以下是对常见橡胶(NR、SBR、IIR、NBR、CR、EPDM、Q、FKM、AU、CSM、ECO、HNBR、FVMQ)的详细分析和关键指标阐述,每种橡胶突出其应用领域中最重要的物性。
天然橡胶(NR)
关键物性:
拉伸强度:天然橡胶因其高度结晶化的能力,具有极高的拉伸强度,可达到20-25 MPa,是众多橡胶中性能突出的代表。其高弹性和强度使其在轮胎和工业传送带中广泛使用。
回弹性:NR具有优异的回弹性,即使在低温环境下也表现出极好的动态响应。这使其成为悬架系统、弹性元件等需要动态回复性能领域的首选。
耐磨性能:天然橡胶在动态条件下的耐磨性能较好,但在干磨耗中可能不如某些合成橡胶。其抗撕裂性与耐磨性是轮胎胎面应用的关键。
缺点:
天然橡胶的耐热性、耐臭氧性和抗老化性能较差,长期暴露在紫外光和氧化环境下会出现裂纹或降解,需添加抗氧剂或抗臭氧剂。
丁苯橡胶(SBR)
关键物性:
耐磨性能:SBR是轮胎工业的主要橡胶之一,因其卓越的耐磨性能和成本效益,被广泛用于制造汽车轮胎胎面。尽管其耐磨性能不如NR,但通过与其他橡胶共混可显著提升。
抗氧化与光老化:SBR相比NR具有更好的抗氧化与光老化性能,其在户外使用的寿命更长。它的稳定性更适合用于密封件、鞋底等领域。
成本与加工性:SBR的合成成本低,且加工性能良好,可以通过硫化或过氧化物进行改性,适应不同的应用场景。
缺点:
SBR的耐寒性较差,低温下弹性和强度显著下降,限制了其在极端环境中的使用。
丁基橡胶(IIR)
关键物性:
透气性:丁基橡胶因其分子结构中含有高密度的饱和烃链,具有优异的气密性。其透气率远低于NR和SBR,广泛用于内胎、气密垫片等。
耐臭氧和耐老化性能:IIR具有非常好的抗臭氧和抗氧化性能,即使在高温和高臭氧环境下也能保持性能,适用于户外密封件和隔膜材料。
介电性能:IIR的高绝缘性使其适合于电气绝缘材料的生产。
缺点:
IIR的动态性能较差,尤其是低温环境下的弹性和回弹性明显不足,限制了其在动态载荷下的应用。
丁腈橡胶(NBR)
关键物性:
耐油性能:NBR因其分子中含有极性的腈基,赋予了它优异的耐油性能,是密封件、O形圈、油管等接触油类介质产品的首选。
耐磨性能:其耐磨性能较优,特别是在油类环境中保持强度和弹性。广泛应用于汽车行业中的输油管和油封。
拉伸强度与压缩永久变形:NBR具有良好的拉伸强度(10-20 MPa)和较低的压缩永久变形,在静密封件领域表现出色。
缺点:
NBR的耐臭氧性能较差,需添加防老化剂来延长使用寿命。此外,其耐寒性能相对较差,在低温下易发生硬化和裂纹。
氯丁橡胶(CR)
关键物性:
耐老化性能:CR的耐臭氧、抗氧化及抗紫外线性能优异,是户外应用的理想材料,常用于电缆护套、挡风玻璃密封条等。
耐油和耐燃性:CR的耐油性能优于NR和SBR,同时具有一定的耐燃性,使其用于航空和轨道交通领域的阻燃橡胶件。
耐磨性能与撕裂性能:CR的综合机械性能优异,特别是动态使用中,其撕裂性能和耐磨性能突出。
缺点:
CR的低温性能较差,低于-30°C时弹性会明显下降。
乙丙橡胶(EPDM)
关键物性:
耐老化性能:EPDM是耐臭氧、抗紫外线和抗氧化性能最优异的橡胶之一,适合用于汽车密封条、屋顶防水层等。
耐热与耐寒性:EPDM能够在-50°C至150°C的宽温度范围内保持良好的弹性,是冷热环境下的理想材料。
介电性能:其优异的电绝缘性使其广泛用于电缆绝缘层。
缺点:
EPDM的耐油性较差,不适合长期接触油类介质的场景。
硅橡胶(Q)
关键物性:
耐高温与耐寒性能:硅橡胶是耐温范围最广的橡胶之一,可在-60°C至200°C的环境下长期使用,适用于航空航天和医疗设备。
生物相容性:其生物相容性和化学惰性使其成为医疗和食品接触材料的首选。
耐老化性能:硅橡胶对光、臭氧和氧化的抵抗力极高,是室外和长期使用的理想选择。
缺点:
硅橡胶的机械强度较低,不适合需要高强度和耐磨性的动态场景。
氟橡胶(FPM/FKM)
关键物性:
耐化学性能:FPM对油类、溶剂和强酸碱等化学物质的耐受性极高,是化工密封件的首选。
耐高温性能:氟橡胶可在200°C以上的环境中长期使用,适用于发动机密封件和高温环境中的密封材料。
透气性:其极低的透气性使其适合用于气密性要求极高的场合,如燃料系统。
缺点:
FPM的耐寒性能较差,在低温下弹性显著下降。
聚氨酯橡胶(AU)
关键物性:
耐磨性能:聚氨酯橡胶是耐磨性能最优异的弹性体之一,广泛用于工业滚轮、输送带等领域。
机械强度:其拉伸强度和抗撕裂性能极高,适合高载荷条件下的使用。
耐油性能:良好的耐油性能使其应用于液压系统密封件。
缺点:
耐热性较差,长期高温环境下易老化。
氢化丁腈橡胶(HNBR)
关键物性:
耐热与耐油性能:HNBR对热油和高温的耐受性优于普通NBR,可在150°C的环境中长期使用。
机械性能:HNBR兼具高强度和耐磨性能,是动态密封件的理想选择。
抗老化性能:其耐臭氧和抗老化性能较普通NBR大幅提高。
氟硅橡胶(FVMQ)
关键物性:
耐高低温性能:FVMQ的耐温范围在-60°C至230°C之间,适合极端温度条件下使用。
耐化学性能:FVMQ结合了硅橡胶和氟橡胶的优点,耐油、耐溶剂性能突出。
耐老化性能:对紫外线、臭氧和氧化的抗性极强。
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