橡膠

橡膠

早期的橡膠是取自橡膠樹、橡膠草等植物的膠乳,加工後製成的具有彈性、絕緣性、不透水和空氣的材料。高彈性的高分子化合物。分為天然橡膠與合成橡膠二種。天然橡膠是從橡膠樹、橡膠草等植物中提取膠質後加工製成;合成橡膠則由各種單體經聚合反應而得。橡膠製品廣泛套用於工業或生活各方面。

  • 中文名稱
    橡膠
  • 外文名稱
    Rubber
  • 套用
    工業或生活各方面
  • 分類
    天然橡膠與合成橡膠二種

基本簡介

橡膠是一種有彈性的聚合物。橡膠可以從一些植物的樹汁中取得,也可以是人造的,兩者皆有相當多的套用及產品,例如輪胎、墊圈等,遂成為重要經濟作物。橡膠的種植主要集中在東南亞地區,如泰國、馬來西亞、印度尼西亞。

化學成分

線型聚合物鏈中的骨架上有一個未飽和的雙鍵,這個雙鍵通常存在氧硫時候可以開啟,在相鄰鍵之間形成交聯。就會固化成熱固性聚合物TS。順勢聚丁二烯的單體就可以開啟。

種類介紹

橡膠按原料分為天然橡膠合成橡膠。按形態分為塊狀生膠、乳膠、液體橡膠和粉末橡膠。乳膠為橡膠的膠體狀水分散體;液體橡膠為橡膠的低聚物,未硫化前一般為粘稠的液體;粉末橡膠是將乳膠加工成粉末狀,以利配料和加工製作。20世紀60年代開發的熱塑性橡膠,無需化學硫化,而採用熱塑性塑膠的加工方法成形。橡膠按使用又分為通用型和特種型兩類。是絕緣體,不容易導電,但如果沾水或不同的溫度的話,有可能變成導體。導電是關于物質內部分子或離子的電子的傳導容易情況。

橡膠

分類

按照來源和用途分類:天然橡膠、合成橡膠;合成橡膠又分為通用合成橡膠和特種合成橡膠。

天然橡膠

天然橡膠主要來源于三葉橡膠樹,當這種橡膠樹的表皮被割開時,就會流出乳白色的汁液,稱為膠乳,膠乳經凝聚、洗滌、成型、幹燥即得天然橡膠。橡膠製品合成橡膠是由人工合成方法而製得的,採用不同的原料(單體)可以合成出不同種類的橡膠。1900年~1910年化學家C.D.哈裏斯(Harris)測定了天然橡膠的結構是異戊二烯的高聚物,這就為人工合成橡膠開闢了途徑。1910年俄國化學家SV列別捷夫(Lebedev,1874-1934)以金屬鈉為引發劑使1,3-丁二烯聚合成丁鈉橡膠,以後又陸續出現了許多新的合成橡膠品種,如順丁橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠等等。合成橡膠的產量已大大超過天然橡膠,其中產量最大的是丁苯橡膠。

通用合成橡膠

是指部分或全部代替天然橡膠使用的膠種,如丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠等,主要用于製造輪胎和一般工業橡膠製品。通用橡膠的需求量大,是合成橡膠的主要品種。

丁苯橡膠

丁苯橡膠是由丁二烯和苯乙烯共聚製得的,是產量最大的通用合成橡膠,有乳聚丁苯橡膠、溶聚丁苯橡膠 和熱塑性橡膠(SBR)。

順丁橡膠

是丁二烯經溶液聚合製得的,順丁橡膠具有特別優異的耐寒性、耐磨性和彈橡膠輪胎性,還具有較好的耐老化性能。順丁橡膠絕大部分用于生產輪胎,少部分用于製造耐寒製品、緩沖材料以及膠帶、膠鞋等。順丁橡膠的缺點是抗撕裂性能較差,抗濕滑性能不好。

異戊橡膠

異戊橡膠是聚異戊二烯橡膠的簡稱,採用溶液聚合法生產。異戊橡膠與天然橡膠一樣,具有良好的彈性和耐磨性,優良的耐熱性和較好的化學穩定性。異戊橡膠生膠(未加工前)強度顯著低于天然橡膠,但質量均一性、加工性能等優于天然橡膠。異戊橡膠可以代替天然橡膠製造載重輪胎和越野輪胎還可以用于生產各種橡膠製品。

乙丙橡膠

乙丙橡膠以乙烯和丙烯為主要原料合成,耐老化、電絕緣性能和耐臭氧性能突出。乙丙橡膠可大量充油和填充碳黑,製品價格較低,乙丙橡膠化學穩定性好,耐磨性、彈性、耐油性和丁苯橡膠接近。乙丙橡膠的用途十分廣泛,可以作為輪胎胎側、膠條和內胎以及汽車的零部件,還可以作電線、電纜包皮及高壓、超高壓絕緣材料。還可製造膠鞋、衛生用品等淺色製品。

氯丁橡膠

它是以氯丁二烯為主要原料,通過均聚或少量其它單體共聚而成的。如抗張強度高橡膠製品,耐熱、耐光、耐老化性能優良,耐油性能均優于天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠。具有較強的耐燃性和優異的抗延燃性,其化學穩定性較高,耐水性良好。氯丁橡膠的缺點是電絕緣性能,耐寒性能較差,生膠在貯存時不穩定。氯丁橡膠用途廣泛,如用來製作運輸皮帶和傳動帶,電線、電纜的包皮材料,製造耐油膠管、墊圈以及耐化學腐蝕的設備襯裏。

結構介紹

線型結構:未硫化橡膠的普遍結構。由于分子量很大,無外力作用下,呈細團狀。當外力作用,撤除外力,細團的糾纏度發生變化,分子鏈發生反彈,產生強烈的復原傾向,這便是橡膠高彈性的由來。

橡膠

支鏈結構:橡膠大分子鏈的支鏈的聚集,形成凝膠。凝膠對橡膠的性能和加工都不利。在煉膠時,各種配合劑往往進不了凝膠區,形成局部空白,形成不了補強和交聯,成為產品的薄弱部位。

交聯結構:線型分子通過一些原子或原子團的架橋而彼此連線起來,形成三維網狀結構。隨著硫化歷程的進行,這種結構不斷加強。這樣,鏈段的自由活動能力下降,可塑性和伸長率下降,強度,彈性和硬度上升,壓縮永久變形和溶脹度下降。

基本用途

不同用型橡膠的來源及套用特點

用型橡膠的綜合性能較好,套用廣泛。主要有:①天然橡膠。從三葉橡膠樹的乳膠製得,基本化學成分為順- 聚異戊二烯。彈性好,強度高,綜合性能好。②異戊橡膠。全名為順-1,4-聚異戊二烯橡膠,由異戊二烯製得的高順式合成橡膠,因其結構和性能與天然橡膠近似,故又稱合成天然橡膠。③丁苯橡膠。簡稱SBR,由丁二烯和苯乙烯共聚製得。按生產方法分為乳液聚合丁苯橡膠和溶液聚合丁苯橡膠。其綜合性能和化學穩定性好。④順丁橡膠。全名為順式-1,4-聚丁二烯橡膠,簡稱BR,由丁二烯聚合製得。與其他通用型橡膠比,硫化後的順丁橡膠的耐寒性、耐磨性和彈性特別優異,動負荷下發熱少,耐老化性能好,易與天然橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等並用。

不同特種型橡膠的來源及套用特點

特種型橡膠指具有某些特殊性能的橡膠。主要有:①氯丁橡膠。簡稱CR,由氯丁二烯聚合製得。具有良好的綜合性能,耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度較大,常溫下易結晶變硬,貯存性不好,耐寒性差。②丁腈橡膠。簡稱NBR,由丁二烯和丙烯腈共聚製得。耐油、耐老化性能好,可在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使用。此外,還具有耐水性、氣密性及優良的粘結性能。③矽橡膠。主鏈由矽氧原子交替組成,在矽原子上帶有有機基團。耐高低溫 ,耐臭氧,電絕緣性好。④氟橡膠。分子結構中含有氟原子的合成橡膠。通常以共聚物中含氟單元的氟原子數目來表示,如氟橡膠23,是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡膠耐高溫、耐油、耐化學腐蝕。⑤聚硫橡膠。由二鹵代烷與鹼金屬或鹼土金屬的多硫化物縮聚而成。有優異的耐油和耐溶劑性,但強度不高,耐老化性、加工性不好,有臭味,多與丁腈橡膠並用。此外,還有聚氨酯橡膠、氯醇橡膠、丙烯酸酯橡膠等。

橡膠

橡膠老化

(1)橡膠老化的現象:生膠或橡膠製品在加工、貯存或使用過程中,會受到熱、氧、光等一幹二凈因素的影響而逐漸發生物理及化學變化,使其性能下降,並喪失用途,這種現象稱為橡膠的老化。橡膠老化過程中常常會伴隨一些顯著的現象,如在面板上可以發現長期貯存的天然橡膠變軟、發黏、出現斑點;橡膠製品有變形、變脆、變硬、龜裂、發酶、失光及顏色改變等。在物理性能上橡膠有溶脹、流變性能等的改變。在力學性能上會發生拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度、彎曲強度、壓縮率、彈性等指標下降。

(2)橡膠老化的原因:橡膠發生老化現象源于其長期受熱、氧、光、機械力、輻射、化學介質、空氣中的臭氧等外部因素的作用,使其大分子鏈發生化學變化,破壞了橡膠原有化學結構,從而導致橡膠性能變壞。導致橡膠發生老化現象的外部因素主要有物理因素、化學因素及生物因素。物理因素包括熱、光、電、應力等;化學因素包括氧、臭氧、酸、鹼、鹽及金屬離子等;生物因素包括微生物(酶菌、細菌)、昆蟲(白蟻等)。這些外界因素在橡膠老化過程中,往往不是單獨起作用,而是相互影響,加速橡膠老化進程。如輪胎胎側在使用過程中就會受到熱、光、交變應力和應變、氧、臭氧等多種形式因素的影響。

不同的製品在不同的使用條件下,各種因素的作用程度不同,其老化情況也不一樣。即使同一製品,因使用的季節和地區不同,老化情況也有區別。因此,橡膠的老化是由多種因素引起的綜合的化學反應。在這些因素中,最常見且最重要的化學因素是氧和臭氧;物理因素是熱、光和機械應力。一般橡膠製品的老化均是由它們中的一種或幾種因素共同作用的結果,最常見的熱氧老化,其次有臭氧老化、疲勞老化和光氧老化。

最新訊息

近日期貨市場上,可謂熱鬧非凡,除了連續創新高的豆粕外,滬膠走勢也引起市場人士的關註,滬膠期貨創出5年新低後竟于5月19日出現強勢漲停,隨後震蕩上揚。

有市場人士認為,正是地緣政治因素及泰國洪水可能沖倒大約15%左右橡膠樹的訊息,成為當前滬膠市場炒作的由頭。

“今年對于橡膠做空的收益率翻倍,做多的橡膠就像進入煉獄一樣,搶一次反彈就虧一次,原以為周一的漲停能確立底部,現在看來還是先觀望為好。”今年一直在橡膠品種上虧損的王先生接受記者採訪時表示,王先生以為此前中越的緊張關系以及泰國洪水的影響,國內橡膠會出現一波反彈,現在看來底部遠未確立。

整體來看,由于橡膠基本面並沒有得到實質性的改善,短期的外部利多因素尚難改變供需矛盾格局。

中越沖突未能攪動膠市

5月中旬,越南多地發生打砸搶燒中資企業的嚴重暴力事件,造成中國公民傷亡和財產損失,破壞了中越交流與合作的氣氛和條件。外交部發言人5月18日表示,中方從即日起已提升中國公民赴越南旅遊安全提示級別,暫停部分雙邊交往計畫。

此訊息一經公布,業內人士認為,中越關系的惡化可能會導致市場對越南天然橡膠的進口受阻,市場供應短期趨緊的擔憂迅速升溫,原本持續增倉打壓的主力空頭席位開始大幅撤退,直接導致期貨盤面的大漲。其實,4月底,滬膠連續兩日沖高,其中也不乏節前減倉和雲南幹旱炒作的因素。

5月19日早盤橡膠主力契約1409似乎還是要向下尋找空間,在13800-13900盤整了約1個小時以後,大約上午10點鍾,橡膠隻用10多分鍾的時間就直奔漲停板。隨後,雖漲停板曾被多次開啟,最後仍收于漲停板。

然而,隨後的四個交易日仍然維持橫盤上漲走勢,截至5月22日,上期所天然橡膠主力1409期貨契約收盤價為14375元/噸,較上一交易日結算價下跌0.48%。

對此,銀河期貨橡膠研究員董世光卻認為,5月19日,盤面再次大量減倉直奔漲停,單日減倉幅度達到12%,目前市場上載言有二:一是越南局勢緊張,有打仗預期:這個看看其他金融市場表現就知道了,國內軍工股和新興市場股市並沒有什麽變化。

另外,一則傳言是復合膠要收關稅,即復合膠的零關稅條件要從3%調整到20%,原因是有企業說復合膠進口擾亂國內市場,這個事情早就開始傳,但事實上這屬于東盟六國協定,即便提高也需要長時間的多方協商。天然橡膠期貨素來有急漲急跌的特徵,波動率在國內期貨品種裏居于前列。

盡管一直處于熊市之中,但如此半途急拉至漲停,也並不是稀罕事。今年天然橡膠就曾在2月17日 、3月11日和3月12日盤中三度漲停。價格深跌後急速反彈。訊息往往跟隨價格,而大規模上漲基本面也不支持,主要還是前期累計的供應和庫存太大。從目前來看,供大于求的基本面還是沒有太多變化。但由于絕對價格低位,期貨盤面空頭過于擁擠,價格可能底部震蕩。

另外,橡膠從整體的供需面來看,過剩依然是大格局,長期弱勢方向不改。但是短周期記憶體在差異性,7月底前國內全乳膠的供應確實不寬裕。目前開割初期乳膠庫存偏少,橡膠價格折幹後有16000元/噸,高于全乳膠價格。因此,海南民營和農墾的自營膠廠會用膠水主要生產乳膠。

然而,海南橡膠5月後需要用全乳新膠交儲,所以每月1萬多噸的產量基本用于交儲,可供銷售和交割套利的全乳新膠數量很少。這將導致產業客戶在1501上的拋空壓力短期內不會放大,上期所庫存維持穩定,對滬膠是一個支撐。

國際期貨橡膠分析師賈敏則認為,從內外盤表現來看,滬膠走勢雖然較強,但外盤和現貨走勢較為冷靜,滬膠與復合膠價差再次迅速放大逼近前期高點。一方面說明經濟下行壓力下輪胎消費不景氣,導致其原料採購也傾向于謹慎縮量。另一方面,不斷上升的價差對產業套利客戶的吸引力逐漸增強,期貨缺乏實體支撐維持過高的溢價是相當危險的。

高庫存仍是根本問題

“現在對于我們橡膠企業來說,最大的問題不是利潤,而是庫存,如何去庫存成為最大的問題。”青島一家大型膠企李經理接受《華夏時報》記者採訪時表示,“隨著橡膠價格連創新低,今年公司的貿易量大幅下降,去年貿易量有20萬噸,今年恐怕不到10萬噸了。”

對此,賈敏認為,對于滬膠高價差、高庫存根本性問題的解決,必須通過一次徹底的溢價修復來搶佔復合膠市場才能完成。因此這些矛盾的存在也預示了橡膠的年內低點並未出現,但是在整體偏空氛圍下,節奏的把握顯得更加重要。

從滬膠波動率表現來看,5月份以來振幅收窄方向性弱化,日內波動對價格趨勢的有效貢獻在降低,下跌動能減弱,空頭需要重新積累能量。

在賈敏看來,市場在全乳新膠標的供應較少的五六月仍以低位震蕩為主,在1405契約交割後市場缺乏新的做空爆發點,高價差、高庫存的問題可能會維持到1409契約向1501契約換月的七八月份集中解決。

另外,最新公布的上期所庫存周報顯示,天然橡膠倉單較前一周減少680至123610噸,庫存較前一周減少3755至163097噸。保稅區最新資料成長1200噸至36.22萬噸,其中天然橡膠增加7000噸,復合橡膠減少5500噸,合成橡膠減少300噸,可交割的標準橡膠數量早就在2月中旬已經超過歷史最高。

對此,董世光認為,由于下遊山東地區全鋼輪胎開工率為76.5%,半鋼輪胎開工率為81.3%。目前全鋼開工普遍在七成左右,半鋼更高一些。老廠和大廠開工率較高,原料庫存依然不高。拿貨按每日正常消耗拿,大部分沒有庫存增加,整體保持低庫存狀態。整體而言,如果單純從下遊的情況看,並不算差,甚至還是不錯。

“雖然滬膠反彈暫未有效突破4月29日高點,多空依然處在頻繁換手的博弈階段。現貨市場跟漲乏力成為期價上行的重要阻力,貿易商在反彈節點積極出貨,但輪胎廠成品消費乏力限製了原料採購,產業鏈的主要參與者還是看空心態。當前巨觀環境缺乏對商品的進一步刺激政策,期價波動率長久盤踞于低位,價格將維持弱勢震蕩形態。”董世光如是說。

與此同時,賈敏則表示,從產業鏈結構來看依然是中小貿易商的洗盤期,正常的橡膠貿易必然是虧損的,自身資金鏈存在短板的私營貿易商周轉困難。但市場永遠都不缺乏新鮮血液,一些擁有較雄厚資金實力的國有企業,選擇在產業低迷期重新進入搶佔市場份額,通過期貨套利和套保操作等方式將實業風險轉嫁于投機者仍可實現盈利

優缺點

天然橡膠NR

(Natural Rubber) 由橡膠樹採集膠乳製成,是異戊二烯的聚合物。具有很好的耐磨性、很高的彈性、扯斷強度及伸長率。在空氣中易老化,遇熱變粘,在礦物油或汽油中易膨脹和溶解,耐鹼但不耐強酸。優點:彈性好,耐酸鹼。缺點:不耐候,不耐油(可耐植物油), 是製作膠帶、膠管、膠鞋的原料,並適用于製作減震零件、在汽車剎車油、乙醇等帶氫氧根的液體中使用的製品。

丁苯膠SBR

(Styrene Butadiene Copolymer) 丁二烯與苯乙烯之共聚合物,與天然膠比較,品質均勻,異物少,具有更好耐磨性及耐老化性,但機械強度則較弱,可與天然膠摻合使用。優點:低成本的非抗油性材質,良好的抗水性,硬度70以下具良好彈力,高硬度時具較差的壓縮性。缺點:不建議使用強酸、臭氧、油類、油酯和脂肪及大部份的碳氫化合物之中。 廣泛用于輪胎業、鞋業、布業及輸送帶行業等。

丁基橡膠IIR

(Butyl Rubber) 為異丁烯與少量異戊二烯聚合而成,因甲基的立體障礙分子的運動比其他聚合物少,故氣體透過性較少,對熱、日光、臭氧之抵抗性大,電器絕緣性佳;對極性容劑抵抗大,一般使用溫度範圍為零下54-110 ℃。 優點:對大部份一般氣體具不滲透性,對陽光及臭氣具良好的抵抗性,可暴露于動物或植物油或是可氣化的化學物中。缺點:不建議與石油溶劑,膠煤油和芳氫同時使用。用于汽車輪胎的內胎、皮包、橡膠膏紙、窗框橡膠、蒸汽軟管、耐熱輸送帶等。

氫化丁腈膠HNBR

(Hydrogenate Nitrile) 氫化丁腈膠為丁腈膠中經由氫化後去除部份雙鏈,經氫化後其耐溫性、耐候性比一般丁腈橡膠提高很多,耐油性與一般丁腈膠相近。一般使用溫度範圍為零下25-150 ℃。優點:較丁腈膠擁有較佳的抗磨性,具極佳的抗蝕、抗張、抗撕和壓縮性的特徵。

在臭氧等大氣狀況下具良好的抵抗性,一般適用于洗衣或洗碗的清洗劑中。缺點:不建議使用于醇類,酯類或是芳香族的溶液之中空調製冷業,廣泛用于環保冷媒、R134a系統中的密封件、汽車發動機系統密封件。

乙丙膠EPDM

乙丙膠EPDM(Ethylene propylene Rubber) 由乙烯及丙烯共聚合而成,因此耐熱性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常優秀,但無法硫磺加硫。為解決此問題,在EP主鏈上導入少量有雙鏈之第三成份而可加硫即成EPDM,一般使用溫度為零下50-150 ℃。對極性溶劑如醇、酮等抵抗性極佳優點:具良好抗候性及抗臭氧性,具極佳的抗水性及抗化學物,可使用醇類及酮類,耐高溫蒸氣,對氣體具良好的不滲透性。缺點:不建議用于食品用途或是暴露于芳香氫之中。 高溫水蒸汽環境之密封件衛浴設備密封件或零件。製動(剎車)系統中的橡膠零件。散熱器(汽車水箱)中的密封件。

丁腈膠NBR

(Nitrile Rubber) 由丙烯腈與丁二烯共聚而成,丙烯腈含量由18%-50% ,丙烯腈含量越高,對石化油品碳氫燃料油之抵抗性愈好,但低溫性能則變差,一般使用溫度範圍為零下25-100 ℃。丁腈膠為目前油封及O 型圈最常用之橡膠之一優點:具良好的抗油、抗水、抗溶劑及抗高壓油的特徵。

具良好的壓縮性,抗磨及伸長力。

缺點:不適合用于極性溶劑之中,例如酮類、臭氧、硝基烴,MEK 和氯仿. ?用于製作燃油箱、潤滑油箱以及在石油系液壓油、汽油、水、矽油、二酯系潤滑油等流體介質中使用的橡膠零件,特別是密封零件。可說是目前用途最廣、成本最低的橡膠密封件。

氯丁膠CR

(Neoprene 、Polychloroprene) 由氯丁烯單體聚合而成。硫化後的橡膠彈性耐磨性好,不怕陽光的直接照射,有特別好的耐候性能,不怕激烈的扭曲,不怕製冷劑,耐稀酸、耐矽酯系潤滑油,但不耐磷酸酯系液壓油。在低溫時易結晶、硬化,貯存穩定性差,在苯胺點低的礦物油中膨脹量大,一般使用溫度範圍為-50~150 ℃。 優點:彈性良好及具良好的壓縮變形,配方內不含硫磺,因此非常容易來製作,具抗動物及植物油的特徵,不會因中性化學物,脂肪、油脂、多種油品,溶劑而影響物性,具防燃特徵。

缺點:不建議使用強酸、硝基烴、酯類、氯仿及酮類的化學物之中 耐R12 製冷劑的密封件,家電用品上的橡膠零件或密封件。適合用來製作各種直接接觸大氣、陽光、臭氧的零件。適用于各種耐燃、耐化學腐蝕的橡膠品。

合成橡膠的組成:合成橡膠是以石油、天然氣為原料,以二烯烴和烯烴為單體聚合而成的高分子。

橡膠的高分子已經突破了單體聚合的工藝,世界領先的橡膠工廠已經開始運用更高強度的橡膠,用超高分子聚集而成,而且成本相當的低的。

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