橡膠是一種高彈性的高分子化合物。按照原材可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類;按照形態(tài)分為乳膠、塊狀生膠、液體橡膠和粉末橡膠; 按照使用情況分為通用型和特種型,特種橡膠具有某些特殊性能,矽橡膠和聚氨酯橡膠屬於於特種橡膠。隨著手錶產(chǎn)品的多樣化,手錶 錶帶的材質(zhì)也隨之更加豐富,橡膠錶帶在傳統(tǒng)的高級腕表中的使用,也彰顯了都市潮人動感的形象,同時(shí)也使手錶外觀更具有創(chuàng)意。
曾在20年前,橡膠材料首次運(yùn)用到高級腕表中,如今,在資訊化高科技的時(shí)代,材質(zhì)已然成為“時(shí)尚”的代名詞,其防汗防潮的優(yōu)異特性, 對皮膚沒有過敏反應(yīng),並且佩戴舒適,目前在運(yùn)動系列的表款上有著廣泛的應(yīng)用。
對於膠類的錶帶,目前行業(yè)內(nèi)主要將常見的膠類手錶材質(zhì)分為:矽膠和聚氨酯(簡稱PU),本文主要對以上兩種材質(zhì)的主要成分、 物理或化學(xué)特性以及應(yīng)用於手錶錶帶中的主要特點(diǎn)進(jìn)行闡述。
1 矽膠
1.1 特性及其在錶帶中的應(yīng)用
矽橡膠比一般純有機(jī)橡膠具有更好的耐高、低溫性能。傳統(tǒng)橡膠在在嚴(yán)寒的氣候下,會因冰凍變脆,而作為太空材料而研製的矽橡膠,最大特點(diǎn)就是耐高溫和低溫。它在300°C或-90°C的極端溫度環(huán)境下,均可不失原有的柔韌性而保持化學(xué)結(jié)構(gòu)的定。當(dāng)特殊 用途的手錶,如在北極科考特製手錶或赤道地區(qū)用表,便可充分發(fā)揮矽橡膠特有的優(yōu)勢。
矽橡膠作為錶帶的新型材料,除了耐高低溫,與天然橡膠相比,它不會滋生細(xì)菌,且其表面張力很低,不易被汗水和雨水侵泡變形,具有較強(qiáng)的防水腐蝕性能。因此,利用矽橡膠製作的手錶錶帶在一般人群的使用環(huán)境下的壽命可達(dá)幾十年。
此外,矽橡膠還有良好的耐光抗老化性、耐氧抗老化性、電絕緣性、防黴性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐磨損、不變形、無毒、無味、 對人體無副作用等特性。
在使用矽橡膠製作錶帶時(shí),除了可以選擇自身性能優(yōu)異的RTV矽橡膠外,還可利用填充、原位聚合等手段豐富基礎(chǔ)聚合物的類型, 從而進(jìn)一步提高矽橡膠的性能。
然而,目前在矽橡膠用於錶帶中,也存在缺點(diǎn)並需要去提升的部分,其抗撕裂性能在橡膠中屬於較低的。在矽膠錶帶與金屬扣環(huán)的 連接部分,容易因該處應(yīng)力較為集中而產(chǎn)生裂口,隨著使用時(shí)間的延長而導(dǎo)致錶帶斷裂,因此,使用過程中不能大力拉扯矽膠錶帶 與金屬扣環(huán)的連接部分。此外,應(yīng)時(shí)常用軟布擦拭矽膠錶帶,清除存在與矽膠錶帶表明的質(zhì)地堅(jiān)硬的髒汙,以防其劃傷矽膠錶帶 表面產(chǎn)生裂口,從而降低錶帶使用壽命。
2 聚氨酯(PU)
目前,環(huán)保和保護(hù)動物的理念日益深入人心,相對於動物皮質(zhì)錶帶,大量運(yùn)動表錶帶開始使用PU材質(zhì)。PU皮雖然不是真皮,但是它 的外觀質(zhì)感及舒適性都和真皮相差無幾,而且它防水、防黴變,這些優(yōu)異的特性都是真皮無法做到的。
2.1 特性及其在手錶中的應(yīng)用
PU彈性體的性能介於塑膠和橡膠之間。PU根據(jù)所用原料的不同,可有不同性質(zhì)的產(chǎn)品,一般為聚酯型和聚醚型兩類。不同類型多元醇 合成的PU彈性體的性能稍有差異,聚酯型PU的力學(xué)性能高、耐油性好,但耐水性較差;聚醚型PU的耐低溫性及耐水解性優(yōu)於聚酯型, 但耐油性、力學(xué)性能稍差一點(diǎn)。
(1)PU的力學(xué)性能:PU彈性體的硬度變化範(fàn)圍比較寬,可從邵氏A10 到D80, 斷裂伸長率高達(dá)600%~800%,硬度和伸長率高於 天然橡膠,有文獻(xiàn)報(bào)告,天然橡膠的最高邵氏硬度僅為A70,斷裂伸長率為550%。PU彈性體的撕裂強(qiáng)度也較天然橡膠大2~10倍。 PU彈性體的耐磨性好,一般為天然橡膠的3~10倍,因此其良好的耐磨性和力學(xué)性能也給其在錶帶上的使用提供條件。
(2)PU的熱學(xué)性能:PU彈性體一般只能在80℃以下使用,溫度超過80℃會導(dǎo)致性能下降。但PU彈性體的耐低溫性較好,並以聚醚 型力最佳,可在-62~-70℃溫度範(fàn)圍內(nèi)使用,然而手錶的一般使用的極限溫度為50℃,其較低的耐熱性並不影響其應(yīng)用於錶帶中, 同時(shí),可在南極科考用表中的使用。
(3)PU的環(huán)境性能:PU 彈性體的耐水性一般,在水中浸泡或暴露於濕氣中,會引起力學(xué)性能下降,因此在使用PU材質(zhì)的錶帶時(shí) 不應(yīng)長時(shí)間在水中浸泡或過多的接觸水。PU彈性體的耐油性、耐弱極性和非極性溶劑性能好。但其不耐強(qiáng)酸、強(qiáng)鹼及極性溶劑的 作用,可長期於戶外使用,但需儘量避免與酸堿接觸,在易出汗的夏季使用也會降低PU錶帶的使用壽命。
目前PU錶帶因其撕裂強(qiáng)度較高,耐磨性好,耐油性、耐非極性和弱極性溶劑性能好,可製作手感與美觀兼具的錶帶,可長期於戶外 使用。PU材質(zhì)在手錶錶帶中有著廣泛的應(yīng)用,同時(shí)隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,其在錶帶中的應(yīng)用將有著更加廣闊的前景。
3 小結(jié)與展望
隨著智慧手錶和運(yùn)動手錶的普及,橡膠材質(zhì)廣泛應(yīng)用於錶帶製造中,矽橡膠和聚氨酯(PU)二者均作為特種橡膠,因具有獨(dú)特的 優(yōu)勢在手錶錶帶中的應(yīng)用日益廣泛。
矽橡膠比一般純有機(jī)橡膠具有更好的耐高、低溫性能,還具有良好的耐氧抗老化性、耐光抗老化性、電絕緣性、防黴性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐磨損以及不變形、無毒、無味、對人體無副作用等特性。
PU材質(zhì)因其撕裂強(qiáng)度較高,耐磨性好,耐油性、耐非極性和弱極性溶劑性能好,目前在錶帶中也有著廣泛的應(yīng)用。
但是除了本身材質(zhì)的特點(diǎn),加入的填充物和添加劑以及加工工藝的差異會使錶帶最終的力學(xué)性能、熱學(xué)性能和環(huán)境性能均存在 差異。為了能採購或生產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)異的產(chǎn)品還需從材料的具體添加物和加工工藝上進(jìn)行不斷深入研究。