编辑：上海淞江集团董帝豪（橡胶接头图片与文章不符合为随机配图）
吸水膨胀橡胶是一种通过弹性密封和吸水膨胀双重止水的新型功能高分子材料，广泛用作土木建筑的止水材料、密封材料、填料等。橡胶的高弹性和较好的机械强度，使得橡胶在吸水后可膨胀几至几百倍，可以克服橡胶材料因永久形变、蠕变和嵌接材料的固化收缩等带来的止水失效缺陷。其作用机理是当橡胶与水接触时，水分子不断地通过扩散、毛细及表面吸附等物理作用进入吸水膨胀胶内，与橡胶中的亲水性基团形成极强的亲和力，使橡胶发生膨胀形变，当抵抗形变的应力和渗透压差达到平衡时，吸水膨胀橡胶持相对稳定的止水和堵漏的效果。
吸水机理
弹性基体主要由高聚合度碳、氢链节构成, 本身是疏水性物质。当在基体中引入亲水基团或亲水性组分后, 再与水接触时, 水分子会进入基体中, 与橡胶中的亲水性基团形成极强的亲和力,并将橡胶中的亲水性物质溶解或溶胀, 在橡胶内外形成渗透压差, 这种压差促进水向橡胶内部渗透。亲水性物质不断吸收水分, 致使橡胶发生形变。当橡胶自身抗形变力和渗透压差相等时, 达到平衡, 即达到静水好大膨胀率, 吸水膨胀作用保持相对稳定。国内有研究学者认为吸水过程有2种形式: 一种是通过毛细管吸附和扩散作用吸水；另一种是通过氢键使水分子与亲水基团紧密结合在一起, 形成结合水。实际工业应用中, 吸水膨胀橡胶在封闭条件下使用, 吸水后膨胀率并不能达到静水好大膨胀率, 因此产生了膨胀橡胶与约束体间的接触压力, 依靠这种接触压力吸水膨胀橡胶就可以密封止水。
吸水膨胀橡胶分类
吸水膨胀橡胶可从多角度来分类, 按制备方法可分为物理共混型和化学接枝型；按其性能还可分为, 高膨胀率 ( > 350% ) 、中膨胀率( 200% ~ 350%) 、低膨胀率 ( 50% ~ 200% ) 等类型；按制造所用的吸水膨胀剂分, 则有马来酸酐接枝物、亲水性聚氨酯预聚体、聚丙烯酸类等, 以及改性高钠基膨润土、白炭黑、聚乙烯醇等类型吸水膨胀橡胶。
吸水膨胀橡胶制备方法
吸水橡胶的制备主要分为两大类：物理共混法、化学接枝法。
物理共混法是把橡胶类聚合物、亲水性物质、填料及助剂等按一定配比在双辊混炼机上混匀后,再用平板硫化机或挤出机等成型硫化。物理共混法可根据需要来调节工艺配方，制备工艺简单，原料来源广泛，制造加工成本较低，起始吸水迅速，缺点是由于强极性的亲水物质（吸水树脂）本身凝聚力较大,在橡胶中普遍存在分散不好且相容性差, 浸水后吸水树脂易从橡胶基体中脱离, 反复使用膨胀率会下降, 而且其拉伸强度会随膨胀率的增加而降低。
化学接枝法通常指以亲水性单体或齐聚物对非极性高分子链接枝, 或嵌段共聚制备吸水膨胀橡胶的方法, 它主要用于制备亲水性聚氨酯和橡胶接枝共聚物两类吸水膨胀橡胶。聚氨酯类吸水膨胀橡胶采用活性端基的亲水性齐聚物或聚合物( 如聚乙二醇、聚醚二元醇) 与多元异氰酸酯反应制成, 它特定的网络结构赋予聚氨酯以高弹性, 亲水性聚醚嵌段使其具有较高的吸水能力。橡胶接枝共聚物类吸水膨胀橡胶是在橡胶高分子链中引人亲水基团,借以实现橡胶弹性与吸水性的结合。化学嫁接法得到的吸水膨胀橡胶优点是具有微观相容性好、强度高的特点，产物在应用中吸水膨胀及脱水复原的反复过程物理性能稳定，缺点是接枝反应困难、工艺繁琐、成本较高，吸水膨胀倍率低、橡胶主体弹性差。
鉴于经济性考虑，大多数工业制造加工吸水膨胀橡胶采用物理共混法。
吸水膨胀橡胶可由通过化学改性引入亲水性官能团的橡胶基体料制成；也可由橡胶材料和亲水性的化学物质进行共混制成。
结语
目前, 吸水膨胀橡胶在研制和应用中越来越广泛，但还存在许多问题, 吸水膨胀橡胶中吸水树脂在橡胶中的分散性及与橡胶的相容性差, 长期使用后性能下降, 吸水膨胀树脂析出; 接枝法制吸水膨胀橡胶其接枝率低、成本太高等问题影响它在实际制造加工中的应用。作为一种应用型功能高分子材料，吸水膨胀橡胶的开发和研究应注意以下几个方面的问题:
(1)提高实际应用中的使用寿命，必须解决物理性质不够稳定的问题。
(2)改良合成材料，杜绝因成分析出等问题引起的环境问题
(3)成本问题吸水膨胀橡胶必须通过改良制造加工方法降低成本，提高实用性。
新风机组用橡胶接头：吸水膨胀橡胶
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