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天然橡胶是从三叶橡胶树中获取并经过加工得到的天然高分子化合物材料，主要成分为高顺式聚异戊二烯，含量占97%以上，链上含有少量的醛基。天然橡胶中含有少量的非胶组分，含量大约为5%~8%，其中含有少量蛋白质、磷脂以及脂肪酸等物质。由于天然橡胶具有良好的拉伸诱导结晶性，因此其具有相当高的拉伸强度和撕裂强度。在常规的使用条件下，由于低于天然橡胶的玻璃化转变温度，使天然橡胶的链段能够运动，所以具有高弹性和一定的塑性，变形时产生的热量较少。因为其主要成分聚异戊二烯是非极性的，所以总的来讲，天然橡胶是非极性的，是1种良好的绝缘材料，在舰船中有广泛的应用。 １．２ 合成橡胶的性质特点
合成橡胶可分为特种橡胶如氟橡胶（FPM）和通用橡胶如丁苯橡胶（SBR）、BR 等。特种橡胶材料主
要分为2类，一是碳链饱和极性橡胶，另一类是杂链橡胶。特种橡胶优异性质主要体现在5个方面：耐天候性、电绝缘性、透气性、气密性、生物医学材料性能等，主要用于特种设备和需在特殊条件下使用的设备。通用橡胶中SBR 是丁二烯和苯乙烯的共聚物[1]，具有中等弹性、耐磨性、抗湿滑性、耐龟裂性，在工业上可用于轮胎制造。顺丁橡胶是1种用量较高的通用橡胶，由于其分子链上没有侧基，具有良好的分子柔性，其弹性在通用橡胶中是最好的，低温性能好，具有良好的耐磨性，耐屈挠性，但吸水性较差[1]。
２ 当前舰船橡胶材料的应用
现代舰船上的橡胶胶管种类繁多，基本由合成橡胶材料制成，如EPDM 合成橡胶在一些管材上的应用[2]
。为避免类似普通胶管在高温下使用时出现的压缩变形、胶管老化、高温爆裂等质量问题，一些新配方的硫化工艺可以使橡胶胶管在更高的温度下满足使用要求[2]（见表1）。目前船用胶管（如图1所示）可根据组成结构的不同分为钢丝编织胶管、棉线编制胶管、夹布胶管以及纯胶管等。又可根据用途分为输水胶管、耐油胶管、耐酸胶管以及耐热胶
管等。其中耐油胶管多由丁晴橡胶制成；耐热胶管由乙丙
橡胶制成；其他非耐油、非耐热等特殊要求的橡胶胶管，多数由顺丁橡胶和丁苯橡胶组成。
表
1 普通胶管与耐高温胶管对比
序号试验项目
单位硫磺硫
化聚酯线绳增强胶管试验结果过氧化物硫化芳纶线绳增强胶管１爆裂强度
ＭＰａ
０．６２．２２
耐老化性（１３０ ℃／１２０ ｈ）
压缩５０％爆裂强度
—无裂纹无裂纹ＭＰａ０．５１．９３压缩永久变形（１３０ ℃／２４ ｈ），
胶管取样压缩５０％）％９６６２４耐发动机冷却液体积变化率
（１００ ℃／１６８ ｈ）％＋８＋２５耐寒性能（－４０ ℃／２４ ｈ，压缩５０％）
—
无裂纹无裂纹６
高温下外径膨胀量（１３０ ℃／１ ｈ，０．３ ＭＰａ）
％
阻燃橡胶２３
８
图1 船用胶管
２．２ 用于密封绝缘设备
密封绝缘的工作环境苛刻，要求有较好的耐油耐温性
和较好的物理特性[3]。舰船上的电气设备、通信设备大多都依赖于橡胶作为设备的密封绝缘材料。舰船上使用的密封橡胶制品主要是L 型、J 型、O 型和U 型（如图2所示）等橡胶密封圈与橡胶油封圈，被用于船用机械转轴、伸缩杆等封油封水场合[4]。绝缘橡胶制品主要是绝缘硬质橡胶棒、板和绝缘电缆涂料，用于保护可能发生漏电事故的设备。部分液体橡胶也可以做舰用电子元器件的密封套，经
橡胶在舰船中应用现状及发展
韦定江1 苑志江2 蒋晓刚2
（1.海军大连舰艇学院学员八队，辽宁 大连 116018；2.海军大连舰艇学院航海系，辽宁 大连 116018）摘 要：现代舰船的橡胶材料主要由天然橡胶和合成橡胶组成，由于各自的性质特点，加工工艺的区别，分别应用于舰船不同领域，在舰船设备的减震、绝缘、隔离等方面有不可替代的作用。随着我国舰船制造技术的发展，具有高弹性、易变形等特殊性质的橡胶材料在舰船上的应用日益增多。针对橡胶材料的特点，结合橡胶特征和舰船环境属性，分析橡胶材料在舰船上的应用情况，对未来舰船橡胶材料的应用提出了具体的发展方向，对舰船橡胶材料的研发及制造具有一定的指导意义。关键词：橡胶材料；舰船材料；特种橡胶中图分类号：U 668.3+3 文献标志码：A
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过浇筑后可作为绝缘套、绝缘圈等。
图2 U 型密封圈
合成橡胶如丁基橡胶，乙丙橡胶和聚氨酯橡胶都属于碳链饱和非极性橡胶，化学性质稳定[5]。其中丁基橡胶具有密集的侧甲基，具有良好的稳定性与气密性，可用作密封材料。乙丙橡胶由于其具有良好的耐水性、耐老化性以及电绝缘性，常作为舰船的绝缘材料。聚氨酯因其具有优越的耐磨性、机械强度、耐压性和气密性等特点而受到广泛关注，是近年创新的多功能综合性橡胶材料，在多个方面均优于普通橡胶，成为发展密封新技术（结构）的关键材料之一[5]。
标本缸
２．３ 用于碰撞吸能减震装置
由于橡胶具有高弹性，在文献[6]中，将稀土与顺丁橡胶材料进行配合，使橡胶材料的特性有了显著的改善，不同的稀土配合对顺丁橡胶的玻璃化转变温度有显著的影响，说明不同稀土配合对其弹性以及使用条件有显著的影响，见表2。
表2 3种BR 的微观结构对比
项目
镍系钕系
ＢＲ９０００Ｎｄ－４０ＣＢ２４w （顺式－１，４）／％９４．５７９６．６５９５．１５w （反式－１，４）／％２．８０２．４２４．３０w （１，２－）／％２．６３０．９３０．５５M w ×１０－５／（ｇ／ｍｏｌ）６．１５８８．３５８６．０６８M n ×１０－５／（ｇ／ｍｏｌ）
１．４０５２．４７２．３２９M w ／M n ４．３８３３．３８４２．６０５Tg ／℃
－１０５．１
－１０５．７
－１０６．７
注：
W 为质量；M w 为重均分子量；M n 为数均分子量；T g 为玻璃化转变温度。
现代舰船多利用该特性做橡胶护舷和其他小型的碰撞吸能装置，例如DA 型（如图3所示）、Π型（如图4所示）等橡胶护舷。当船舷靠码头时，橡胶材料吸收船靠泊冲击的能量，保障船舷和码头结构安全。橡胶护舷具有吸收能量多、反力小以及寿命长等许多优点[7]。
除橡胶护舷外，橡胶还可做机械设备的缓冲减震垫料，如橡胶隔振器。在冲击等大变形条件下，橡胶件先剪切变形再压缩变形，从而吸收冲击的能量和机械设备工作时摩擦碰撞产生的能量，提高机械设备的稳定性，延长其使用寿命[8]。
２．４ 制作防护材料
合成橡胶材料通过共混改性后可具有特殊的性能，如聚硫橡胶和环氧丙烷胶，有良好的耐油性、耐臭氧性和耐溶剂性，在舰船特殊设备上可以作为特种防护材料，混合料可以作为推进轴的耐蚀防护表层。通过添加阻燃剂的EPDM 的材料配方所示可制作为电池阻燃材料[9]，见表3。
表3 EPDM
材料的配方
组成成分添加量／％算牌器
ＥＰＤＭ－对比样
ＥＰＤＭ－阻燃
ＥＰＤＭ１００１００液体石蜡５５纳米氧化锌５５硬脂酸１１ＦＲ０２５硅烷偶联剂５５白碳黑２０２０纤维８８促进剂２．５２．５ＢＩＰＢ２．７２．７硫磺
０．８
０．８
特种橡胶因其具有优异的使用性能使其在各个领域中有广泛的应用，如特种硅橡胶在制造橡胶防护材料上的应用，该材料由点阵金属夹层板、硅橡胶、剪切增稠流体复合而成，实现了高强度、刚度、吸能和抗震能力等多功能的耦合，解决了剪切增稠流体的流动、定型、沉降、吸潮问题。橡胶还可以制作防护服和防护鞋，保护人在特殊工作环境下（机电和化工）的生命安全。
３ 未来舰船橡胶材料发展趋势３．１ 特种橡胶用于损害管制
损害管制是舰船日常航线工作的重要组成部分。膨胀
图3 DA 型橡胶护舷 图4 Π型橡胶护舷
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止水橡胶作为1种新型功能高分子材料主要由橡胶和吸水树脂组合而成。该材料一方面具有橡胶制品的弹性和延伸性，可以密封止水；另一方面，遇水后膨胀在接缝中产生了紧密挤压力，从而起到止水的作用，由于该膨胀止水橡胶的分解温度为410 ℃，所以该橡胶可以在高温的条件下使用。
因此膨胀止水橡胶多应用于水坝和阀门，同时还可以制作特种损害管制设备。当舰船遇到海上特情，船体出现破口需要进行堵漏抗沉作业时，可利用膨胀止水橡胶在水中膨胀的特性，先用其自身高弹性进入破口，开始吸水膨胀，当吸收到一定量时，由于其具有高弹性，可以随破口而发生形变直至与破口的形状大小发生贴合。同时膨胀止水橡胶材料又具有一定的粘合性，可以使其紧密地贴住破口，可以完成由外向里、由里向外2种方向的堵漏，堵住舰船中的缺口完成堵漏抗沉作业，保障舰船在遭遇海上特情时的航行安全。
３．２ 特种橡胶用于舰船阻燃材料
橡胶在与阻燃剂如氯化石蜡或者阻燃材料如碳酸钙、陶土等共混后，可做阻燃橡胶。利用阻燃橡胶制作舰船灭火救援设备，例如用阻燃橡胶制作灭火防护服，防护鞋，保障人员安全。同时利用阻燃橡胶
制作耐高温耐燃烧的输水胶管或输送气体的胶管，使火情发生处可以得到充足的灭火水源，又能将海上火情舱室内有害气体经过胶管向外排出。阻燃橡胶还可以直接布置在易发生火情的舱室中，利用阻燃橡胶设计阻燃板或保护罩，在火情发生时，阻燃板或保护罩可以有效地控制火势蔓延，将火情控制在一定的狭小范围内。
３．３ 舰船隔离防护材料
由于橡胶材料的分子结构稳定，具有耐老化、耐天候等优点，因此可以使用橡胶材料作为舰船特殊工作环境的隔离材料。例如硅橡胶的表面张力极低，对绝大部分材料都不粘，且在橡胶材料中有最优越的耐高温、耐低温性能，可在舰船电子元器件中使用，保护舰船电子元器件，避免海洋环境因素对其产生影响，也可以作为舰艇中的防护材料进行使用，同时也可以用硅橡胶等特种橡胶制作隔音罩等设备，减少对舰船内部噪声的影响。
橡胶材料具有耐高温、耐油和耐酸碱溶液特性，可用于运送危化品船舶的防护材料。例如聚硫橡胶，利用其气密性和耐溶剂性制作隔离设备，减少有害挥发物质对人体的损害和对舱内设备的破坏。
橡胶材料可以与有机补强剂配合，如与石油树脂配合，提高橡胶的耐水、耐酸碱以及电绝缘等性能，可以在水密舱室的特定位置或特定设备中使用，例如作隔离罩，隔离带、隔离板，当溶剂发生泄漏时，可以及时的完成隔离布置。
３．４ 舰船修复粘合材料
由于海洋效应的影响，舰船电子器件、金属等都易出现脱落老化现象，可使用小剂量的液体橡胶和氯丁橡胶进行修补。目前有1种利用废橡胶进行生产的新型和环保型的自粘合材料，该产品命名为JF 自粘性粘合材料，主要用
于防水卷材中制备复合防水卷材，是国内防水卷材的一大突破，其主要物理性能：耐热性（80 ℃，2 h，垂直），不流淌、无气泡，柔度（-20 ℃，Φ20 mm，3 s，180°）无裂纹，剥离强度为 1.5 kN/m~1.7 kN/m，未来可能被广泛地作为舰船的修复材料使用。
热水泵机械密封液体橡胶是在室温下呈黏稠状的液体，具有粘合性，一些分子量小的液体橡胶可以作为粘黏剂，对木材、金属和玻璃等均具有较好的粘黏效果，同时还具有良好的导电性，可用于电子元器件的修复。除此之外，高结晶的氯丁橡胶可做黏着剂，使用时氯丁橡胶与酚醛树脂等增黏剂配合，可以提高黏合效果，用于黏合舰船用电子元器件，修补脱落老化橡胶制品。
４ 结语
综上所述，由于橡胶本身的种类繁多，加上每种橡胶的性能各不相同，橡胶与橡胶之间可以进行取长补短的复合，橡胶还可以与其他的材料进行复合，如塑料、炭黑以达到补强的目的，对各种橡胶如天
然橡胶、合成橡胶以及特种橡胶的改性被世界各国的科研人员所研究，未来我们将看到更多性能更为优异的橡胶材料橡胶制品应用于我们生活中的各个方面，同样，橡胶材料在船舶中具有广阔的应用前景，舰船上的大部分设备也离不开橡胶。该文从橡胶材料的基本特点入手，介绍了各种类型的橡胶，结合橡胶材料的应用，以舰船实际情况为例，分析了橡胶材料在舰船上的应用，并针对我国航运现状提出了未来舰船橡胶材料的发展前景，对于橡胶材料在舰船中的应用具有一定的参考价值。
参考文献
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[9]王莹.橡胶基辐射防护材料的蒙卡模拟研究[D].北京：北京化工大学，2020.通信作者简介：苑志江（1983-），男，汉族，河北邢台人，博士，讲师，研究方向：航海安全保障，邮箱：yuanzhijia *************。
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