橡胶是具有弹性的高分子化合物,运用于轮胎、软管、皮带等广泛领域。下面我们将为您介绍通过数码显微系统来观察、测量橡胶的案例。

橡胶的数码显微系统下的观察、测量

天然橡胶与合成橡胶

天然橡胶

让橡胶树的树液(乳胶)干燥后形成生橡胶,加硫*后的橡胶产品称为天然橡胶(NR, Natural Rubber)。

*加硫:
向生橡胶加入硫磺,通过加热发生分子间结合,提升橡胶的弹性和强度。1839年美国的查尔斯·固特异偶然发现,之后橡胶的产业化不断推进。
合成橡胶
通过石油进行化学合成的橡胶的总称。根据所使用的原料,种类有100种以上。合成橡胶的历史短,第2次世界大战是开发合成橡胶的背景。天然橡胶主要产于东南亚,但难以获得天然橡胶的美国和德国进行了国产化,之后迅速普及。

天然橡胶与合成橡胶的特点

橡胶消耗量中,天然橡胶约占40%,合成橡胶约占60%,根据用途而分别使用。

天然橡胶

优点
橡胶弹性大,抗撕裂强度大,所以广泛运用于卡车、公共汽车、产业用大型轮胎。
缺点
耐候性、耐热性、耐油性低,对于光、热、雨等环境的耐受力弱。

合成橡胶

优点
较天然橡胶而言,杂质少且性能稳定。通过改变原料配方,可以生产具有耐热性、耐化学品性、耐磨损性等各种特性的橡胶。
缺点
较天然橡胶而言,橡胶弹性和抗撕裂强度较弱。

代表性的合成橡胶的种类和特点、用途

合成橡胶大致分为“通用橡胶”和“特种橡胶”。代表性合成橡胶的名称、特点、用途如下所示。

通用橡胶

异戊二烯橡胶(IR)

具有几乎与天然橡胶相同的性质。着色性佳,气味小,低温下也不需要保温。另一方面,耐候性、耐热性弱于天然橡胶。

用途:
用于汽车和飞机轮胎、橡胶皮带等。此外,加入染色剂后,还用于乒乓球拍等。
丁苯橡胶(SBR)

通用橡胶中生产最多的橡胶,耐磨损性、耐老化性优于天然橡胶。耐油性较弱,不适合用于O形环、垫片。

用途:
用于汽车轮胎、鞋底、地砖等。
顺丁橡胶(BR)

流通量仅次于丁苯橡胶的橡胶,弹性、耐磨损性优于天然橡胶。耐油性较弱,不适合用于O形环、垫片。

用途:
用于汽车轮胎、橡胶皮带、软管等。此外,还是塑料ABS树脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene的简称)的主原料。

特种橡胶

丁腈橡胶(NBR)

耐油性、耐磨损性、耐老化性优越。广泛用作耐油性橡胶。

用途:
用于O形环、垫片、垫圈、密封材料。
氯丁橡胶(CR)

具有优越的耐热性、耐候性、耐臭氧性、难燃性等。

用途:
用于汽车的皮带和软管、电线和电缆的包覆材料。此外,由于还具有优越的粘性,所以还被用于粘合剂、涂料。
丁基橡胶(IIR)

具有优越的耐热性、耐振性、耐化学品性。此外,还具有电绝缘性。

用途:
由于透气率低,所以用于轮胎内胎。此外,还用于音响隔音材料、电线包覆材料。
乙丙橡胶(EPM/EPDM)

具有优越的耐老化性、耐候性、耐臭氧性,在室外不易劣化。另一方面,耐油性较弱。

用途:
用于汽车部件(散热器水管和皮带等)、电线包覆材料、建筑材料等。
压克力橡胶(ACM)

具有优越的耐热性、耐候性、耐臭氧性,特别是高温下的耐油性优异。另一方面,耐寒性、耐化学品性较弱。

用途:
用于汽车油管、垫圈、密封材料等。
硅橡胶(Q)

具有非常优越的耐寒性、耐热性,还具有优越的耐候性、耐臭氧性、电绝缘性。另一方面,拉伸等机械强度较低。

用途:
由于对人体无害且具有耐热性,所以用于食品容器、医疗产品等。
氟橡胶(FKM)

具有极其优越的耐热性、耐化学品性,但价格高。

用途:
用于食品、药品的设备或部件。
聚氨酯橡胶(U)

具有优越的拉伸强度和承受负重性,还具有优越的耐油性、耐磨损性。另一方面,耐热性、耐水性较弱。

用途:
用于轮胎、鞋底、辊等支撑重物的部件。

根据形状进行的橡胶分类

板状橡胶
将橡胶加工成板状的橡胶板。
用于加工垫圈、垫片、密封材料等。
泡沫橡胶
向橡胶中加入起泡剂,将橡胶加工成多孔状态(海绵)。
泡沫橡胶有以下2种。
连续气泡
气泡连在一起的结构,水和空气可以通过。用作过滤器和隔音材料。
独立气泡
气泡独立的结构,水和空气不可以通过。用作垫片、隔热材料。

橡胶的硬度

橡胶的软硬程度用硬度表示。在0到100的数值中,越接近0则越柔软,越接近100则越硬。

  • a:棉花软糖
  • b:橡皮糖
  • c:轮胎
  • d:硬球
  • e:高尔夫球

通过数码显微系统来观察、测量橡胶的案例

为您介绍使用基恩士的4K数码显微系统“VHX系列”来观察、测量橡胶的应用案例。

观察密封条表面
VHX-E20 50× 环状照明

Optical Shadow Effect Mode图像

通过Optical Shadow Effect Mode功能,
能够实现黑色橡胶表面凹凸的可视化。

橡胶管的3D形状测量
ZS-20 50× 环状照明
苯胺印版(橡胶)的3D形状测量
ZS-200 500× 环状照明
观察白色橡胶辊
ZS-200 500× 同轴落射照明 2D图像

3D图像

通过3D图像,能够实现白色表面凹凸的可视化。

观察橡胶皮带的磨损
ZS-20 20× 环状照明 Optical Shadow Effect Mode图像

Optical Shadow Effect Mode 色差图像

通过色差图像,可以实现皮带磨损状况的可视化。

橡胶劣化试验
ZS-20 20× 环状照明

ZS-20 30× 自动面积测量图像

通过自动面积测量功能,可以实现橡胶劣化的定量化。

观察橡胶粒子
VHX-E500 500× 环状照明+HDR

自动面积测量图像

通过自动面积测量功能,可以实现橡胶粒子的定量化。

观察泡沫橡胶的截面

ZS-200 200× 环状照明+HDR

通过HDR功能,可以详细观察泡沫橡胶截面。