透明橡膠

透明橡膠是指能透過光線的硫化橡膠，根據透明程度不同, 習慣上又分成透明橡膠和半透明橡膠。

特點

透明橡膠是指能透過光線的硫化橡膠，根據透明程度不同, 習慣上又分成透明橡膠和半透明橡膠；前者能透過大部分甚至全部可見光( 狀如玻璃)； 而後者只能透過部分可見光, 色澤相對較暗且渾濁.透明橡膠必須滿足如下三個條件;1)生膠本身是透明的，特別是硫化後能表現出良好的透明性;如果是橡塑並用的透明膠料，所選用的塑膠應是結晶度較低或無定形結構的聚合物，並且選用的橡膠、塑膠等高分子材料的溶解度參數相近，具有較好的相容性;2)各種配合劑應與橡膠的折射率相近，對橡膠的透明性沒有影響;配合劑應選用色淡、透明性好、純度高、加工過程中不與橡膠、塑膠或其他配分劑發生反應生成帶顏色的污染物質;粉狀配合劑粒徑小於可見光的波長1/4以下;3)工藝條件如溫度、壓力和共混條件等，不改變橡膠和配合劑原有的光學性質.

配方技術

2.1膠種

一般情況下，凡是生膠本身呈透明狀態的橡膠，其硫化膠也有一定的透明性。有的生膠不顯示透明性，但色相較好，不捨污染性防老劑和其他污染性助劑，也可製得透明橡膠。通常用作透明橡膠製品的生膠品種有順丁橡膠、丁苯橡膠(非污染或溶聚)、天然橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠、矽橡膠等。使用條件不同，透明橡膠生膠的種類也有所不同.

用於光學上具有高透明度的橡膠可選用乙丙橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯、氯醇橡膠、丁基橡膠等。最有實用價值的是具有最低凝膠含量的、低分子量的乙丙橡膠，門尼黏度為18的乙烯-已二烯乙丙橡膠最符合高透明度橡膠要求;一般的三元乙丙橡膠很難滿是光學鏡片方面的用途要求，採用分子量低、凝膠含量低的三元乙丙橡膠(第二單體為1,4-已二烯)，共聚物的組成為乙烯約65%，1，4-已二烯10%以下，其餘為丙烯，可製得透光率在90%以上、濁度在7%以下的透明柔性材料；用於坡璃黏合劑、潛水鏡、導尿管、光纖包覆材料和澆注封閉材料的透明橡膠，主要使用矽橡膠。未填充的液體矽橡膠的強度較低，作為眼鏡片材料使用時，可用鉑化合物作催化劑，使其發生加成反應而製得拉伸強度較高的矽橡膠.

2.2填料

透明橡膠中，填料的選擇應符合以下條件:1)粒徑要儘可能小，當小至可見光波長的1/4以下時，光線可以繞射，粒子不會干擾光線在膠中的進程;2)填料的折射率應與生膠相近，這樣才不會干擾光線在橡膠中的透射方向。填料的用量較大，對橡膠的透明性有著重要的影響，應選用不影響透明性的填料。透明橡膠中最常用的填料為透明白炭黑和鹼式碳酸鎂.

1)鹼式碳酸鎂:當鹼式碳酸鎂的純度較高時，鹼式碳酸美的折射率與天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠和聚異丁烯的折射率相近，用於橡膠製品中，可獲得較高的透明度。鹼式碳酸鎂填充的膠料較硬，挺性好，出型時表面光滑，能有效地防止硫化花紋變型;但伸長率小，永久變形大，耐老化性能稍差。鹼式碳酸鎂對天然橡膠有較好的補強效果，對丁苯橡膠、順丁橡膠等合成橡膠的補強效果差。當鹼式碳酸鎂不純、折射率偏離1.525時，很難得透明性好的橡膠製品.

2)白炭黑:透明白炭黑具備了透明性和補強性，是當前透明橡膠製品重要的補弦劑。研究表明:透明白炭黑粒徑為15~20μm，不超過50μm時，白炭黑的補強效果和加工性能較好。這是因為粒徑過大，不僅影響補強效果，還會影響光線的透過，遮蓋力大。粒徑太小，容易形成次級聚集體(結團)，也使補強性能降低;折射率在1.54~1.55範圍內。另外粒徑分布要小.

粒徑小於15μm的白炭黑最為適宜。例如用高純度的、粒徑為14μm的白炭黑製造的三元乙丙橡膠透明片材的透光率可達93%(片厚4mm)，濁度僅為2%~7%。美國研製開發的新型沉澱法白炭黑(Wet Process HydroPHobic Silican)，商品名稱WPH，與以前的白炭黑相比，其粒子，粒徑的差別也小。它與矽橡膠混合後，可製得透明性特優且物理性能良好的透明矽橡膠。這樣的透明矽橡膠，在寬廣的溫度範圍內具有光學透明度，可以製作飛機座艙窗的中問膜、血液循環泵裝置、導尿管等。其中，白炭黑的用量非常重要，如果增加歸炭黑的用量，就會使拉伸強度、撕裂強度、硬度和透明度增加，但柔韌性降低。其一般用量在30~60份;當需要比較高的柔韌性時，白炭黑用量的最佳範圍為30~40份.

2.1.3硫化體系

透明橡膠的硫化體系，應儘可能減少由於化學反應而產生的有色副產物。通常硫黃硫化體系至少包括三種配合劑(硫化劑、活性劑、一種或多種促進劑)，容易產生有色的副產物，對透明性不利。而用過氧化物硫化時，體系最為簡單。目前廣泛使用的過氧化二異而苯(DCP)，由於硫化後殘留在膠料中的臭味而不宜用作透明橡膠的硫化劑。最初用於乙丙橡膠的過氧化物是雙-2，5，但它受防老劑影響會產生顏色，影響硫化膠的透明度。在三元乙丙橡膠、矽橡膠的透明橡膠中使用的過氧化物，最好是無色透明的液體，DTBP(二叔丁基過氧化物)較好。在過氧化物硫化的三元乙丙橡膠中，還要添加共交聯劑。通常共交聯劑是液態的，它會提高硫化膠的交聯密度，減少表面黏性，不產生噴霜。常用的共交聯劑是三羥甲基丙烷三異丁烯酸酯和低分子量的1，2-聚丁二烯或兩者的混合物.

1)硫化劑：在透明橡膠中，以硫黃為交聯劑時，硫黃用量下宜過大，一般以1.8~2.0份為宜。硫黃用量過高時，會因硫化膠交聯密度過大而導致透明度的降低。當橡膠與不飽和度低的塑膠如聚乙烯並用時，需採用過氧化物如過氧化二異丙苯(DCP)才能產生有效的交聯。在以橡塑並用體系為基體的透明膠料中，更多是採用DCP與硫黃並用作硫化體系.

2)促進劑：選用促進劑要求:一是不污染;二是硫化後放置過程中不會發生重結晶;三是合適硫化速率。從硫化後膠料色澤的變化上促進劑可分為三類:硫化後膠料不變色的有H，淺變色的有M、DM，變深色的有TT、CZ、NOBS、ZDC、PX、D.

透明橡膠中的主促進劑採用中速和超速促進劑並用體系，中速促進劑多選用噻唑類如DM、M，超速促進劑選用秋蘭姆類，二硫代氨基甲酸鹽類，如TMTD、TS，PX、PZ、ZDC等。副促進劑H在硫化時分解產生甲醛，可與天然橡膠中蛋白質結合從而使透明橡膠的色澤變淺，因此在透明膠料配方中是不可缺少的.促進劑M硫化速率快、透明性好，但易焦燒。可用促進劑DM代替M。胍類和秋蘭姆類促進劑都可能影響透明度或使色相變差。用作天然橡膠的促進劑，最好採用促進劑M、H、TMTS並用，但此時膠料容易產生焦燒，為安全起見膠料貯存時間不宜過長。在以順丁橡膠或順丁橡膠/丁苯橡膠為基礎的透明橡膠中，可使用DM/H/PX/S硫化體系或DM/H/TMTD/PX/S硫化體系，制出的透明膠料的透明性和物理性能都比較好.

3)活性劑：普通氧化鋅對可見光的遮蓋力強，所以在透明橡膠中活性劑氧化鋅的用量應儘可能的低，一般為1.5~2份.透明橡膠中通常都使用透明氧化鋅或活化氧化鋅。透明氧化鋅其化學組成為鹼式碳酸鋅，受熱時分解出水和二氧化碳而轉變成氧化鋅，因而可直接用碳酸鋅代替氧化鋅，其用量為1.5~3.0份.也可採用活性氧化鋅，它的粒子很細，因此對膠料的透明性無明顯影響，在透明橡膠中的用量為0.5~1.0份.

2.1.4防老體系

選擇適當的防老劑，可使透明橡膠製品獲得最佳的色彩透明度度和抗氧化性.透明橡膠中的防老劑必須是非污染的、透明的或淺色的，如防老劑化必須是非污染的、透明的或淺色的，如防老劑SP、MB、EX、WSL、264、2264等.根據防老劑在三元乙丙橡膠中對顏色和黏著性的影響，最好的仿老劑是1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基苯)及3，5-二叔丁基-4-羥基肉桂酸酯和1，3，5-三(2-羥乙基)三嗪-2，4，6-三酮;防老劑的用量為0.2~1.0份。在天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠透明橡膠中，常用的防老劑有264、SP、MB、BHT等，用量為0.3~0.6份.

參考配方

3.1透明橡膠參考配方1

成分	投料比
天然橡膠（SCR5)	25
順丁橡膠	75
氧化鋅	4,5~5,5
硬脂酸	0,5~1,5
防老劑MB	0~0,5
透明,白炭黑	50
環氧油	25~30
萜錫樹脂	1,5~2,5
甘油	4,5~5,5
水楊酸	0~0,5
促進劑,TMTD	0,5~1
促進劑M	2~3
促進劑D	0~1
促進劑DM	1~2
硫磺	1,5~2,5

3.2透明橡膠參考配方2

成分	投料比
天然橡膠,（SMR-5L)	10
丁苯橡膠,（1502）	30
順丁橡膠	60
活性氧化鋅	2~4
硬脂酸	0,5~1,5
防老劑,264	0,5~1,5
白炭黑（175Gr)	45~50
環烷油	7~9
聚乙二醇,（4000）	2~3
矽烷偶聯劑	0~1
促進劑DM	0,5~1
促進劑M	0,5~1,5
促進劑TMTD	0~0,5
不溶性硫磺	2~3

成分

投料比