常用橡膠的種類介紹(一)

橡膠材料的特點

1. 高彈性：彈性模量低、變形大(1000%)、可回復
2. 黏彈性：應力鬆弛、蠕變、滯後損失(溫度和時間依賴性)
3. 除熱塑性彈性體外，橡膠必須進行硫化才能使用
4. 必須加入補強劑
5. 有老化現象，其他如比重小、電絕緣性、硬度低、柔軟性好、氣密性好

按來源和用途分類

• 天然橡膠

• 合成橡膠

• 通用合成橡膠

1. 丁苯橡膠SBR
2. 順丁橡膠BR
3. 丁腈橡膠NBR
4. 氯丁橡膠CR
5. 乙丙橡膠EP(D)M
6. 丁基橡膠IIR
7. 異戊橡膠IR

• 特種合成橡膠

1. 氟橡膠FKM
2. 矽橡膠MVQ、Q
3. 聚氨酯橡膠PU
4. 丙烯酸酯橡膠ACM
5. 聚硫橡膠T
6. 氯化聚乙烯CPE
7. 氯磺化聚乙烯CSM
8. 氯醚橡膠CO、ECO
9. 氯化順丁橡膠CBR
10. 氯化丁基CIIR
11. 環氧化天然橡ENR

天然橡膠(NR)的組成

• 橡膠烃：92~95%

• 非橡膠成分：7%

• 蛋白質：2~3%

1. 防止老化作用
2. 促進橡膠硫化
3. 易吸潮，發霉；降低絕緣性；
4. 使人過敏（可溶性蛋白）

• 丙酮抽出物：1.5~4.5%

1. 高級脂肪酸：軟化劑、硫化活化劑
2. 甾醇：防老劑
3. 少量的胡蘿蔔素：物理防老劑

• 少量灰分：0.2~0.5%

1. 無機鹽類物質，主要是磷酸鈣和磷酸鎂及少量Fe、Cu、Mn等化合物
2. 影響電性能和老化性能

• 水分：0.3~1.0%

1. 含量高，會使製品產稱氣泡

不同產地標準橡膠如何辨別?

• 中國 SCR-(China)
• 泰國 STR-(Thailand)
• 越南 SVR-(Vietnam)

• 新加坡 SSR-(Singapore)
• 馬來西亞 SMR-(Malaysia)
• 印度尼西亞 SIR-(Indonesia)

NR橡膠烃的結構

97%以上為順式1,4結構，3,4結構為2%

分子量分布廣：3萬~3000萬，平均30萬，呈雙峰分布，其高分子量分布對性能有利；低分子量部分對加工有利，具結晶性，屬自補強橡膠

丁苯橡膠(SBR)

苯乙烯和丁二烯的無規則共聚

優點

• 抗濕滑性 SBR>NR、BR
• 耐磨性 SBR>NR
• 雙鍵含量及活性低，耐熱耐老化性比NR、BR好

缺點

• 無規共聚-非自補強橡膠
• 彈性、耐寒性差，生熱高
• 裂口增長比NR快
• SBR黏著性比NR差

順丁橡膠(BR)

順1,4含量96%以上的聚丁二烯(鎳系、鈷系、釹系)

玻璃轉化溫度（Tg）低：-105℃

優點

• 耐寒性和彈性好
• 滯後損失小，生熱低
• 耐屈撓性優異：耐磨性好 耐老化性能比NR好，以交聯為主
• 順式分子間作用力弱，且具有自補強性，當順式含量越高結晶速度越快

缺點

• BR的抗濕滑性差、耐刺穿及黏著性差
• 具有冷流性（生膠），因此儲存上困難，且半成品挺性差

丁腈橡膠(NBR)

極性

NBR為丁二烯與丙烯腈的無規共聚
另一個結構相似的為SBR

非極性

SBR為丁二烯與苯乙烯的無規共聚

NBR優點

• 抗靜電性在通用橡膠中最好
• 氣密性最好
• 耐熱性、耐臭氧性>NR、SBR、BR長期使用溫度為100℃
• 與極性物質相容性好，例如：PVC、酚醛樹脂、尼龍

缺點

• 彈性、耐寒性差
• 非結晶橡膠，強度低
• 耐熱性、耐臭氧性比EPM、IIR、CR差

氯丁橡膠(CR)

一般性能

• 力學性能較高：自補強+極性橡膠+高分子量
• 良好的耐油性能：通用膠中僅次於NBR
• 良好的耐老化性能：介於不飽和與飽和橡膠之間
• 良好的黏合性能：用作膠黏劑
• 氣密性較高：電絕緣性能差，較差的耐低溫性能

具有阻燃性

• CR的氧指數為38~41，離火自熄(氧指數>27)
• OI>27%為高難燃材料，例如EPDM、FPM、CR
• OI介於22~27%為難燃材料，例如CPE、PC、PA
• OI<22%為易燃材料，例如NR、PE、EPDM

乙丙橡膠(EPDM)

目前除輪胎外消耗量最大的橡膠

EPDM分類

H型

1,4-己二烯HD不常用

D型

雙環戊二烯DCPD，過氧化物硫化速度快

E型

亞乙基降冰片烯ENB，最常用種類，硫化速度最快

飽和性

• 耐熱氧老化：長期120℃-短時150℃
• 耐臭氧老化：無龜裂橡膠
• 耐天候老化
• 耐化學腐蝕
• 商品化的EPDM中第三單體的含量不超過12%

非極性

• 耐極性溶劑，不耐非極性溶劑和氧化性酸
• 耐水、過熱水、水蒸氣
• 電絕緣性能優異：例如海底電纜

丁基橡膠(IIR)

• 主鏈近乎飽和，不飽和雙鍵位於主鏈上
• 分子主鏈周為有密集的側甲基
• 結構有序，能取向結晶-自補強橡膠

優點

• 耐熱性、化學穩定性、耐水性
• 高的電絕緣性、耐酸鹼、耐腐蝕
• 彈性低、阻尼性的優越
• 優異的氣密性

缺點

• 自黏性和互黏性差
• 自潔性差（相容性差），一般只能與EPR或PE並用
• 硫化速度慢：比NR慢3倍，需高溫或長時間硫化
• 與補強劑之間的作用弱，需進行熱處理

異戊橡膠(IR)

唯一在化學組成上與天然橡膠相近者，又稱人造天然膠

聚異戊二烯有四種異構物

優點

• 彈性高
• 生膠強度高
• 熱累積低
• 一般物理性質好

大致上擁有天然橡膠的一般優點跟缺點