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耐低温脆性橡胶小知识--功能橡胶

功能橡胶是弹性体中的新型材料,它们除具备橡胶*的高弹性外,还兼具不同的特殊功能。这类特殊功能是通过合成、共混、接枝及复合等物理、化学方法获得的。这些特殊功能涉及很多方面,如力学方面的超高强度、超低硬度;与热学有关的热敏性;电学上的超导;光学上的光敏、光刻、光蓄;以及与生物学有关的仿生功能等。

一、功能化的途径

为获得特定功能,需通过如下的不同途径:

通过化学合成和改性

1、合成  用化学合成的方法来获取所需之功能。例如采用茂金属催化体系,可合成阻尼效果大大超过丁基橡胶的弹性聚烯烃。

2、化学改性  采取卤化、羧基化、环化等方法使原来的弹性体改性,得到易粘、易共混、耐油、耐热的弹性体。例如,高间1,2聚丁二烯就是一种功能橡胶,其特殊之处是具有优异的透气、透湿性,是理想的食品保鲜材料。

3、偶联改性  在橡胶中引入活化度高的基团,再在两端引入羟基,便能借助于大气中的水分进行固化,从而大大简化工艺。又如硅烷类偶联剂与带异氰酸端基的聚酯或聚醚反应,能生成建筑工程中大量应用的密封剂。

通过对结构和形态的控制

1、控制硫化结构  有意识地控制交联结构和形态是实现橡胶功能化的另一主要途径。硫黄P促进剂体系普遍用于各类制品,其优点是产品有较高的力学性能,但缺点是易返原,耐热性较差。过氧化物交联则有良好的耐热、耐老化性,但物理性能较逊。如果把这两种硫化体系的优点复合在一起,则可起到“互补”作用。例如,由0.48 份硫黄、1.3份DCP和0.5份促进剂NS组成的复合型硫化体系,由于某种原因加强了对硫化结构的控制,可制得各方面性能平衡的功能橡胶,满足高力学性能、高抗环境并重的要求。

2、从硫化形态来控制  对橡胶的硫化形态进行控制,也是制备功能橡胶的途径之一。总的趋势是向动态硫化倾斜。具体地说,就是采用2 种或2 种以上热力学不相容的聚合物构成不均匀多相形态,来实现多功能。在互不相容的微观不均相的基础上,使多种功能(有时甚至是对立的功能) 并存于功能橡胶之中。

二、功能橡胶的应用领域

超高物理性能  一般都采取橡塑共混法。例如,以氢化丁腈橡胶为基材,与ZMA (聚甲基丙烯酸锌) 共混。以ZMA 作为分散相而得到纳米级复合材料。在复合体中同时存在着HNBR 的自身交联、ZMA 聚集和HNBR/ZMA 界面接枝反应,从而赋予材料以超高强度。

超低硬度  极低硬度也是某些制品所企求的特种功能。目前有一种制法是让EPDM和大量的油共混,硬度可降到0～18 度(邵氏A) ,并具有抗压缩变形、耐候、耐臭氧、耐热性。作为密封材料,其密封性好于丁基胶。

自润滑性  减少橡胶表面摩擦的通用办法是在表面涂液态润滑剂,其不良后果是会带来污染。如改为添加固体润滑剂,问题便可解决。以丁腈橡胶为例,不加任何润滑剂的摩擦系数为2 ,添加固体润滑剂后摩擦系数降至0. 7 ,且噪音也大幅度减轻。

电磁屏蔽  一般采取表面涂覆处理,把电磁波干扰降至低。所用的屏蔽材料多采用金属粉末,均匀混入胶料中。

压敏型  一般都是使导电橡胶兼具压敏性,用于压力传感器。

光敏性  以环化橡胶添加偶氮类化合物制成,多用于半导体元件、集成电路。

形状记忆 这是橡胶*的功能,它建立在弹性复原的基础上。目前广泛用于包装、电线、电缆接头和终端绝缘保护。