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弹性体和橡胶的区别

弹性体作为技术专用语,在橡胶合成和加工领域的使用十分频繁。但人们在理解或使用它时,往往会质疑它和橡胶是否为同一概念,两者时间是否存在差别,是否可以相互代用,为此让我们看一下在一些权威性的经典著作中对他们是如何定义的。

弹性体

定义一: “凡是室温下受到变形力作用时在外形和尺寸两方面都会产生较大变化,而当外力去除后能在很大程度上(明显)恢复原样的大分子材料”(摘自“ASTM 1972年橡胶名词术语“);

定义二: “在常温下呈现橡胶状弹性的高分子材料(包括橡胶和类橡胶物质)的总称,包括各种天然胶和合成胶”(摘自“橡胶工业词典”化工出版社1989年出版)。

从以上两项定义来理解,虽然他们的出处不同,阐述的具体用词也不同,但总的含义是相同的。第一,弹性体都属于高分子材料;第二,在外力的做一下都会出现变形,而且变形量很大;第三,一旦外力去除,绝大部分的变形随之消失,仅有小部分甚至极小部分变形被永久保留下来,即所谓的永久变形。所以弹性体的变形和复原特性和其他材料有很大区别;:首先当收到外力作用时,能立即产生变形,视乎无需花多大力即能听人摆布;但一旦外力消失,却有强烈的复原倾向。弹性体的这种特征正是其他材料望尘莫及的。

橡胶

橡胶是一种有机高分子,分子量达到几十万。它区别于其他工业材料之处分为4个方面:一,能在很大的温度范围内(-50-150 °C)保持高弹性;二,弹性模量低,比普通材料低3个数量级;三,形变大,伸长率最大可以达到1000%(一般材料小于1%);四,拉伸时放热,而一般材料吸热;五,弹性随温度升高而增大,也于一般材料相反”(出处同定义二)。

由上可知,弹性体和橡胶的性能基本上都是重叠的,概括的说,就是“低模量,高延伸”,但两者也并非完全相同,至少表现以下2个方面:

1. 橡胶的优越特性往往需要通过交联(硫化)后才能充分发挥,而某些弹性体则不然。

2. 某些弹性体材料可以不经过配合,炼胶,硫化等传统的橡胶工艺而直接用塑料加工手段来制造产品。

所以弹性体的涵盖面比橡胶更广,如热塑性弹性体SBS就是典型例子。

由此可见,与橡胶相比,弹性体更侧重的含义是一种物理和材料学的概念,它的范畴更为广泛。弹性体中除橡胶外,还包括众多弹性变形迥异、大分子链交联方式多样化的高分子材料。橡胶是弹性体中最富有代表性的一类。从这个意义上讲,常见橡胶包括硅橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶和丁腈橡胶等都属于弹性体。

由于一些历史原因,早期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。随着弹性体合成技术的发展及性能的提高,橡胶和弹性体的概念日益相通,习惯上两者已称为同义词,经常互相代用。

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。

习惯上,人类把热固体弹性体,即传统橡胶还是称为某某橡胶,如丁苯橡胶、顺丁橡胶和硅橡胶等,罕见丁苯弹性体、顺丁弹性体或硅弹性体的称呼。而对于热塑性弹性体,则习惯称为某某弹性体,如聚氨酯弹性体、SBS弹性体和POE弹性体等。这也是造成大多数人混淆弹性体和橡胶概念的原因之一。

文章分类: 基础知识    概念
2021-12-2 17:32:43
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