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橡膠制品指以天然及合成橡膠為原料生產(chǎn)各種橡膠制品的活動(dòng),，還包括利用廢橡膠再生產(chǎn)的橡膠制品,。橡膠的種類繁多,，用途非常廣泛。

橡膠的分類

天然橡膠是制作膠帶、膠管、膠鞋的原料,，適用于制作減震零件、在汽車剎車油,、乙醇等帶氫氧根的液體中使用的制品,；丁苯橡膠廣泛用于輪胎業(yè)、鞋業(yè),、布業(yè)及輸送帶行業(yè)等,。丁腈橡膠以其優(yōu)異的耐油性著稱,在汽車、航空,、石油、復(fù)印等行業(yè)中成為必不可少的彈性材料,各種密封制品,阻燃制品,，與酚醛并用做結(jié)構(gòu)膠粘劑等,。其中也用作固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中的絕熱層材料。

圖1：橡膠的分類

橡膠絕緣/絕熱材料

絕熱層是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中的隔熱材料,，具有良好的耐燒蝕,、耐熱、抗沖刷等性能,，其主要作用是確保發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)將結(jié)構(gòu)的溫度限定在允許的范圍內(nèi),。目前固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用的內(nèi)層絕熱材料主要有兩種，一種是以丁腈橡膠為基體的絕熱材料,，另一種是以三元乙丙橡膠為基體的絕熱材料,。

橡膠本身是一種優(yōu)良的絕熱材料，但是其分子鏈中不存在極性基團(tuán),，表面極性低且存在弱邊界層,，化學(xué)性質(zhì)不活潑，從而導(dǎo)致其粘接性能很差,，尤其是很難與金屬粘接,。絕熱材料與燃燒室殼體的粘接效果嚴(yán)重影響著絕熱性能，若是粘接效果不好甚至導(dǎo)致試車失敗,。因此,，橡膠絕緣材料在使用前需進(jìn)行表面處理,，加大表面的粗糙度，增大表面能,，從而提高粘接性能,。

圖2：常規(guī)橡膠生產(chǎn)過(guò)程

絕熱材料的表面處理方法主要包括：輻射接枝、表面氧化,、物理包覆,、人工打磨等。常用的傳統(tǒng)方法是將絕熱層表面打毛后,，再使用化學(xué)溶劑清洗,。但是這種方法不僅效率低，不能形成自動(dòng)化作業(yè),，而且打磨時(shí)周圍充滿粉塵,，對(duì)工人健康造成傷害。

低溫等離子體處理

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及發(fā)展需要,，低溫等離子體處理作為一種優(yōu)秀的表面改性方法,，廣泛適用于各種材料的表面改性。等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體,。低溫等離子體體系中,，電子溫度只高于離子和中子的溫度，重粒子溫度不高,，而且低溫等離子體只作用于材料表面的若干納米深度,，對(duì)于高分子材料基質(zhì)不會(huì)造成損傷，并且具有快速,，環(huán)保,，效果均一等特點(diǎn)，因此適合于材料表面改性,。

圖3：高分子材料表面經(jīng)O2等離子體處理的表面變化

低溫等離子體表面處理技術(shù)作為一種新型的綠色環(huán)保的改性處理方法,，近年來(lái)獲得了迅速的發(fā)展，在改善高分子材料的染色性,、印刷性,、親水性等方面得到了廣泛的應(yīng)用。近幾十年來(lái),，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者們?cè)诟纳撇牧险辰有阅艿难芯慨?dāng)中廣泛地運(yùn)用低溫等離子體技術(shù),，取得了很大進(jìn)展。梁振宗等人將三元乙丙橡膠用不同工藝參數(shù)的低溫等離子體處理后,，其接觸角和表面形貌與未處理之前相比,，發(fā)生了很大變化。

圖4：三元乙丙橡膠表面形貌對(duì)比

從圖中可看出，沒(méi)有經(jīng)過(guò)低溫等離子體處理的三元乙丙橡膠的表面沒(méi)有明顯的凸起或凹陷,，是比較平整光滑的; 處理后可看出,，低溫等離子體對(duì)三元乙丙橡膠處理不同時(shí)間后，其表面形貌有顯著的變化,，出現(xiàn)凸起物且表面變粗糙,，特別是在處理20s后，三元乙丙橡膠表面的凸起最為明顯,。通過(guò)局部放大圖可看出,，經(jīng)過(guò)大氣低溫等離子體處理三元乙丙橡膠表面有明顯的凸起或凹槽。這說(shuō)明低溫等離子體對(duì)三元乙丙橡膠表面有微觀刻蝕,，使其表面變粗糙,，增大了比表面積，對(duì)其粘接強(qiáng)度的增強(qiáng)起到了積極作用,。

Apreo2低電壓超高分辨成像

掃描電鏡作為材料顯微分析的重要手段,，在材料合成、改性,、檢驗(yàn)檢測(cè)中發(fā)揮著不可替代的作用,。對(duì)于類似橡膠類等導(dǎo)電性較差的材料，往往需要使用低電壓進(jìn)行觀察,，從而避免荷電對(duì)成像造成干擾,。

賽默飛Apreo 2場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡具有業(yè)內(nèi)最強(qiáng)的低電壓超高分辨性能，搭配雙引擎模式,，分辨率可達(dá)到0.8nm（1kV）,，可以呈現(xiàn)材料最表面的真實(shí)形貌襯度，同時(shí)兼具高質(zhì)量成像和多功能分析性能于一體,，是科研和生產(chǎn)質(zhì)控必不可少的理想分析平臺(tái)。如下圖5所示,，采用1KV低電壓拍攝橡膠的斷面,，低倍觀察斷口狀態(tài)，高倍進(jìn)一步區(qū)分橡膠表面的異物雜質(zhì),。

圖5：Apreo 2拍攝的橡膠斷口表面

除了利用低電壓外,，我們還可以采用低真空的模式進(jìn)行觀察。下圖6是采用低真空模式獲得的輪胎外邊面的形貌圖,，圖中可清晰看到在橡膠中摻雜的氧化鋅顆粒,，用于提高輪胎的強(qiáng)度和耐磨性能。

圖6：輪胎表面形貌結(jié)果

賽默飛場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡Apreo 2

參考文獻(xiàn)：

1.梁振宗.大氣射流低溫等離子體對(duì)丁腈橡膠絕熱材料的改性研究.

2.谷笑雨,戚涵姝,李昊原,等.低溫等離子體處理對(duì)高分子材料表面改性的研究進(jìn)展.

3.谷笑雨等.低溫等離子體處理對(duì)高分子材料表面改性的研究進(jìn)展.

4.梁振宗,郭效德,梁力,李廣超.三元乙丙橡膠的低溫等離子體表面改性.

5.董賓賓,，郭效德,，楊雪芹，等．低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用在固體推進(jìn)劑包覆領(lǐng)域的探索研究．

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