不溶解可熔融)工艺方法,从而奠定了近代橡胶加工工业的基础。
  后来在研究天然橡胶分子结构的基础上,人类又相继发明了很多种聚合物与天然橡胶具有类似的高弹性,但是硫化工艺还是这些聚合物在加工中不可或缺的独特工艺,因而也称它们为橡胶,但在橡胶前加合成以与从天然植物中获得的橡胶相区别。
  但是在上个世纪自动奶茶机70年代,出现了一种不需硫化而只需用简单塑料工艺即可加工的具有橡胶弹性的热塑性高分子材料,其分子结构和加工工艺特征与天然橡胶和合成橡胶有明显的不同,再使用橡胶来命名已经不合适了。为了与一般的塑性体相区分,人们将这类高分子
材料称为”elastomer”中文就是弹性体了。
  “elasticityelastic”在英文中就是弹性和有弹性的意思。后来弹性体的含义在学术界得到了不断的扩展。在上个世纪九十年代,弹性体指热塑性弹性体和不能用硫黄硫化的各种特殊饱和橡胶(于清溪.橡胶原材料手册.化学工业出版社)。目前弹性体更扩展为具有弹性的聚合物的总称。
3 分类介绍
3.1 弹性体分类
  根据弹性体是否可塑化可以分为热固性弹性体,热塑性弹性体二大类。热固性弹性体,这也就是传统意义的橡胶(Rubber),热塑性弹性体(Thermoplastic elastomer),缩写为TPE,为上世纪90年代开始逐渐被越来越多的商业化应用。这个分类同样也说明了这二类弹性体加工所采用的是二种不同的方式:橡胶用热固性设备加工,TPE采用热塑性设备加工。
  由以上的传统历史背景所知,目前尤其在国内当谈到弹性体的时候,所指的通常是热塑性
弹性体,而并不包含橡胶的含义,这也影响到了一些具体的技术交流。但随着时间的推移,以及一些国外书籍的引入,将改变大家约定俗成的观念。(弹性体手册(第二版) 吴棣华等译)
3.2 弹性体按材质分类
  弹性体按照原料组成分类如下:
  1. 传统橡胶(Rubber):
  1.1 不饱和橡胶
  天然橡胶 Natural rubber (NR)
  异戊橡胶 Synthetic polyisoprene (IR)
  聚丁二烯橡胶 Polybutadiene (BR)
  丁苯橡胶 Styrene-butadiene Rubber (copolymer of polystyrene and polybutadiene, SBR)
  丁睛橡胶Nitrile rubber (copolymer of polybutadiene and acrylonitrile, NBR)
  氯丁橡胶Chloroprene rubber (CR)
  1.2 饱和橡胶
  丁基橡胶 Isobutylene Isoprene Rubber (IIR) Butyl Rubber
  卤化丁基橡胶 Halogenated butyl rubbers (氯化丁基橡胶chloro isobutylene isoprene rubber: CIIR; 溴化丁基橡胶bromo isobutylene isoprene rubber: BIIR)
  二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶 EPM (ethylene propylene rubber, a copolymer of ethylene and propylene) and EPDM rubber (ethylene propylene diene rubber, a terpolymer of ethylene, propylene and a diene-component)
  氯醚橡胶 Epichlorohydrin rubber (ECO)
  聚丙烯酸酯橡胶 Polyacrylic rubber (ACM, ABR)
  硅橡胶硅酸铝生产线 Silicone rubber (SI, Q, MVQ)
  氟硅橡胶 Fluorosilicone Rubber (FVMQ)
  氟橡胶 Fluoroelastomers (FKM, and FEPM)
  氯磺化聚乙烯 Chlorosulfonated polyethylene (CSM), (Hypalon)
  氢化丁睛橡胶 Hydrogenated Nitrile Rubbers (HNBR)
  2. 热塑性弹性体(TPE):
  热塑性聚烯烃弹性体 Thermoplastic Elastomer-Olefine (TPE-O, TEO)
硼硅酸盐玻璃  热塑性苯乙烯类弹性体 Styrenic thermoplastic elastomer (TES, TPE-S)
  聚氨酯类热塑性弹性体 Themoplastic Polyurethane elastomer (TPE-U, TPU)
  聚酯类热塑性弹性体 Thermoplastic polyester elastomer (TPE-E, TEEE)
温湿度控制系统  聚酰胺热塑性弹性体 Polyamide thermoplastic elastomer (TPE-A)
  含卤素热塑性弹性体 Thermoplastic Halogenated elastomer
  离子型热塑性弹性体 Ionic thermoplastic elastomer
  乙烯共聚物热塑性弹性体 Ethylene copolymer thermoplastic elastomer) (EVA)
  1,2聚丁二烯热塑性弹性体 Thermplastic 1,2-poly-butadiene elastomer
  反式聚异戊二烯热塑性弹性体 Thermoplastictrans-polyisoprene elastomer
  熔融加工型热塑性弹性体 Melt Processible thermoplastic elastomer (商品名Alcryn)
热塑性硫化胶 Themoplastic Vulcanizates (TPV)
        塑性形变
塑性形变 任何物体在外力作用下都会发生形变,当形变不超过某一限度时,撤走外力之后,形变能随之消失,这种形变称为弹性形变。如果外力较大,当它的作用停止时,所引起的形变并不完全消失,而有剩余形变,称为塑性形变。 弹性形变 固体受外力作用而使各点间相对位置的改变,当外力撤消后,固体又恢复原状谓之“弹性形变”。若撤去外力后,不能恢复原状,则称为“范性形变”。因物体受力情况不同,在弹性限度内,弹性形变有四
种基本类型:即拉伸和压缩形变;切变;弯曲形变和扭转形变。
聚氨酯弹性体的特性与应用
1. 聚氨酯弹性体的特性
聚氨酯弹性体的综合性能出众,任何其他橡胶和塑料都无与伦比。而且聚氨酯弹性体可根据加工成型的要求进行加工,几乎能用高分子材料的任何一种常规工艺加工,如混炼模压、液体浇注、熔融注射、挤出、压延、吹塑、胶液涂覆、纺丝和机械加工等。聚氨酯弹性体的用途十分广泛,产品几乎遍及多用领域。
聚氨酯弹性体综合性能出众,主要表现在弹性体兼备了从橡胶到塑料的许多宝贵特性。
1)硬度范围宽。而且在高硬度下仍具有良好的橡胶弹性和伸长率。
2)强度高。在橡胶硬度下他们的拉伸强度和撕裂强度比通用橡胶高得多;在塑料硬度下,他们的冲击强度和弯曲强度又比塑料高得多。
3)性能的可调节范围大。多项物理机械性能指标均可通过对原材料的选择和配方的调整,
在一定范围内变化,从而满足用户对制品性能的不同要求
4)耐磨。有“耐磨橡胶”的佳称。特别是在有水、油等润湿介质存在的工作条件下,其耐磨性往往是普通橡胶材料的几倍到几十倍。金属材料如钢铁等虽然很坚硬,但并不一定耐磨,如黄河灌溉区的大型水泵,其过流部件金属口环和保护圈经过大量泥沙的冲刷,用不了几百小时就严重磨损漏水,而采用聚氨酯弹性体包覆的口环和保护圈则连续运行抽风式笔记本散热器1800小进仍未磨损。其它如碾米用的砻谷机胶辊、选煤用的振动筛筛板、运动场的径赛跑道、吊车铲车用的动态油密封圈、电梯轮和旱冰鞋轮等等也都是聚氨酯弹性体的用武之地。在此需提到的一点是,要提高中低硬度聚氨酯弹性体制件的摩擦系数,改善在承载负荷下的耐磨性能,可在这类聚氨酯弹性体中添加少量二硫化铝、石墨或硅油等润滑剂。
5)耐油。聚酯型聚氨酯弹性体的耐油性不低于橡胶,与聚硫橡胶相当。 
6)耐臭氧性能优良。
7)吸震、抗辐射和耐透气性能好。
8)加工方式多样,适用性广泛。聚氨酯弹性体既可跟通用橡胶一样采用塑炼、混炼、硫
化工艺成型(MPU);也可以制成液体橡胶,浇注模压成型或喷涂、灌封、离心成型(CPU);还可以制成颗粒料,与普通塑料一样,用注射、挤出、压延、吹塑等工艺成型(CPU)。模压或注射成型的制件,在一定的硬度范围内,还可以进行切割、修磨、钻孔等机械加工。加工的多样性,使聚氨酯弹性体的适用性十分广泛,应用领域不断扩大。

本文发布于:2023-06-11 15:29:07,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://patent.en369.cn/patent/1/136138.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:弹性体   橡胶   形变   热塑性   加工   弹性
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2022 Comsenz Inc.Powered by © 369专利查询检索平台 豫ICP备2021025688号-20 网站地图