论橡胶、塑料制品的基本特性及检验过程
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摘要：随着国民经济的发展和社会的进步，高分子材料的应用领域越来越广泛，目前高分子材料的品种已逾千种，每年还有很多新的品种出现，因而对其产品性能的检测要求也越来越高。为了进一步的提高和加强对高分子材料相关产品质量的监控和检验，特对高分子材料的相关内容进行简单介绍。
高分子材料的分类有很多的方法，一般来讲，按照其性能和用途可以分为塑料、橡胶、纤维等三大类，此外还有涂料、粘合剂及功能高分子等应用形式。
1 橡胶
橡胶工业在国民经济中占有很重要的地位，由于橡胶具有独特的高弹性能、优异的疲劳强度、极好的电绝缘性和耐磨性能等特性，被广泛用于制造轮胎、减震制品、密封制品、化工防腐材料和电缆绝缘材料。
橡胶制品的应用品种主要可分为轮胎、胶带、胶管、胶鞋、橡胶工业制品等五大类。
轮胎主要分为实心轮胎和充气轮胎。特别是子午线充气轮胎具有胎面耐磨性好、负荷量大、缓冲性能好等特点。
胶带按功能不同可分为运输胶带和传动胶带。其中传动胶带主要包括平行传动带、三角带以及同步齿形带、无级变速带、高速环形带等，均为传动动力使用。
胶管是用橡胶和纤维材料制成的可弯曲的软管，有时也用金属编织物和金属螺旋线，以便进一步提高胶管的耐压强度和抗挤压能力。按使用特性分为耐压胶管、吸引胶管和耐压吸引胶管。按胶管材料和结构分为全胶胶管、夹布胶管、编织胶管、缠绕胶管、针织胶管和吸引胶管等6种。
胶鞋按照结构特点和形式主要分为布面胶鞋和胶面胶鞋。
橡胶工业制品按生产过程可分为模型制品和非模型制品。
橡胶制品的原材料主要可分为天然橡胶、合成橡胶、粉末橡胶、液体橡胶及热塑性橡胶、再生胶等几大类。
天然橡胶是从天然植物中采集出来的高弹性材料。天然植物中最好的是三叶橡胶树，其次还有杜仲树、银色橡胶菊、橡胶草等。
天然橡胶主要可分为三叶橡胶和野生橡胶，其中三叶橡胶主要可分为烟片胶、皱片胶、风干胶片、颗粒橡胶、胶清橡胶、易操作橡胶等品种，此外还包括纯化橡胶、难结晶橡胶、粉末橡胶等特制品种。三叶橡胶的衍生橡胶主要有环化橡胶、聚化橡胶、氢氯化橡胶、氧化橡胶、液体橡胶、改性橡胶等。
合成橡胶是由某些低分子物质作为原料，经过复杂的化学反应制备而得到的，用来合成橡胶的低分子化合物称为单体，常用的主要有丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯、异丁烯等，此外还有苯乙烯、丙烯腈等，这些单体主要来自于石油天然气、煤和石灰石以及农林产品。合成橡胶按其性能及用途可分为通用和特种合成橡胶，其中通用合成胶主要包括丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶等品种；特种合成胶主要包括丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶、丁吡橡胶等品种。
再生胶主要是废旧橡胶制品和橡胶工业生产中硫化胶的边角废料，采用一定的加工方法而得到的具有一定可塑性同时可以重新硫化的橡胶。再生胶的生产工艺主要有水油法、油法及压出法等。再生胶广泛应用于各种橡胶生产，对机械性能要求不高的橡胶制品均可以掺用再生胶，但是再生胶不能全部使用，大多是并用，除了丁基橡胶以外的各种生胶与再生胶都能很好的互混。
橡胶制品的加工过程中常加入的主要配合剂有硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂、防焦剂、防老剂、软化剂、补强剂、填充剂等助剂，除此之外橡胶工业中常用的配合剂还有着色剂、溶剂、隔离剂、脱模剂、发泡剂、胶黏剂、塑解剂以及胶乳专用配合剂等。在实际工业生产中，有时为了得到一些特殊要求的橡胶制品，还可加入一些具有特殊作用的加工助剂及填料。
硫化剂是在一定条件下能使橡胶发生高联的物质的统称，包括硫黄、碲、硒、含硫化合物、过氧化物、醌类化合物、胺类化合物、树脂、金属化合物等，其中硫黄、硒、碲及含硫化合物主要用于天然橡胶和二烯烃类通用合成橡胶，其他类型的硫化剂主要用于饱和度较大的合成橡胶及特种合成橡胶。
由于橡胶的弹性大，弹性模量低，在外力的作用下极易变形，橡胶本身的机械强度也比较低，因此在橡胶制品中常使用纺织材料或者金属材料作为骨架材料来增大制品的机械强度，减少变形。几乎90%以上的橡胶制品，如轮胎、胶管、胶带、胶鞋、胶布等都要使用纤维材料作为其骨架材料。目前橡胶制品中使用的纤维材料主要可分为棉纤维、人造丝、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、玻璃纤维、钢丝、高模量芳香族聚酰胺纤维等几种纤维。
1.1 橡胶结构对其性能的影响
橡胶制品的分子量很大，属于高分子化合物，因此其分子量及分子量分布对制品的性能有很大的影响，只有分子量大到一定值的时候才能显示出所需的强度，若分子量过低，强度也很低。橡胶的高弹形变介于理想弹性体与粘性液体之间，属于一种粘弹物质，主要表现在形变需要时间这一特性上，在形变过程中会产生蠕变、应力松弛、内耗等一系列的粘弹现象。
橡胶的导热系数与一般的固体不同，随着温度的上升呈下降趋势。在低温下，橡胶处于玻璃态，橡胶的导热系数随温度的升高增加，在玻璃化温度转变区时出现较大值。
1.2 橡胶制品的加工工艺
橡胶的加工工艺一般包括塑炼、混炼、压延及压出、橡胶制品成型、硫化等工艺。
塑炼的目的是为了降低生胶的弹性、增加其可塑性，同时获得适当的流动性，满足后续加工工艺的要求，在塑炼的过程中要尽量保持生胶的可塑性均一，保证制备的胶料质量均一一致。生胶的塑炼导致其弹性下降，可塑性增大；溶解度增大，橡胶溶液的粘度降低；胶料的粘着性能提高。随着生胶可塑性的增大，硫化胶的机械强度降低，永久变形增大，耐磨耗性能降低，耐老化性能下降，因此在保证满足工艺条件的前提下，尽量的减小生胶的可塑性能。
将各种配合剂混入生胶中制备质量均匀的混炼胶的过程叫做混炼。混炼胶料的质量对半成品的工艺加工性能和成品质量有着决定性的影响。胶料混炼不好会出现配合剂分散不均一、胶料的可塑性能较差、焦烧及喷霜等现象。混炼过程必须保证各种配合剂完全而均一的分散于生胶中，保证胶料具备一定的可塑性，工艺力求速度快，生产效率高、消耗电能少。