橡膠的物理特性和配合系統(tǒng)

常溫下橡膠是一種獨具高彈性聚合物材料，是任何其他材料所不具備的膠也被稱為彈性體，它具有特別大的彈性變形，最大可以被拉伸到1000%以上，形后撤去負荷，變形能迅速恢復(fù)，殘余變形很??；橡膠的應(yīng)力一應(yīng)變不出現(xiàn)屈服現(xiàn)象。此外，橡膠屬于有機高分子材料，所以它具有有機高分子材料的共性，如密度小，電絕緣性能好，不容易被酸、堿腐蝕，氣密性高，但它的強度和硬度比較低，耐磨性能差，不耐老化等。分子材料的共性，如密度小，電絕緣性能好，不容易被酸、堿腐蝕，氣密性高，但它的強度和硬度比較低，耐磨性能差，不耐老化等。
生膠隨溫度的變化可呈現(xiàn)三種狀態(tài)即玻璃狀態(tài)、高彈性狀態(tài)、黏流狀態(tài)。如天然橡膠(NR)在-72℃以下為玻璃狀態(tài)，在1 30℃以上為黏流狀態(tài)，在此兩溫度之間為高彈狀態(tài)。未經(jīng)過硫化的橡膠在高溫下變軟甚至呈黏流，形狀和性能都隨之變化，低溫時變硬。正因為如此，生膠必須要經(jīng)過加工之后才能具備應(yīng)有的使用性能。
橡膠的配合系統(tǒng)
生膠不能直接制成橡膠制品，它是橡膠制品的母體材料，為便于加工和改善產(chǎn)品的使用性能，必須加入各種不同的輔助化學原料，這些原料總稱為配合劑。
配合劑的種類很多，所起的作用及對橡膠制品性能的影響也不相同。
1．硫化劑
硫化劑是一類使橡膠由線型大分子轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)體狀大分子的物質(zhì)，這種轉(zhuǎn)變過程稱為硫化。不同的橡膠使用不同的硫化劑。硫化劑有：硫磺、硫磺給予體，有機過氧化物，醌類，酯類化合物，某些金屬(Zn. Mg)的氧化物等。硫磺是天然橡膠及二烯烴類通用合成橡膠的主要硫化劑。
2．硫化促進劑
硫化促進劑可加快硫化速度和降低硫化溫度，縮短硫化時間，并且還能改善硫化橡膠的物理機械性能。硫化促進劑分有機的和無機的兩大類。促進劑有氧化鉛、氧化鎂、噻唑類及秋蘭姆類等。
3．活性劑
活性劑是為了提高橡膠硫化效果而使用的化學藥品，加入少量的活性劑不僅能使促進劑發(fā)揮促進作用，由于硫化活性劑的存在，參與硫化作用，提高橡膠的物理機械性能。活性劑分無機活性劑和有機活性劑。無機活性劑大多數(shù)為金屬氧化物、氫氧化物和堿式碳酸鹽等；有機活性劑有硬脂酸、二乙醇胺、三乙醇胺、硬脂酸鋅等。
4．防老劑
橡膠制品在加工、儲存和使用過程中，由于受陽光、熱、氧、臭氧、機械應(yīng)力和高能輻射等內(nèi)外因素的綜合作用和影響，而使原有的優(yōu)良性能變壞，這種不可逆的變化稱為老化。凡能抑制橡膠老化現(xiàn)彖的物質(zhì)叫做防老劑。防老劑一般可分兩類，即物理防老劑和化學防老劑。物理防老劑主要有石蠟、微晶蠟等物質(zhì)。在常溫下，這種物質(zhì)在橡膠制品表面，形成一層薄膜，起隔離臭氧、氧氣作用。化學防老劑有苯酚類、芬伯胺和仲胺類化合物。
5．防焦劑
橡膠在硫化前要經(jīng)過塑煉、混煉、壓延、擠出等工藝過程，由于機械作用產(chǎn)生的熱量，或者在高溫條件儲存，都可能會使膠料產(chǎn)生早期硫化而導(dǎo)致塑性降低，這種現(xiàn)象就稱作焦燒或早期硫化。防止橡膠早期硫化的添加劑，稱為防焦劑。防焦劑主要是硫氮類。其他防焦劑還有有機酸，如水楊酸、鄰苯二甲酸酐(PA)和亞硝基化合物(NDPA)等。
6．軟化劑
能降低橡膠分子間的作用力，增加膠料的流動性能和可塑性能，使粉狀配合劑與生膠很好地浸潤，改善混煉工藝，縮短混煉時間。也可降低硫化膠硬度，定伸應(yīng)力，提高膠料彈性和耐寒性等的添加劑，稱為軟化劑。又因能增加膠料塑性故也常稱作增塑劑。軟化劑（或增塑劑）主要有石油產(chǎn)品、煤焦油產(chǎn)品、植物油產(chǎn)品和合成產(chǎn)品。
7．補強劑和填充劑
補強劑和填充劑可統(tǒng)稱為填料。填料可大幅度提高橡膠的力學性能；使非自補強橡膠具有使用價值。另外，某些填料還能賦予橡膠磁性、導(dǎo)電性、阻燃性、彩色等功能性，使橡膠具有良好的加工性能和降低成本等。