塑料与橡胶同属于高分子材料,主要由碳和氢两种原子组成,另有一些含有少量氧、氮、氯、硅、氟、硫等原子,其性能特殊,用途也特别。在常温下,塑料是固态,很硬,不能拉伸变形。而橡胶硬度不高,有弹性,可拉伸变长,停止拉伸又可回复原状。这是由于它们的分子结构不同造成的。另一不同点是塑料可以多次回收重复使用,而橡胶则不能直接回收使用,只能经过加工制成再生胶,然后才可用。塑料在100多度至200度时的形态与橡胶在60至100度时的形态相似,塑料不包括橡胶。
生胶可分别为天然橡胶及合成橡胶两大类。 1.天然橡胶:由橡胶树干切割口,收集所流出的胶浆,经过去杂质、凝固、烟熏、干燥等加工程序,而形成的生胶料。 2.合成橡胶:由石化工业所产生的副产品,依不同需求,合成不同物性的生胶料。常用的如:SBR、NBR、EPDM、BR、IIR、CR、Q、FKM等。但因合成方式的差异,同类胶料可分出数种不同的生胶,又经由配方的设定,任何类型胶料,均可变化成千百种符合制品需求的生胶料。 天然橡胶来自热带和亚热带的橡胶树。由于橡胶在工业、农业、领域中有重要作用,因此它是重要的战略物资,这促使缺乏橡胶资源的国家率先研究开发合成橡胶。
橡胶原料的配制可分三个基本过程。 1.塑炼:塑练是将生胶剪断,并将生胶可塑化、均匀化,帮助配合剂的混练作业。其效果是改善药品的分散,防止作业中产生摩擦热,而致橡胶发生焦烧现象,进而改变橡胶的加工性。 2.混炼:混练是将配合药物均匀混入塑炼完成的生胶中,而混炼的优劣,直接影响制品的良否。药物分散不均,分子结构无法完全交联,橡胶则无法达到理想的物性。 3.压出:混炼完成的生胶,经过压出作业,将胶料中含有的多余空气压出,并完成所需的厚度,以利于模具内之成型作业。
生胶分子结构为不饱和长键的弹性体,所以成型的要件中,需有适当的药品添加物及外在环境因素(如时间、温度、压力等) ,将其不饱和键破坏,再重新结合为饱和键,并以真空辅助,将内含的空气完全逼出。 如此,才可令成型的橡胶,发挥其应有的特性。若其成型过程有任何缺失(如配方错误、时间不足、温度失当等),则可造成物性流失,多余药物释出,变形,老化加速,种种严重不良现象产生。
依橡胶成品所处的环境条件,随时间的经过,引起龟裂或硬化,橡胶物性退化等现象,称之为老化现象。引起老化的原因,内部因素。 内部因素:内部因素有橡胶的种类、成型方式、键结程度、配合药物的种类、加工工程中的因子等。 老化现象的防止,着重于正确的胶种选择及配方设计,外加严谨的生产理念。如此才可增加橡胶制成品的寿命,并发挥应有的特殊功能。
橡塑材料因其化学结构的特性,属于易燃产品,在燃烧过程中产生融滴。为了满足使用中阻燃的要求,国际上普遍采用以下的办法: 1、提高氧指数。材料的氧指数是指维持该材料持续燃烧的低氧气浓度,氧指数越高表明材料阻燃性能越好,反之则差。氧指数>26,在空气中会离火自熄,氧指数>32,在空气中很难燃烧。对易燃材料的氧指数提高一般采用的方法有:共聚法――即在分子链上通过共聚反应引入X、P、N等原子,在材料燃烧分解时产生的HX、NH3等能稀释断链产生的小分子烯烃、烷烃的密度,抑制燃烧反应的进行;接枝法――即将阻燃性好的单体通过接枝反应在易燃的分子链上,以提高其阻燃性;交联法――即将线性分子链通过交联反应在分子链间形成网状结构来达到提高氧指数的目的。橡塑材料提高氧指数的办法则是交联法。 2、加入阻燃添加剂,使其燃烧的产物隔绝空气与可燃气体,提高产品的阻燃性能。阻燃添加剂分成两种:卤系添加剂和金属氢氧化物阻燃剂。