工业输送带橡胶是惟一一种具有高弹性的材料,是人类使用的重要材料之一,现在使用的材料分为金属和非金属两大类,金属类又分纯金属和合金两类,非金属又分为有机和无机两类,橡胶、塑料、纤维属于有机高分子类的材料;
近二十年来中国的橡胶工业有了很大的发展,如2001年耗胶量为230万吨,居世界第二位,产橡胶皮带量为1.1亿条,为世界第三,但中国人均年耗胶量较低,欧美约为l0kg,世界平均3.lkg,中国不到2kg,另外,技术方面也存在差距,因此我国橡胶发展的空间还很大;
常温下具有高弹性是重型输送带橡胶的独具特征,是任何其他材料所不具备的,因此橡胶也被称为弹性体,橡胶的高弹性表现在:
①具有特别大的弹性变形,可以被拉伸大到1000%甚至以上,而金属的弹性变形小于1%;
②变形后去掉外力,能迅速恢复变形,永久变形很小;
③弹性模量特别低,只有l05~l06Pa,而金属材料为1011~l012Pa,橡胶的模量比金属约小6个数量级,也就是说较小的力就会使橡胶发生较大的变形;
④橡胶的应力一应变曲线不像金属,也不像塑料,不出现屈服现象;
橡胶的高弹性变形来源于它的大分子分子链中键比较容易旋转,在外力作用下整条大分子容易变形,因为它的键的旋转位垒比较低,所以模量低,在外力除去后,因为分子热运动又容易使其自动恢复原来的变形,即朝着增大的方向变化,橡胶被拉伸使得其体系内的键值下降变热,而金属的弹性变形来源于它的原子之间的键长和键角的变化,所以模量高拉伸后变凉;
高弹性变形到底达到什么程度,除掉外力后以什么速度,恢复到什么范围,才可以界定为橡胶呢?由于橡胶是一种化工材料,它在大的变形下能迅速而有力地恢复其变形,能被改性,改性的皮带橡胶实质上不溶于但能溶胀于沸腾的苯、甲乙酮、乙醇一甲苯混合物等溶剂中,改性的橡胶在室温下被拉伸到原来的长度的2倍并保持1min后除掉外力,它能在段时间内恢复到原来长度的1.5倍以下;
橡胶属于有机高分子材料,所以它具有这类材料的共性:如密度小,绝缘性好,不容易被酸、碱腐蚀,对流体渗透性低,但它的强度比较低,硬度低,不是那么耐磨,不耐环境老化等,生胶随温度的变化或外力速度的变化可呈现玻璃态、高弹态、黏流态三态,未硫化的耐热输送带橡胶高温下变软乃至黏流,不能保持稳定的形状和必要的性能,低温变硬,正因为如此,生胶必须要经过加工之后才能具备应有的使用性能,由此便产生了橡胶的加工业,同时也就有了橡胶工艺学;
随着科技的发展,热塑性弹性体的出现,特别是坤硕输送带生产厂家自主研发的富含金属催化剂所合成的橡胶原料,已经使得橡胶与塑料之间的界限在不断的缩小,为产品的耐用等诸多性能方面提供了更为广阔的发展空间。
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