橡胶产品基本知识ppt课件

.,1,橡胶制品基本知识（讲座）,.,2,1.什么是橡胶？,橡胶是具有高弹性的高分子聚合物。经受外部应力（拉伸、压缩、剪切）时，可产生大应变，除去外力时，可迅速回复（接近）原状。生胶（未硫化胶）橡胶硫化胶（交联橡胶）生胶是线性大分子，只有通过硫化（交联），线性大分子形成3维网状结构，成为硫化胶，才具有高弹性、抗形变和各种特性（如耐热、耐油、耐候、耐磨.)。除特殊制品外，橡胶制品都是硫化胶。,.,3,2.主要橡胶品种和特性,2.1品种天然橡胶（NR)(注：红色带号的橡胶，洗衣机和其他家电使用较合成橡胶有可能使用的胶种）异戊橡胶（合成天然橡胶，IR)丁苯橡胶（SBR)顺丁橡胶（BR)丁腈橡胶（NBR）、氢化丁腈橡胶（HNBR）、丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶（NBR/PVC)氯丁橡胶（CR)丁基橡胶（IIR)、氯化丁基橡胶（CIIR)、溴化丁基橡胶(BIIR)乙丙橡胶（二元乙丙橡胶EPM、三元乙丙橡胶EPDM)氯醚橡胶（均聚氯醚橡胶CO、二元氯醚橡胶ECO、三元氯醚橡胶GECO),.,4,丙烯酸橡胶（ACM)、乙烯/丙烯酸酯橡胶(VAMAC)硅橡胶（MVQ，有的图纸写作Si不规范）氟橡胶（FKM)氟硅橡胶（MFVQ)聚氨酯橡胶（PU)氯化聚乙烯橡胶（CM)氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）聚硫橡胶（T)乙烯/醋酸乙烯橡胶（EVM)通常生橡胶为固态（胶包、胶片、胶块、胶粒或松散絮状），有些品种有胶乳（如天然胶乳、羧基丁苯胶乳、丁腈胶乳)液体橡胶（如丁腈胶乳),.,5,热塑性弹性体（TPE、TPR）合成型热塑性弹性体苯乙烯系热塑性弹性体（SBS、SEBS、SEPS、SIS)聚酯系热塑性弹性体（TPEE)热塑性聚氨酯弹性体（TPU、PUR)橡塑共混型热塑性弹性体部分动态硫化热塑性弹性体（TPO)全动态硫化热塑性弹性体（TPV)热塑性乙丙橡胶（EPDM/PPTPV)其他许多种TPV（略）再生胶、胶粉,.,6,2.2特性（已复印编写的各种橡胶性能一览表发给大家，供工作中参考，下面对有关品种简介）天然橡胶橡胶树割胶胶乳凝固加工胶片优点：强度高、弹性好、耐磨、耐疲劳、耐寒、工艺性能好.缺点：耐热不高、不耐油、耐老化（臭氧、热、氧、天候）差.应用：最广泛。轮胎、胶管胶带、胶鞋、减震.,.,7,合成橡胶合成橡胶品种很多，原料复杂，工艺流程长原料：石油大多数合成橡胶电石氯丁橡胶氟石氟橡胶；萤石硅橡胶；粮食酒精丁苯橡胶（50年代）单体：1种均聚胶；2种二元胶；3种三元胶.催化剂：各公司有差别，属技术秘密聚合方式：乳液聚合（多）、溶液聚合（多）、悬浮聚合、气相聚合、固相聚合、化学反应.生胶形态：胶包（最多）、片状、块状、粒状、粉末状、粘稠状（“液体橡胶）,.,8,乙丙橡胶品种乙烯丙烯第3单体ENBDCPDVNBHD二元乙丙橡胶（EPM)三元乙丙橡胶（EPDM)或或或ENB亚乙基降氷片烯；DCPD双环戊二烯；VNB乙烯基降氷片烯；HD1，6-己二烯。ENB型EPDM占乙丙橡胶绝大多数。VNB型EPDM是最新的品种（2009推出）。HD型EPDM(杜邦）已停产。目前，全世界乙丙橡胶大约有400多种商品牌号。还有一些充油乙丙橡胶（充油量10100份），供低硬度制品选用。特性耐热（150)、耐寒（硫化-50）、耐候和耐臭氧极好可长期在户外使用、电性能优、耐酸碱、耐水、耐高温蒸汽缺点：不耐矿物油和溶剂、粘合差（自粘、与其他材料粘）、硫化困难、易喷霜（喷白）、耐磨和变形性稍逊应用电线电缆、屋面防水卷材、汽车密封条、家用电器,.,9,丁腈橡胶品种丁二烯与丙烯腈的共聚物，丙烯腈强度耐油耐寒耐热耐磨导电根据丙烯腈含量和门尼粘度不同，形成许多商品牌号。丁腈橡胶俗称“耐油橡胶”，并不完全正确。它对矿物油有很好的抗耐性，但对一些油品并不耐或较差。特性优良的耐矿物油性能。视丙烯腈含量、增塑剂品种、硫化体系等不同，有不同的耐热（+100、甚至+120）耐寒性能（-20-40、甚至-60）。导电性好。与金属粘合好。缺点：耐候、耐臭氧很差应用密封件（油封、O形圈、皮碗等等）、液压胶管、耐油胶管、印刷胶辊及许多工业和民用耐油配件。氢化丁腈橡胶,价昂（380元/kg);NBR/PVC,.,10,硅橡胶品种高温硫化硅橡胶（固体硅橡胶）乙烯基硅橡胶(大多数使用品种）氟硅橡胶、苯基硅橡胶室温硫化硅橡胶液体硅橡胶硅凝胶特性耐高温（一般200、特殊250300）、耐低温（-60以下）、电性能和耐候耐臭氧极好、生理惰性缺点：不耐油、强度低、易撕裂、不耐磨、需二段硫化、难粘合.应用高温硫化丁腈橡胶应用广泛：电线电缆、电器配件、胶辊、密封件、医用制品室温硫化硅橡胶：幕墙和门窗密封胶（硅酮胶）、粘合剂、制模胶.液体硅橡胶：接触食品的制品（如蛋糕模）、生活用品（如奶嘴）、医用制品.氟硅橡胶耐油的硅橡胶，价昂，苯基硅橡胶耐高温低温。耐辐射，价昂还有许许多多橡胶，限于时间略去，欢迎垂询！,.,11,热塑性弹性体生产制品时，常温是弹性体（橡胶），高温下熔融流动、可以用热塑性塑料加工设备加工（注塑、挤出、吹塑等），冷却后又回复橡胶弹性。边角料可重复利用。SBS大量用于鞋类和沥青改性。不耐热、不耐油、不耐磨，基本上不用于电器。SEBS加氢SBS，克服了SBS的许多缺点，应用于电线电缆、电器、医疗用品热塑性乙丙橡胶（EPDM/PPTPV)耐热、油、寒良好，电性能和耐候优.用于电线电缆、汽车密封条和波纹防尘罩、电器SSSnS橡胶大分子硫化橡胶SBS热塑性乙丙橡胶（化学交联）（物理交联）（全动态硫化）,.,12,3.配方设计和试验,橡胶配方设计是经验科学，象中医开处方。很辛苦、很困难。理论基础+前人经验+本人经验+动手操作+测试水平+判断能力橡胶配方比中药配方更复杂，其中起什么化学反应和物理作用？不明。用户（主机厂）与生产厂（橡胶厂）配合+沟通+合作+理解，是成功的基础。橡胶配方并不神秘，配方保密是利益的需要不要迷信专家、外国人。专家解决不了的问题，工人、助工也能解决。,配方设计,配方试验,配方,结构设计,混炼胶,模具加工,硫化,制品,.,13,国内一些老橡胶工作者，出版了专著，供配方设计参考：杨清芝（石化社）张殿荣（化工社）纪奎江（化工社）谢忠麟（化工社）,.,14,混炼胶,硫化体系,防老体系,补强/填充体系,其他助剂,炭黑白炭黑,碳酸钙陶土滑石粉,软化体系,软化剂,硫化剂,促进剂,防老剂,抗氧剂,UV稳定剂,活性剂,软化剂,橡胶胶料配方组成,增粘剂,阻燃剂,导电剂,等等,加工助剂,抗静电剂,.,15,以滚筒洗衣机门封为例，对配方设计进行说明。该产品安装在洗衣机视窗上，为浅色密封圈，硬度很低（邵尔A型硬度要求耐酸3038度），耐酸性和碱性洗涤液，耐热，颜色均匀且耐紫外线变色，耐水，有较好的耐磨、屈挠和耐久性.视窗门封,.,16,原材料选择生胶根据各种橡胶的特性，选用三元乙丙橡胶是合理的。低硬度胶料必须加入大量的软化剂（油），无法炼胶操作。需要使用充油乙丙橡胶。国产胶充油量少、质量不稳定，不予采用。国外胶有多家生产，其中DSM公司有充油量100份的Keltan509x100，适用。但是，509x100充黄色石蜡油，不环保（多环芳烃PAHs).耐紫外线变色性差。改用新充油胶充100份无色石蜡油的Keltan4551A，物理性能基本不变，无PAHs、耐紫外线变色性大大改善。黄色充油EPDM509x100白色充油EPDM4551A,.,17,硫化体系EPDM可以用硫黄或过氧化物硫化体系，考虑到4551A的第三单体含量高，采用硫黄硫化体系。为了硫化速度快（生产效率）、产品不喷霜（保证质量），采用几种超速/中速促进剂并用。常规的活性剂氧化锌/硬脂酸并用。防老体系几种非污染性防老剂并用。补强填充体系乙丙橡胶是非自补强性橡胶，强度很低。必须添加补强剂才有使用价值。炭黑是乙丙橡胶最好的补强剂，但浅色照片不能用。浅色橡胶补强剂首选白炭黑（二氧化硅）。白炭黑用量，优点：强度耐磨抗撕，耐酸性缺点：耐碱硫化速度加工困难变形制品起泡（白炭黑水分指标7%，而且易吸潮）为调节耐酸碱性、硬度、强度、弹性,在白炭黑基础上并用其他填充剂矽丽粉（德国）、纳米硫酸钡、煅烧陶土。碳酸钙价格低廉，不耐酸，不能选用。,.,18,软化体系乙丙橡胶首选石蜡油。虽然充油乙丙橡胶4551A中含有50%重量的油，但为了达到30-40度胶料硬度，还要再补充添加石蜡油。美国和国产克拉玛依高压加氢石蜡油，符合门封胶料物性和加工的要求，而且环保符合欧盟法规。其他助剂包括着色剂、加工助剂、酸碱度调节剂、脱模剂等都要认真选用原材料选用必须符合环保法规,例如REACH、RoHS、TRGS、ZEK01涉及Pb、Cd、Hg、Cr(VI)、PBB、PBDE（十溴二苯醚)、短链氯化石蜡、邻苯二甲酸酯增塑剂(二丁酯、二辛酯)、含致癌N-亚硝胺的促进剂（TMTD、BZ、TRA、NOBS、DTDM)、含致癌芳胺的偶氮着色剂、多环芳烃（PAHs)REACH的高关注物质（SVHC)：第1批（15种）、第2批（17种）.,.,19,配方试验结果,拉伸性能两配方均达标，优选配方的拉伸强度明显提高。优选配方原配方技术指标邵尔A型硬度，度36363038拉伸强度，MPa13.838.897.0拉断伸长率，%753727500,.,20,环境加速试验原配方的耐酸碱性和耐热老化性与技术指标有差距，优选配方全部合格，比原配方有很大改进。耐碱性（1%白猫牌洗衣粉溶液，60x168h)优选配方原配方技术指标硬度变化，度0-510拉伸强度变化率，%-9.8-21.615拉断伸长率变化率，%-5.6-3130耐酸性（1%白猫牌彩漂液，60x168h)优选配方原配方技术指标硬度变化，度-1-410拉伸强度变化率，%-2-23.615拉断伸长率变化率，%-3.9-2830耐热老化性能（115x100h)优选配方原配方技术指标硬度变化，度+3+310拉伸强度变化率，%-5.4-5430拉断伸长率，%-8.9-3840优选配方原配方技术指标紫外线灯照射试验（168h)不变色变色很微,.,21,环保项目检测结果SGS检测结果法规项目限量,mg/kg原配方优选配方RoHSPb10001617Cd100NDNDHg1000NDNDCr+61000NDNDPBB1000NDNDPBDE1000NDNDZEK01-08PAHs(第1类）（第2类）苯并（a）芘120NDND16种总和1020047.98.74REACH16种SVHC1000NDNDND未检测出结论：合格,.,22,4.结构设计和模具设计,结构设计通用橡胶制品（轮胎、管带、胶鞋和密封件如油封、0形圈。往复密封等），一般由橡胶生产部门设计。专用橡胶制品和开发的产品，一般由主机厂设计。最好是以主机厂为主，橡胶厂配合。结构设计的基本原则：保证满足使用要求。形状、尺寸及公差配合符合部件组装要求。橡胶生产工艺能否做得出来（充模、脱模.)？模具能否加工？必须保证橡胶制品模压硫化中充分排气。模具设计（略）,.,23,橡胶油封结构和模具（例）,.,24,.,25,橡胶制品排气轮胎：多层复合结构、胎面胶厚、花纹沟深、刀槽花纹曲折密布，硫化时空气、水分和挥发份排不出（据测定：轮胎硫化烟气有24种之多）。模具打大量排气孔，硫化后的轮胎胎面上有一排排胶须，修剪后才是轮胎产品。（全世界都一样）修剪胶须,.,26,门封（例）两道加强筋（影响排气，容易起泡）,.,27,门排形状和断面结构设计要保证硫化能用压缩空气脱模,.,28,汽车密封条,.,29,汽车异型管,.,30,5.检测,5.1检测项目原材料（生胶和橡胶助剂）化学和物理试验。生胶测门尼粘度混炼胶测密度、门尼粘度、门尼焦烧、硫化特性（硫化仪）硫化胶测密度、硬度、拉伸性能、撕裂强度、回弹性、压缩永久变形、耐磨性能、热老化性能、臭氧老化性能、耐液体（油、酸、碱等）、电性能.成品试验环保试验5.2检测方法GB/T、ISO、ASTM、JIS、行业标准.(给各位发了检测项目和试验方法表）,.,31,中国国标（GB/T）及绝大多数国家都已等效采用国国际标准（ISO）和国际单位。但日本1995年以前橡胶测试方法标准JISK6301(现已作废）（韩国和台湾等同采用）与GB/T有许多不同，测试结果有差异。如：硬度JISA(日、韩）邵尔A（GB/T、ISO、ASTM、DIN拉伸强度、定伸应力、拉断伸长率、阿克隆磨耗等都有不同。国内一些主机厂的图纸、技术要求等还有使用以日本作废标准制定的指标，因而发生争议，因与橡胶厂沟通。美国ASTM在欧美还广泛使用，ISO许多标准是以ASTM为基础的。英制单位英美还在广泛使用。,.,32,5.3检测设备硬度计邵尔A型（通常用）邵尔D型（高硬度塑料、TPR用）邵尔C型（海绵橡胶用）,邵尔A型（通常用）邵尔D（超高硬度用）邵尔C型（海绵用）,微型硬度计,.,33,门尼粘度仪硫化仪,测胶料加工性能测胶料硫化特性,.,34,拉伸试验机测应力应变性能（拉伸强度、定伸应力、拉断伸长率）还测撕裂强度、粘合强度等,.,35,老化箱阿克隆磨耗试验机测热空气老化性能测磨耗性能耐液体（油、酸、碱）性压缩永久变形,.,36,环保检测仪器RoHS检测仪,.,37,6.生产工艺,配料,炼胶,硫化,成型,制品,.,38,6.1配料轮胎厂和大型制品厂自动称量微机控制配料系统（华东橡胶公司在建）国内大多数中小厂手工配料,.,39,6.2炼胶开炼密炼炼胶中心（自动配料密炼连续下片）,.,