工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
在橡膠許多種類(lèi)的利用標(biāo)準(zhǔn)中,下列的介紹做為鑒別與選擇上的輔助:
* ASTM D1418 -橡膠和橡膠格 (rubber lattice) ,專(zhuān)用術(shù)語(yǔ),此標(biāo)應(yīng)描述所有橡膠的化學(xué)成分 。
* ASTM D1566 -有關(guān)橡膠術(shù)語(yǔ)的標(biāo)準(zhǔn)定義 。此可確定在生產(chǎn)者、制 模 者與橡膠產(chǎn)品設(shè)計(jì)者間,有一清晰的溝通。
* ASTM D2000 -汽車(chē)中橡膠零件的標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)系統(tǒng) 。當(dāng)然,此標(biāo)準(zhǔn)并非僅限於汽車(chē)零件,而且它似為所有文件中最主要的。
D2000 分類(lèi)系統(tǒng)如同 SAEJ200 ,它是基於所有橡膠化合物可以編入具特徵材料命名法的前提 。此類(lèi)命名包括型( type ,基於抗熱老化的能力)和類(lèi)( class ,基於在油中的抗膨脹能力)。基本的等級(jí)已建立,以及價(jià)值說(shuō)明更多的需要,使所有的橡膠材料有完整的描述。
D2000 規(guī)格也可用以敘述尚未存在而希望有的材料 。橡膠技師可用此標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)工程師來(lái)討論材料,以達(dá)到相互的了解,而不致遺漏此材料化學(xué)組成的可行性,它對(duì)工程師也不無(wú)價(jià)值。
天然橡膠與較好材料的追尋
起初,世上只有自然橡膠 。直到汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá),車(chē)胎和其他產(chǎn)品的大量需求,才有了尋求天然橡膠替代品的動(dòng)機(jī)。然而橡膠園豐富的原料足以應(yīng)付當(dāng)時(shí)的需求量。
制造大致類(lèi)似天然橡膠性質(zhì)的合成橡膠性質(zhì)的合成橡膠的意念,一直吸引著研究者,但是到一次世界大戰(zhàn)時(shí),才有某程度的進(jìn)展。德國(guó)科學(xué)家在被切斷天然橡膠資源后,開(kāi)發(fā)了一種似橡膠的材料,它叫甲基橡膠( methyl rubber )。此為開(kāi)始,但并非成功的一個(gè);甲基橡膠次於天然橡膠,生產(chǎn)費(fèi)用昂貴,且由於戰(zhàn)后天然橡膠的重新利用,整個(gè)制造中斷。
由性能訂定橡膠材料
表 12 中,橡膠分類(lèi) 「型」與「類(lèi)」的命名,是依據(jù) ASTM D2000 和SAE J200 。「型」的命名是經(jīng)由熱測(cè)試,訂定最大應(yīng)用溫度;字母 A 到 J 表示溫度范圍由 70 ℃ 到 270 ℃ 。「類(lèi)」的命名是依據(jù)浸泡於油性試驗(yàn)看 (ASTM#3) 后,最大體積膨脹百分比;字母 A 到 K 代表十個(gè)類(lèi)別 。
「型」與「類(lèi)」的命名是寫(xiě)在一起的。譬如, AK 定義一種橡膠在 70 ℃ 下可連續(xù)使用,以及漏泡在 ASTM 所提供的油類(lèi)中,體積膨脹不會(huì)超過(guò) 10% 。
表 12
彈性物的基本規(guī)定
因訂定型與類(lèi)
型
測(cè)試溫度
( ℃ )
類(lèi)
體積膨脹
(最大%)
A
70
A
B
100
B
140
C
125
C
120
D
150
D
100
E
175
E
80
F
200
F
60
G
225
G
40
H
250
H
30
J
275
J
20
K
10
top
表 13 常用到并能符合如 ASTM D2000 和 SEA J200 上典型的規(guī)定 。這份表單是沒(méi)有界限的;其他聚合物也能符合相同規(guī)范。
表 13
ASTM D2000
典型橡膠
SAE J200
命 名
型 ¯↓ ↓¯ 類(lèi)
A A
天然橡膠 、笨乙烯、丁二烯、丁基、乙烯、丙烯、聚丁二烯、異戊二烯。
A K 聚硫化物 。
B A
乙烯、丙烯、笨乙烯(高溫)、丁基。
B C
氯丁二烯。
B E
氯丁二烯。
B F
B G
B K 聚硫化物
C A
乙烯丙烯。
C E
氯硫酯聚乙烯。
C H 、環(huán)氧一氯一丙烷、乙烯/丙烯酸。
D A
乙烯丙烯。
D F
聚丙烯酯(丁基-丙烯脂)。
D H
聚丙烯酯。
F C
矽(高強(qiáng)度)。
F E
矽。
F K
氟化矽。
G E
矽。
H K 氟化橡膠。
在第二次世界大戰(zhàn)前,三件事情影響合成橡膠的發(fā)展 。有趣的是,其中二項(xiàng)——二十年代后期的 Thiokol (聚硫化物 polysulfide )和三十年代前期的 neoprene (氯丁二烯 chloroprene )——是無(wú)意間制造出來(lái)的。雖然如此,由於此種材料優(yōu)異的耐油性與抗溶劑性,在今日它們依然被運(yùn)用於許多產(chǎn)品中。第三項(xiàng)是在德國(guó) Buna 橡膠(丁二烯苯乙烯, Buna S 和 Buna N 或 )的發(fā)展 。雖然這些材料的品質(zhì)很差,比不上天然橡膠,但這些技術(shù)經(jīng)許多改進(jìn)與修正,形成日后合成橡膠上主要的基礎(chǔ),而於 1940 年代早期,在美國(guó)運(yùn)用於生產(chǎn)上 。
二次世界大戰(zhàn)時(shí),再度依賴(lài)替代品。許多材料包括天然橡膠、 SBR (當(dāng)時(shí)稱(chēng)做 GR-S --控制橡膠苯乙烯) 、德國(guó) Buna S 的改進(jìn)式樣,這些已脫穎而為主要的替代品 。在同一時(shí)期的其他競(jìng)爭(zhēng)材料是 GR-M ( neoprene 或單乙烯基乙炔 monovinyl acetylene ), GR-I (丁基或異丁烯), GR-A ( 或丙烯 ),和 GR-P (聚硫化物 。
今日, SBR 一直占重要地位,它幾乎占美國(guó)所使用全部橡膠(天然與合成)的一半 。針對(duì) SBR 的大量需求也對(duì)這種材料提升大量產(chǎn)能 。這也使得許多工業(yè)觀察家時(shí)常提出暗示性的推測(cè):「天然橡膠的使用將銳減」。
1960 年左右,對(duì)這種想法的支持者,以乙烯-丙烯橡膠( EPR 和 EPDM )的發(fā)展,造成一股特殊的聲浪 。 EPDM 是一種成本的合成橡膠,它有比天然橡膠更近似的化學(xué)惰性,因而具有極佳的耐臭氧性和大氣中的時(shí)效性 。但是 EPDM 沒(méi)有天然橡膠的抗張強(qiáng)度、可撓性或是良好的搬運(yùn)特性(低強(qiáng)度和高黏度)。所以報(bào)導(dǎo)上稱(chēng)它是天然橡膠的替代品是不會(huì)實(shí)現(xiàn)的。
在旅客運(yùn)送車(chē)的車(chē)胎上 。天然橡膠幾乎獨(dú)斷的使用在多方面,像是在卡車(chē)、客車(chē)、飛機(jī)和非公路上車(chē)輛的車(chē)胎。
隨后的材料說(shuō)明是協(xié)助對(duì)基本材料做快速的初步選擇。詳細(xì)研讀「橡膠的選擇及應(yīng)用指引」,對(duì)於選擇適當(dāng)?shù)南鹉z材料更有助益。 ASTM D2000 則用以命名或規(guī)范已有(或?qū)⒈婚_(kāi)發(fā))的材料 。這些簡(jiǎn)短的材料說(shuō)明可區(qū)分為二類(lèi):無(wú)耐油性需要與有耐油性需要二種。無(wú)耐油性需要的訂定為 A 類(lèi)。字頭部份包含俗名, ASTM D1418 命名法(化學(xué)成份),以及 ASTM D2000 型與類(lèi)的材料命名法 。
參考資料
http://www.katon.com.tw/resources/guide/question01.php
科騰密封公司(KATON)
密封件材料選用指南