橡胶的分类及介绍题库.doc

丁苯橡胶 :SBR 丁苯橡胶与其他通用橡胶一样，是一种不饱和烯烃高聚物。溶解度参数约为8.4，能溶解于大部分溶解度参数相近丁苯橡胶的烃类溶剂中，而硫化胶仅能溶 胀。丁苯橡胶能进行氧化，臭氧破坏，卤化和氢卤化等反应。在光、热、氧和臭氧结合作用下发生物理化学变化，但其被氧化的作用比天然的作用比天然橡胶缓慢，即使在较高温下老化反应的速度也比较慢。光对丁苯橡胶的老化作用不明显，但丁苯橡胶对臭氧的作用比天然橡胶敏感，耐臭氧性比天然橡胶差。丁苯橡胶的低温性 能稍差，脆性温度约为-45。与其他通用橡胶相似，影响丁苯橡胶电性能的主要因素是配合剂。丁苯橡胶与一般通用橡胶相比，具有以下优缺点:纯丁苯橡胶强度低，需要加入高活性补强剂后方可使用；丁苯橡胶加配合剂比天然橡胶难度大，配合剂在丁苯橡胶中分散性差；反式结构多，铡基上带有苯环。因而 滞后损失大，生热高，弹性低，耐寒性也稍差，但充油后可以降低生热；收缩大，生胶强度低，粘性差；硫化速度慢；耐屈挠龟裂性天然橡胶好，但裂纹扩展速度 快，热撕裂性能差。优点 硫化曲线平坦，胶料不易烧焦和过硫；耐磨性，耐热性，耐油性和耐老化性等均比天然橡胶好，高温耐磨性好，适用于乘用胎；在加工过程中相对分子质量降低到一 定程度不再降低，因而不易过炼，可塑度均匀，硫化橡胶硬度变化小；提高相对分子质量可以实现高填充，充油橡胶的加工性能好；容易与其他高不饱和通用橡胶并 用，尤其是与天然橡胶或顺丁橡胶并用，经配合调整可以克服丁苯橡胶的缺点。氯丁橡胶：CR，全称为，聚氯丁二烯橡胶，棕黄色，硬度好，弹性好，贮存稳定性差。但是其塑炼效果好，硫化速率快、易焦烧。氯丁橡胶可以分为，硫磺调节型（G型）、非硫调节型（W型）、粘接型、其他特殊用途型。因为它具有耐热，耐臭氧、耐天候老化,绝缘性差、气密性好、阻燃性好，耐燃，耐油，黏合性好等特性,所以被称为多功能橡胶。氧化或机械塑炼均对非硫调节型（W型）氯丁橡胶无效；硫磺调节型氯丁橡胶，用开炼机低温塑炼，在较大的剪切力作用下，粘度下降大。五亚甲基二硫代氨基甲基哌啶是G型氯丁橡胶的有效塑解剂。氯丁橡胶的混炼生热较大，所以辊温以50为宜。补强剂只能少量逐次加，软化剂可和软质填充剂同时加入。密炼机混炼时间一般在515分钟之间。为了使分散良好,混炼时间需要稍长一点。在密炼机上炼胶时，为了防止产生炭黑凝胶或焦烧，应尽量采用低温混炼。但是如果使用陶土，碳酸钙及其他无机填充剂时，由于其含水分较多，致使分散不良,如果将胶料温度提高到100左右进行混炼，借以减少水分，则分散良好。有良好的物理机械性能，耐油，耐热，耐燃，耐日光，耐臭氧，耐酸碱，耐化学试剂。 缺点是耐寒性和贮存稳定性较差。具有较高的拉伸强度、伸长率和可逆的结晶性，粘接性好。耐老化、耐热。耐油、耐化学腐蚀性优异。耐候性和耐臭氧老化仅次于 乙丙橡胶和丁基橡胶。耐热性与丁腈橡胶相当，分解温度230260，短期可耐120150，在80100可长期使用，具有一定的阻燃性。耐油 性仅次于丁腈橡胶。耐无机酸、碱腐蚀性良好。耐寒性稍差，电绝缘性不佳。生胶储存稳定性差，会产生“自硫”现象，门尼黏度增大，生胶变硬。氯丁橡胶可以和其他通用橡胶采用同样的方法进行硫化，但其硫化温度要稍高于天然橡胶,最好在150以上。厚度为2mm左右的制品,硫化时间取10min。长件压出制品（如胶管、密封胶条）可以采用直接蒸汽硫化，该法包括包布硫化、包铅硫化和滑石粉硫化等等。当制品十分重视外观质量时，可采用热空气硫化。氯丁橡胶也广泛采用注压硫化，特别是汽车配件及有关弱电制品等，由于其形状均一，体积较小，数量也多，所以多采用注压成型的方式生产。因为氯丁橡胶具有优良的耐天候性，故常和其他橡胶并用。比如，氯丁橡胶之间、与天然橡胶、与丁苯橡胶、与丁腈橡胶、与顺丁橡胶等并用。天然橡胶：NR 天然橡胶是不饱和橡胶，容易与硫化剂发生硫化反应（结构化反应），溴与氧、臭氧发生氧化、裂解反应，与卤素发生氯化、 化反应，在催化剂和酸作用下发生化学反应等。但由于天然橡胶是高分子化合物，所以它具有烯类有机化合物的反应特性，如反应速度慢，反应不完全、不均匀，同时具有多种化学反应并存的现象（如氧化裂解反应和结构化反应）等。在天然橡胶的各类化学反应中，最重要的是氧化裂解反应和结构化反应。前者是生胶进行塑炼加工得理论基础，叶酸橡胶老化的原因所在；后者则是生胶进行硫化加工制得硫化的理论依据。而天然橡胶的氯化、环化、氢化等反应，则可应用于天然橡胶的改性方面。性能：天然橡胶具有优异的综合物理机械性能 天然橡胶无一定熔点，加工后慢慢软化，到130140时则完全软化以至呈熔融状态，到200左右开始分解，到270时急速分解。在常温下稍带塑性，温度降低则逐渐变硬，0时弹性大幅度下降，冷却到-70时则变成脆性物质。受冷冻的生胶加热到常温，可恢复原状。天然橡胶具有很好的弹性，弹性模量为24MPa；回弹率在0100范围内可达50%80%，升温到130时，仍能保持正常性能，当温度低于-70是，才丧失弹性而成为脆性物质，最大弹性伸长率可达100%。天然橡胶不耐老化，但通过添加防老剂可改善其老化性能，拥有较好的耐碱性能，但不耐强酸耐极性溶剂。天然橡胶在空气中容易与氧进行自动催化的连锁反应，分子链断裂或过度交联，发生粘化和龟裂，使物理机械性能下降而发生老化。在高温下老化速率加快，一般是按温度每增加10，则缩短1倍的规律发展。化学性质 天然橡胶是不饱和橡胶，容易与硫化剂发生硫化反应（结构化反应），溴与氧、臭氧发生氧化、裂解反应，与卤素发生氯化、 化反应，在催化剂和酸作用下发生化学反应等。但由于天然橡胶是高分子化合物，所以它具有烯类有机化合物的反应特性，如反应速度慢，反应不完全、不均匀，同时具有多种化学反应并存的现象（如氧化裂解反应和结构化反应）等。天然橡胶耐屈扰性好，弹性好，物理机械性能好，绝缘性好，有良好的加工性和防水性，不耐老化，不耐油。天然橡胶在开炼机上进行混炼时，先将塑炼胶压软，然后抽取滚筒间余料，按顺序加入配合剂，即，生胶固体软化剂小料炭黑、填充剂液体软化剂硫磺、促进剂薄通捣胶下片。天然橡胶混炼时,辊筒速比一般控制在1:1.081.25之间。配合剂多时，速比可调至1，1.041.07；配合剂少时，可调至1，1.25,辊温一般为5060，前辊温度比后辊温度高约5。 乙丙橡胶 乙丙橡胶是密度较低的一种橡胶，其密度为0.87。加之可大量充油和加入填充剂，因而可降低橡胶制品的成本，弥补了乙丙橡胶生胶价格高的缺点，并且对高门尼值的乙丙橡胶来说，高填充后物理机械性能降低幅度不大。乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。乙丙橡胶制品在120下可长期使用，在150-200下可短暂或间歇使用。加入适宜防老剂可提高其使用温度。以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用。三元乙丙橡胶在臭氧浓度50pphm、拉伸30%的条件下，可达150h以上不龟裂。由于乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性；但在脂属和芳属溶剂（如汽油、苯等）及矿物油中稳定性较差。在浓酸长期作用下性能也要下降。 乙丙橡胶具有极高的化学稳定性，在通用橡胶中，其耐老化性能是最好的；并且其耐候性好，能长期在阳光、潮湿、寒冷、的自燃环境中使用。乙丙橡胶制品在一般情况下，可以在120的环境中长期使用，其最高使用温度为150。当温度高于150时乙丙橡胶生胶开始缓慢分解，200时硫化胶的物理机械性能亦缓慢地下降。故在150以上的环境中乙丙橡胶制品只能短期或间歇使用。但加入适宜的防老剂可以改善乙丙橡胶的高温使用性能，提高使用温度和高温下的使用寿命。而用过氧化物交联的二元乙丙橡胶则可以在更苛刻的条件下使用。由于乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因此对各种极性化学药品均有较大的抗耐性，长时间接触后性能变化不大，因此乙丙橡胶可以作这些化学药品容器的内衬材料。乙丙橡胶具有非常好的电绝缘性能和耐电晕性，由于乙丙橡胶吸水性小，浸水后电气性能变化也小，适于制作在水中作业用的电线、电缆。由于乙丙橡胶与塑料相容性较好，可作为改善塑料冲击性能的优良改性剂。乙丙橡胶具有好的低温性能，在低温下仍保持较好的弹性和较小的压缩变形，其最低极限使用温度可达50或更低。塑炼 塑炼塑炼定义：橡胶 在外界因素的作用下由弹性物质变为具有可塑性物质的现象叫塑炼。1、按要求准备好硫化试样，检查手套、铜丝刷等工具是否准备好；2插上电源并启动空气压缩机，有无异常，开启输气阀向硫化仪输气，空压机压力不得超过0.45MPa；3开启硫化仪电源开关和电源稳压设备4待空压机压力达到要求后，启动开模开关，放入转子，注意转子一定要插到底才能启动和膜开关合模5启动合模开关合模，按要求设定硫化仪温度、硫化时间，待达到设定硫化温度后，在保温五分钟左右6启动开模开关，开启模腔，带好手套将准备好的未硫化胶试样放在转子中央7点启动开关和合模开关，开始硫化，打印机自动打印硫化曲线8待硫化完成后，启动开模开关，带好手套，取出转子上的硫化胶并清理干净，再将转子插回模腔，用铁刷等将模腔清理干净9实验完毕，切断硫化仪及空压机电源，放掉空压机内的空气，做好清洁卫生工作1、可塑度的测定1、 原理：将未硫化的圆柱形橡胶样品以规定压力压缩在两个平板之间，在一定温度下，经过一定时间后，解除外力，让其恢复一定时间后，测定其高度，根据公式，算出结果，从而得到样品的可塑度大小。 2、试验仪器：切片机、可塑性试验机3、实验条件： （1）控制温度：701 （2）时间：预热3min,恒压3min，恢复3min （3）压力：5.000.005kg 4、试样制备： （1）直径D：160.5mm （2）高度h：10.000.25mm5、步骤：（1）试样的制备与调整 （2）调节恒温箱温度，使其达到701并保持稳定 一定时间1015min。 （3）在试样的两工作上各贴一层玻璃纸，用精密度为 0.01mm的厚度计，在室温下测量试样的原始厚 度。 （4）将测过高度的试样放入恒温箱中仪器的底座上， 不得放在恒温箱底板上在试验温度701下预 热3min。 （5）将预热好的试样放到上下压板之间的中心位置 上，轻轻放下负荷加压，与此同时预热第二个试 样。 （6）加压3min后，立即读出试样在负荷下的高度 （7）去掉负荷，取出试样在室温下停放3min，测定 恢复后的高度 （8）数据整理6、 公式计算 P：可塑性；S：柔软性；R：还原性。 = = =2、硫化仪的认识1、硫化的定义：使胶料的分子由线型变为交联网状结构的化学 变化过程。2、工作原理：工作室（模具）内有一转子不断地以一定的频率 作微小角度摆动，而包围在转子外面的胶料在一 定的温度压力下，其硫化程度逐步增加，模量则 逐步增大，造成转子摆动转矩也成比例地增加。 转矩值的变化通过仪器内部的传感界换到信号送 到记录仪上放大并记录下来，转矩随时间变化的 曲线即为硫化特性曲线。 3、试样：直径为30mm，厚约12mm圆片 4、试验目的：1）通过胶料硫化曲线的测定，掌握硫化仪的使用 方法。 2）学会分析硫化曲线 3）了解硫化仪的工作原理及主要组成 5、硫化三要素：温度、时间、压力6、硫化历程： 1）焦烧期：胶料变软到流动性初步失去 焦烧：一种超前硫化的行为 危害：影响制品物理及外观性能，严重时可造 成制品接头裂开。 焦烧时间：时间应足够长，以保证加工安全性。 2）热硫化期：迅速发生交联，橡胶性能急剧上升。 热硫化时间：时间应尽量短，以提高生产率。 3）硫化平坦期：分子交联已完成，交联键部分发 生重排，性能稳定。 硫化平坦期应足够长，保证硫化加工安全及防 止过流。 4）过硫化期：交联键进一步发生重排，甚至发生 裂解；随时间延长，性能反而出现 下降现象。7、 产生焦烧的原因： 1）配方设计不当，硫化体系配量不横，硫 化剂、促进剂用量超常。 2）塑炼未达到要求。 3）温度过高 4）存放过程中管理不当，出现自然焦烧8、硫化时间的确定：工艺正硫化时间及平坦期内几点9、判断配方好坏的方法：焦烧时间长，热硫化期短即硫化速度 快，平坦期长，峰值高。10、 控制焦烧时间的方法：加入慢效果的促进剂。如：次磺酰胺， 因其有后效性。11、步骤： 1）试样制备：手工或用专业设备裁出（直径为30mm， 厚约12mm圆片）的胶料试样。 2）开启压缩机电源开关，空气压力在0.4至0.6Mpa 3）接通电源，打开机台装置配柜总电源。 4）启动计算机 5）打开主机台上的电源键及温控开关 6）打开硫化仪软件，进入操作界面，输入有关名称， 设定试验条件，主要是硫化温度、硫化时间、角度、 曲线类型。 7）仪器自动加热至设定温度，恒温10至15min 8）将仪器上下用玻璃纸垫好，放入模腔； 9) 按下闭模键，放下保温罩仪器自动进行测试； 10）硫化仪软件会显示选定参数及变化曲线； 11）到达测试设定时间，仪器自动保温罩打开、上模上 移模腔打开； 12) 取出试样； 13）关闭对话窗，打印硫化曲线，测试结束； 14）测试完毕后，先关闭计算机，其后关掉机台电源， 最后关掉总电源； 15）清理现场； 16）作好实验记录和登记。 3、平板硫化机 1、工作过程：将没有硫化的半成品装入模型后，将模型置于 两层热 板之间的间隙中，（对于无模型制品如胶带、胶 板直接放入热板之间）。然后向液压缸内通液压介质（油 或水），柱塞便推着活动平台及热板向上或向下运动，并 推 动可动平板压紧模具或制品。在进行上述运动同时向 加热平板内通加热介质，从而使模型（或制品）获得硫化 过程所需的压力和温度，经一段时间（硫化周期）以后， 制品硫化完毕，这时将液压缸内的液压介质排除，由于柱 塞在本身自重（或双作用缸的液压）作用下下降，便可取 出制品。 2、工作原理：在平板硫化机工作时热板使胶料升温并使橡胶 分子发生了交联，其结构由线型结构变成网状的体形结 构，这是可获得具有一定物理机械性能的制品，但胶料受 热后，开 始变软，同时胶料内的水份及易挥发的物质要 气化，这时依靠液压缸给以足够的压力使胶料充满模型， 并限制气泡的生成，使制品组织结构密致。如果是胶布层 制 品，可使胶与布粘着牢固。另外，给以足够的压力防 止模具离缝面出现溢边、花纹缺胶、气孔海绵等现象。 3、平板硫化机主要用于硫化平型胶带（如输送带、传动带， 简称平带），属于液压机械，平板硫化机的主要功能是提 供硫化所需的压力和温度。 4、橡胶拉伸性能测试 1、原理：拉伸试验是对试样延期纵轴方向施加静态拉伸负荷， 使其破坏，通过测量试样的屈服力、破坏力和试样标距间 的伸长来求得试样的屈服强度、拉伸强度和伸长率。 2、测试项目： 1）拉伸强度：在拉伸试验中，试样直至断裂为止所承受的 最大拉伸应力。 2）拉伸应力：试样在计量标距范围内，单位初始横截面上 承受的拉力负荷。 3）断裂伸长率：试样断裂时，标线间距离的增加量与初始 标距之比。 4）弹性模量：比例极限内，材料所受应力与产生的相应应 变之比。 5）屈服点：应力-应变曲线上应力不随应变增加的初始点。 6）应变：材料在应力作用下，产生的尺寸变化与原始尺寸 之比。 3、橡胶试样条件：1）拉伸速度：50050mm/min 2) 温度：232 4、试样条件：长115mm；宽251mm；中间距250.5mm； 工作部分宽度6.00.40mm；厚度2.000.003mm 5、步骤： 1）试样的状态调节和试样环境的调节； 2）在试样中间平行部分做标线，示明标距； 3）测量试样中间平行部分的厚度和宽度，精确到0.01mm （测量时应取三点求平均数）； 4）夹具夹持试样时，要使试样横纵与上下夹具中心连线重 合，且松紧适宜； 5）输入试验参数，开始试验； 6）记录屈服时负荷，或断裂负荷及标距间伸长。试样断裂 在中间平行部分之外时，此试样作废，另取试样补做。5、热氧老化性能的测试 1、老化：橡胶制品在储存或使