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, 即达到静⽔最⼤膨胀率, 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最⼤膨胀率, 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，⽣产成本较低，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....