橡胶的数码显微系统下的观察、测量
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。
天然橡胶与合成橡胶
- 天然橡胶
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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)
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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)
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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)
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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)
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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)
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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)
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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)
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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)
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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)
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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)
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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)
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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。
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。
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。
3D图像
通过3D图像,能够实现白色表面凹凸的可视化。
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。
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。
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。
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。