簡(jiǎn)單的說(shuō):
塑料與橡膠最本質(zhì)的區(qū)別在于塑料發(fā)生形變時(shí)塑性變形,而橡膠是彈性變形。換句話說(shuō),塑料變形后不容易恢復(fù)原狀態(tài),而橡膠相對(duì)來(lái)說(shuō)就容易得多。塑料的彈性是很小的,通常小于100%,而橡膠可以達(dá)到1000%甚至更多。塑料在成型上絕大多數(shù)成型過(guò)程完畢產(chǎn)品過(guò)程也就完畢;而橡膠成型過(guò)程完畢后還得需要硫化過(guò)程。
塑料與橡膠同屬于高分子材料,主要由碳和氫兩種原子組成,另有一些含有少量氧,氮,氯,硅,氟,硫等原子,其性能特殊,用途也特別.在常溫下,塑料是固態(tài),很硬,不能拉伸變形.而橡膠硬度不高,有彈性,可拉伸變長(zhǎng),停止拉伸又可回復(fù)原狀.這是由于它們的分子結(jié)構(gòu)不同造成的.另一不同點(diǎn)是塑料可以多次回收重復(fù)使用,而橡膠則不能直接回收使用,只能經(jīng)過(guò)加工制成再生膠,然后才可用.塑料在100多度至200度時(shí)的形態(tài)與橡膠在60至100度時(shí)的形態(tài)相似.塑料不包括橡膠.
復(fù)雜的說(shuō):
廣義地說(shuō),橡膠其實(shí)是塑料的一種,塑料包括橡膠?,F(xiàn)詳細(xì)介紹之
一、生膠的形成:
生膠可分別為天然橡膠及合成橡膠兩大類:
1.天然橡膠:由橡膠樹(shù)干切割口,收集所流出的膠漿,經(jīng)過(guò)去雜質(zhì)、凝固、煙熏、干燥等加工程序,而形成的生膠料。
2.合成橡膠:由石化工業(yè)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品,依不同需求,合成不同物性的生膠料。常用的如:SBR、NBR、EPDM、BR、IIR、CR、Q、FKM等。但因合成方式的差異,同類膠料可分出數(shù)種不同的生膠,又經(jīng)由配方的設(shè)定,任何類型膠料,均可變化成千百種符合制品需求的生膠料。
天然橡膠來(lái)自熱帶和亞熱帶的橡膠樹(shù)。由于橡膠在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防領(lǐng)域中有重要作用,因此它是重要的戰(zhàn)略物資,這促使缺乏橡膠資源的國(guó)家率先研究開(kāi)發(fā)合成橡膠。
二、橡膠的化學(xué)成分
通過(guò)對(duì)天然橡膠的化學(xué)成分進(jìn)行剖析,發(fā)現(xiàn)它的基本組成是異戊二烯。于是啟發(fā)人們用異戊二烯作為單體進(jìn)行聚合反應(yīng),得到了合成橡膠,稱為異戊橡膠。異戊橡膠的結(jié)構(gòu)與性能基本上與天然橡膠相同。由于當(dāng)時(shí)異戊二烯只能從松節(jié)油中獲得,原料來(lái)源受到限制,而丁二烯則來(lái)源豐富,因此以丁二烯為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)了一系列合成橡膠。如順丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠等。
隨著石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,從油田氣、煉廠氣經(jīng)過(guò)高溫裂解和分離提純,可以得到乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯、丁烷、戊烯、異戊烯等各種氣體,它們是制造合成橡膠的好原料。
世界橡膠產(chǎn)量中,天然橡膠僅占15%左右,其余都是合成橡膠。合成橡膠品種很多,性能各異,在許多場(chǎng)合可以代替、甚至超過(guò)天然橡膠。合成橡膠可分為通用橡膠和特種橡膠。通用橡膠用量較大,例如丁苯橡膠占合成橡膠產(chǎn)量的60%;其次是順丁橡膠,占15%;此外還有異戊橡膠、氯丁橡膠、丁鈉橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠等,它們都屬通用橡膠。
三、橡膠原料的配制:
橡膠原料的配制可分三個(gè)基本過(guò)程:
1.塑煉:塑練是將生膠剪斷,并將生膠可塑化、均勻化,幫助配合劑的混練作業(yè)。其效果是改善藥品的分散,防止作業(yè)中產(chǎn)生摩擦熱,而致橡膠發(fā)生焦燒現(xiàn)象,進(jìn)而改變橡膠的加工性。
2.混煉:混練是將配合藥物均勻混入塑煉完成的生膠中,而混煉的優(yōu)劣,直接影響制品的良否。藥物分散不均,分子結(jié)構(gòu)無(wú)法完全交聯(lián),橡膠則無(wú)法達(dá)到理想的物性。
3.壓出:混煉完成的生膠,經(jīng)過(guò)壓出作業(yè),將膠料中含有的多余空氣壓出,并完成所需的厚度,以利于模具內(nèi)之成型作業(yè)。
四、橡膠的成型:
生膠分子結(jié)構(gòu)為不飽和長(zhǎng)鍵的彈性體,所以成型的要件中,需有適當(dāng)?shù)乃幤诽砑游锛巴庠诃h(huán)境因素(如時(shí)間、溫度、壓力等) ,將其不飽和鍵破壞,再重新結(jié)合為飽和鍵,并以真空輔助,將內(nèi)含的空氣完全逼出。如此,才可令成型的橡膠,發(fā)揮其應(yīng)有的特性。若其成型過(guò)程有任何缺失(如配方錯(cuò)誤、時(shí)間不足、溫度失當(dāng)?shù)?span lang="EN-US">),則可造成物性流失,多余藥物釋出,變形,老化加速,種種嚴(yán)重不良現(xiàn)象產(chǎn)生。
五、橡膠的老化現(xiàn)象:
依橡膠成品所處的環(huán)境條件,隨時(shí)間的經(jīng)過(guò),引起龜裂或硬化,橡膠物性退化等現(xiàn)象,稱之為老化現(xiàn)象。引起老化的原因,有外部因素及內(nèi)部因素:
1.外部因素:外部因素有氧、氧化物、臭氧、熱、光、放射線、機(jī)械性疲勞、加工過(guò)程的缺失等。
2.內(nèi)部因素:內(nèi)部因素有橡膠的種類、成型方式、鍵結(jié)程度、配合藥物的種類、加工工程中的因子等。
老化現(xiàn)象的防止,著重于正確的膠種選擇及配方設(shè)計(jì),外加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳a(chǎn)理念。如此才可增加橡膠制成品的壽命,并發(fā)揮應(yīng)有的特殊功能。
六、橡膠制品的基本特性:
1.橡膠制品成型時(shí),經(jīng)過(guò)大壓力壓制,其因彈性體所俱備之內(nèi)聚力無(wú)法消除,在成型離模時(shí),往往產(chǎn)生極不穩(wěn)定的收縮(橡膠的收縮率,因膠種不同而有差異) ,必需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,才能和緩穩(wěn)定。所以,當(dāng)一橡膠制品設(shè)計(jì)之初,不論配方或模具,都需謹(jǐn)慎計(jì)算配合,若否,則容易產(chǎn)生制品尺寸不穩(wěn)定,造成制品品質(zhì)低落。
2.橡膠屬熱溶熱固性之彈性體,塑料則屬于熱溶冷固性。橡膠因硫化物種類主體不同,其成型固化的溫度范圍,亦有相當(dāng)?shù)牟罹?,甚至可因氣候改變,室?nèi)溫濕度所影響。因此橡膠制成品的生產(chǎn)條件,需隨時(shí)做適度的調(diào)整,若無(wú),則可能產(chǎn)生制品品質(zhì)的差異。
七、橡膠貼合用雙面膠區(qū)分:
一般工業(yè)用雙面膠,可分壓克力膠系及橡膠膠系兩大類。而此兩大類,又都可分有基材及無(wú)基材兩種型態(tài)(有基材:于膠中加上一層棉質(zhì),加強(qiáng)雙面膠本身膠量及強(qiáng)度、無(wú)基材:純膠質(zhì),確保雙面膠之透明度)。因橡膠膠系的主體為CR,用于橡膠制品,極易與橡膠之硫化系統(tǒng),產(chǎn)生反應(yīng)而變黃。所以較淡顏色的橡膠制品,均采用壓克力膠系中的有基材雙面膠(同種類的雙面膠,無(wú)論有基材或無(wú)基材,均以其本身膠質(zhì)厚度做區(qū)分
塑料的成分包括以下部分:
塑料有單成分、多成分之分。單成分塑料僅含有塑料中必不可少的合成樹(shù)脂。如有機(jī)玻璃就是一種單成分的聚甲基丙烯酸甲酯的塑料制成的,而大多數(shù)的塑料除有合成樹(shù)脂外,還有填充料、硬化劑、著色劑以及其他添加劑,這就是多成分塑料。
1、合成樹(shù)脂
在塑料中幾乎都采用合成樹(shù)脂。樹(shù)脂是塑料中最主要的成分,起著膠粘劑的作用,能將塑料的其他成分膠結(jié)成一個(gè)整體。雖然加入各類添加劑可以改變塑料的性質(zhì),但樹(shù)脂是決定塑料類型、性能及使用的根本因素。
在塑料裝飾材料中常用的樹(shù)脂種類有:
聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、酚醛(PF)、脲醛(UF)、環(huán)氧(EP)、聚酯(PR)、聚氨酯(PU)、聚甲基丙烯酸甲酯(PUMA)、有機(jī)硅(SI)等。
按照受熱時(shí)所發(fā)生的變化不同,合成樹(shù)脂又可分為熱塑性樹(shù)脂和熱固性樹(shù)脂兩種。
(1)熱塑性樹(shù)脂:是具有受熱軟化、冷卻硬化的性能,而且不起化學(xué)反應(yīng),無(wú)論加熱和冷卻重復(fù)進(jìn)行多少次,均能保持這種性能。凡具有熱塑性樹(shù)脂其分子結(jié)構(gòu)都屬線型。它包括含全部聚合樹(shù)脂和部分縮合樹(shù)脂。熱塑性樹(shù)脂有:聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、橡膠等。熱塑性樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)是加工成型簡(jiǎn)便,具有較高的機(jī)械能。缺點(diǎn)是耐熱性和剛性較差。
(2)熱固性樹(shù)脂:樹(shù)脂加熱后產(chǎn)生化學(xué)變化,逐漸硬化成型,再受熱也不軟化,也不能溶解。熱固性樹(shù)脂其分子結(jié)構(gòu)為體型,它包括大部分的縮合樹(shù)脂,熱固性樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)是耐熱性高,受壓不易變形。其缺點(diǎn)是機(jī)械性能較差。熱固性樹(shù)脂有酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽和聚酯以及硅醚樹(shù)脂等。
2、填充料
填充料可以改善和增強(qiáng)塑料的性能。例如:加入纖維可以提高塑料的機(jī)械強(qiáng)度;加入石棉可以增強(qiáng)塑料的耐熱性能;加入云母可以增強(qiáng)塑料的電絕緣性能;加入石墨、二硫化鉬可以改善塑料的耐磨擦、耐磨損性能。加填充料還可以降低塑料成本。
3、增塑劑
塑料中摻加增塑劑可以改善塑料的可塑性和柔軟性,減少脆性。常用的增塑劑有:鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯、樟腦、二苯甲酮等。
4、硬化劑
硬化劑也稱固化劑或熟化劑。它的主要作用是使聚合物的線型分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)成體型分子結(jié)構(gòu),從而使樹(shù)脂具有熱固性。酚醛樹(shù)脂中常用硬化劑為烏洛托品(六亞甲基四胺)。環(huán)氧樹(shù)脂常用的硬化劑有胺類、酸酐類。
5、著色劑
在塑料中加入著色劑,可使塑料具有鮮艷的色彩和光澤。著色劑常采用各種顏料和染料,有時(shí)也采用能產(chǎn)生熒光或磷光的顏料。
6、穩(wěn)定劑
許多塑料在成型加工和制品使用中,由于受熱、光或氧的作用,過(guò)早地發(fā)生降解、氧化斷鏈、交聯(lián)等現(xiàn)象,而使材料性能變壞。為了穩(wěn)定塑料制品質(zhì)量,延長(zhǎng)使用壽命,通常在其組分中加入穩(wěn)定劑。常用的穩(wěn)定劑有硬酯酸鹽、鉛白、環(huán)氧化物等。
7、其他添加劑
塑料加工時(shí),為了脫模和使制品光潔,常需潤(rùn)滑劑,常用的潤(rùn)滑劑有脂肪酸及其鹽類。為了使塑料制品如塑料地坂、塑料地氈抗靜電,則加入抗靜電劑,以提高表面導(dǎo)電度,使帶電塑料迅速放電。
為了使塑料制品具有更好的性能,以適應(yīng)各種使用要求,還有:抗氧劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、發(fā)泡劑、發(fā)光劑、香脂等。
2,關(guān)于塑料的分類 :
塑料的分類體系比較復(fù)雜,各種分類方法也有所交*,按常規(guī)分類主要有以下三種:一是按使用特性分類;二是按理化特性分類;三是按加工方法分類。
1、按使用特性分類
根據(jù)名種塑料不同的使用特性,通常將塑料分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三種類型。
2、按理化特性分類
根據(jù)各種塑料不同的理化特性,可以把塑料分為熱固性塑料和熱塑料性塑料兩種類型。
3、按加工方法分類
根據(jù)各種塑料不同的成型方法,可以分為膜壓、層壓、注射、擠出、吹塑、澆鑄塑料和反應(yīng)注射塑料等多種類型。
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