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1、橡胶基本知识橡胶基本知识橡胶，同塑料、纤维并称为三大合成材料，是唯一具有高 度伸缩性与极好弹性的高分子材料。橡胶的最大特征首先 是弹性模量非常小，而伸长率很高。其次是它具有相当好 的耐透气性以及耐各种化学介质和电绝缘的性能。某些特 种合成橡胶更具备良好的耐油性及耐温性，能抵抗脂肪 油、润滑油、液压油、燃料油以及溶剂油的溶胀；耐寒可 低到60C至一80C,耐热可高到+180C至+ 350C。橡胶还耐各种曲挠、弯曲变形，因为滞后损失小。橡胶的第 三个特征在于它能与多种材料进行并用、共混、复合，由 此进行改性，以得到良好的综合性能。橡胶的这些基本性能，是它成为工业上极好的减震、密 封、屈挠、耐磨、防

2、腐、绝缘以及粘接等材料。 第一章 橡胶的种类、特性和用途 在全世界，橡胶（包括塑料改性的弹性体）的种类已超过 100 种。如果按牌号估算，实际上已超过 1000 种。一：橡胶的分类1 按原材料来源与方法橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。其中天然橡胶的消耗量占 1 3，合成橡胶的消耗量占 23。2按橡胶的外观形态橡胶可分为固态橡胶（又称干胶）、乳状橡胶（简称乳 胶）、液体橡胶和粉末橡胶四大类。3根据橡胶的性能和用途除天然橡胶外，合成橡胶可分为通用合成橡胶、半通用合成橡胶、专用合成橡胶和特种合成橡胶。4根据橡胶的物理形态橡胶可分为硬胶和软胶，生胶和混炼胶等。根据橡胶种类及交联形式，在工业使用上，

3、橡胶又可按如下分类。一类按耐热及耐油等功能分为：普通橡胶、耐热橡胶、耐油橡胶以及耐天候老化橡胶、耐特种化学介质橡胶等。 另一类按橡胶的软硬程度划分为：一般橡胶、硬橡胶、半 硬质胶、硬质胶、微孔胶、海绵胶、泡沫橡胶等。具体分 类方法见表一 表一 橡胶的分类 分类方法 分类名称 分 类 说 明 1 按橡胶的来源分类1 天然橡胶它是采集橡胶树或橡胶草等含胶植物中的胶汁，经过区杂质、凝聚、液 压、干燥等加工步骤而制成的，其主要化学组成成分是不 饱和的橡胶烃。2 合成橡胶 它是从石油、天然气或煤和石灰石以及农副产品中（现在主要是从石油化工产品中）提炼某些低分子的不饱和烃做原料，制成“单体”物质，然后经过

4、复杂的化学反应而获得的人工合成的高分子聚合物，故有人造橡胶之称。合成橡胶的种类很多，现在已经工业化生产的有：丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁晴橡胶、丁丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯醚橡胶、以及聚硫橡胶等。2 根据橡胶的性能和 1 通用橡胶 它是指产量大、应用广、在使用上一般无特殊性能要求的通用橡胶而言。主要有：天然橡胶、丁苯橡胶、丁晴橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶等 7 大品种。用途分类 2 特种橡胶 它是指用于特殊用途中，如：耐油、耐酸碱、耐高温、耐低温、耐辐射等橡胶而言。主要有：乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯

5、橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯醚橡胶、聚硫橡胶等3 根据橡胶的物理形态分类 1 生橡胶 简称生 胶，是指由天然采集、提炼或人工合成、未加配合剂而制 成的原始胶料，为较硬的大块。生胶是一种不饱和的橡胶 烃，未经配合的生胶性能较差，不能直接使用2 软橡胶是指在生胶中加入各种配合剂，经过塑炼、混炼、硫化等加工过程而制成为具有高弹性、高强 度和其他实用性能的橡胶产品。一般所谓的橡胶就是这种 软橡胶。根据各种工业制品的需要，软橡胶可用不同性能 的天然或合成生橡胶，加入各种不同比率的配合剂，就可 以制成不同硬度和具有特殊性能的橡胶制品。3 硬橡胶又称硬质橡胶，它与软橡胶的不同之处是含有

6、大量硫磺（25%50%）的生胶经过硫化而制成 的硬质制品。这种橡胶具有较高的硬度和强度，优良的电 气绝缘性以及对某些酸、碱和溶剂的高度稳定性。广泛用 于制作电绝缘制品和耐化学腐蚀制品。4 混炼胶它是指在生胶中加入各种配合剂，经过炼胶机的混合作用后，使其具有所需要物理机械性能的 半成品，俗称胶料。通常均作为商品出售，购买者可直接 用它加工、硫化压制成所需要的橡胶制品，不需要再配制胶料，混炼胶有不同的品种和牌号。5 再生胶再生胶是以废轮胎和其他废旧橡胶制品为原料，经过一定的加工过程而制成的具有一定塑性的循环可利用橡胶。它是橡胶工业中的主要原料之一，可以部分地代替生胶，节约生胶。二：常用橡胶的品种、

7、特性和用途常用橡胶的品种、特性和用途见表二表二 常用橡胶的品种、特性和用途点 主要用途橡胶品种（简写符号）化学组成性能特1天然橡胶（ NR）以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐 等。弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘 合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。缺点是耐氧和耐 臭氧性差，容易老化变质；耐油和耐溶剂性不好，第抗酸 碱的腐蚀能力低；耐热性不高。使用温度范围：约60 C+ 80 C。制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。特别适用于制 造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶金

8、属悬 挂元件、膜片、模压制品。2丁苯橡胶（ SBR）丁二烯和苯乙烯的共聚体。性能接近天然橡胶，是目前产量最大的通用合成橡胶，其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡 胶，质地也较天然橡胶均匀。缺点是：弹性较低，抗屈 挠、抗撕裂性能较差；加工性能差，特别是自粘性差、生 胶强度低。使用温度范围：约 50C+ 100C。主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他 通用制品。3顺丁橡胶（ BR）是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。优点是：弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属 粘合。缺点是强度较低，抗撕裂性差，加工性能与自粘性 差。使用温度范围：约 60C+

9、 100C。一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用，主要制作轮胎胎面、运输带和 特殊耐寒制品。4异戊橡胶（ IR ） 是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。化学组成、立体结构与天然橡胶相似，性能也非常接近天然橡胶，故有合成天然橡 胶之称。它具有天然橡胶的大部分优点，耐老化由于天然 橡胶，弹性和强力比天然橡胶稍低，加工性能差，成本较 高。使用温度范围：约 50C+ 100C可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。5氯丁橡胶（ CR）是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。这种橡胶分子中含有氯原子，所以与其他通用橡胶相比：它具有优良的抗氧、抗臭氧 性，不易燃，着火后能自熄，耐油、耐

10、溶剂、耐酸碱以及 耐老化、气密性好等优点；其物理机械性能也比天然橡胶好，故可用作通用橡胶，也可用作特种橡胶。主要缺点是耐寒性较差，比重较大、相对成本高，电绝缘性不好，加 工时易粘滚、易焦烧及易粘模。此外，生胶稳定性差，不 易保存。使用温度范围：约 45C+ 100C。主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套及各种防护 套、保护罩；耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬 里；耐燃的地下采矿用橡胶制品，以及各种模压制品、密 封圈、垫、粘结剂等。6丁基橡胶（ IIR ） 是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体。 最大特点是气密性好，耐臭 氧、耐老化性能好，耐热性较高，长期工作温度可在130 C以下

11、；能耐无机强酸（如硫酸、硝酸等）和一般有机溶 剂，吸振和阻尼特性良好，电绝缘性也非常好。缺点是弹 性差，加工性能差，硫化速度慢，粘着性和耐油性差。使 用温度范围：约一40C+ 120C。主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及防震制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。7丁晴橡胶（ NBR）丁二烯和丙烯晴的共聚体。特点是耐汽油和脂肪烃油类的性能特别好，仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯和氟橡胶，而优于其他通用橡 胶。耐热性好，气密性、耐磨及耐水性等均较好，粘结力 强。缺点是耐寒及耐臭氧性较差，强力及弹性较低，耐酸 性差，电绝缘性不好，耐极性溶剂性能也较差。使用温度 范围：约30C+ 100

12、C。主要用于制造各种耐油制品，如胶管、密封制品等。8氢化丁晴橡胶（ HNBR）丁二烯和丙烯晴的共聚体。它是通过全部或部分氢化 NBR的丁二烯中的双键而得到的。其特点是机械强度和耐磨性高，用过氧 化物交联时耐热性比 NBR好，其他性能与丁晴橡胶一样。缺点是价格较高。使用温度范围：约30C+150 C。主要用于耐油、耐高温的密封制品。9乙丙橡胶（ EPMEPD）M乙烯和丙烯的共聚体，一般分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶。 特点 是抗臭氧、耐紫外线、耐天候性和耐老化性优异，居通用 橡胶之首。电绝缘性、耐化学性、冲击弹性很好，耐酸碱，比重小，可进行高填充配合。耐热可达150 C,耐极性溶剂酮、酯等，但不

13、耐脂肪烃和芳香烃，其他物理机械 性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。缺点是自粘性和互 粘性很差，不易粘合。使用温度范围：约一50C+150C。主要用作化工设备衬里、电线电缆包皮、蒸汽胶管、耐热运输带、汽车用橡胶制品及其他工业制品。 10硅橡胶（ Q）为主链含有硅、氧原子的特种橡胶，其中起主要作用的是硅元素。其主要特点是既耐咼温（最咼 300 C ）又耐低温（最低一 100 C）,是 目前最好扥艾寒、耐高温橡胶；同时电绝缘性优良，对热 氧化和臭氧的稳定性很高，化学惰性大。缺点是机械强度 较低，耐油、耐溶剂和耐酸碱性差，较难硫化，价格较 贵。使用温度：一 60C+ 200C。主要用于制作耐高低温制品

14、（胶管、密封件等）、耐高温电线电缆绝缘 层，由于其无毒无味，还用于食品及医疗工业。11 氟橡胶（ FPM）是由含氟单体共聚而成的有机弹性体。其特点耐温高可达 300C，耐酸碱，耐油性是耐油橡胶中最好的，抗辐射、耐高真空性能好；电 绝缘性、机械性能、耐化学腐蚀性、耐臭氧、耐大气老化 性均优良。缺点是加工性差，价格昂贵耐寒性差，弹性透 气性较低。使用温度范围：一 20C+ 200C。主要用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、耐化 学腐蚀的密封材料、胶管或其他零件及汽车工业。12聚氨酯橡胶（ AUEU）有聚酯（或聚醚）与二异氰酸酯类化合物聚合而成的弹性体。其特点是耐磨性好，在各种橡胶中是最好

15、的；强度高、弹性好、 耐油性优良。耐臭氧、耐老化、气密性等也优异。缺点是 耐温性能较差，耐水和耐碱性差，耐芳香烃、氯化烃及 酮、酯、醇类等溶剂性较差。使用温度范围：约一30C+ 80C。制作轮胎紧挨由零件、垫圈、防震制品，以及耐磨、高强度和耐油的橡胶制品。13丙烯酸酯橡胶（ ACMAEM）它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物。 其特点是兼有良好的耐 热、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加剂的润滑油中性能 稳定。同时耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外线、气密性优 良。缺点是耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及有机和无机 酸、碱。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液内膨胀严 重。同时弹性和耐磨性差，电绝缘性差，加工性能较差

16、。使用温度范围：约25C+ 150C。可用于制造耐油、耐热、耐老化的制品，如密封件、胶管、化工衬里 等。14 氯磺化聚乙烯橡胶（ CSM） 它是聚乙烯经 氯化和磺化处理后，所得到具有弹性的聚合物。耐臭氧紧挨老化优良，耐候性优于其它橡胶。阻燃、耐热、 耐溶剂性及耐大多数化学药品和耐酸碱性能较好。电绝缘 性尚可，耐磨性与丁苯橡胶相似。缺点是抗撕裂性能差， 加工性能不好。使用温度范围：约20C+120C。可用作臭氧发生器上的密封材料，制造耐油密封件、电线电缆包皮以及耐油橡胶制品和化工衬里。15氯醚橡胶（ COECO）由环氧氯丙烷均聚或由环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚而成的聚合物。特点是耐脂肪烃及氯化烃溶剂

17、、耐碱、耐水、耐老化性能极 好，耐臭氧性、耐候性紧挨热性、气密性高。缺点是强力 较低、弹性较差、电绝缘性不良。使用温度范围：约40C+ 140C。可用作胶管、密封件、薄膜和容器衬里、油箱、胶辊，制造油封、水封等。16.氯化聚乙烯橡胶（CM或CPE是聚乙烯通过氯取代反应制成的具有弹性的聚合物。性能与氯磺化聚乙烯橡胶接近，其特点是流动性好，容易加工； 有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性，耐热、耐酸 碱、耐油性良好。缺点是弹性差、压缩变形较大，电绝缘 性较低。使用温度范围：约一 20C+ 120C。电线电缆护套、胶管、胶带、胶辊化工衬里等。第二章 橡胶工业制品的种类橡胶工业制品是除轮胎、胶管、胶带

18、等之外的其他橡胶制品。主要包括以下几类。一：橡胶密封制品橡胶密封制品包括 O 型橡胶密封圈、旋转轴唇形密封件（油封）、复合密封、异形断面橡胶密封件、制动皮碗皮圈、汽车制动气室橡胶隔膜、橡胶密封条、橡胶防尘套（罩）、皮膜、水封制品、吸水膨胀橡胶、桥面橡胶伸缩缝等。二：橡胶减震制品 橡胶减震制品包括橡胶减震器、橡胶气弹簧、橡胶弹性联 轴节、可屈挠橡胶接头、橡胶护舷、汽车用橡胶减震器、 火车机车用橡胶减震器、橡胶轨枕垫、桥梁橡胶支座等。三：硬质橡胶四：橡胶海绵制品五：胶板与防水卷材六：胶辊七：纺织用橡胶制品八：印刷工业用橡胶制品九：橡胶衬里十：橡胶电绝缘制品十一：软木橡胶第三章 橡胶的性能及测定硫化

19、橡胶的性能主要指机械性能、耐热性能、耐寒性能、耐介质性能、耐磨耗性、耐天候老化性、阻燃性能和电绝缘性能等，它们对橡胶制品的使用性能和产品质量具有决定性的影响。硫化橡胶的性能与其配方组成密切相关，选择不同的配方组成，可以使硫化橡胶的性能在较宽的范围内变化。因此，研究性能与配方组分之间的关系，是配方设计的主要内容之一。橡胶的性能可分为两大类，及结构性能和功能特性，结构性能是指高弹性和强度等力学性能；功能特性指橡胶的物理特性和化学特性，如耐介质、电绝缘性、耐化学腐蚀性等。在橡胶制品中，有的以利用前一类性能为主，如减震制品、密封制品等；有的利用后一类性能为主，如水封（耐水性）和电缆护套（电绝缘性）等。

20、但在所有性能中，结构性能既机械力学性能最为重要。因为它是一切性 能的基础。第四章 橡胶制品生产工艺流程（见附表） 橡胶基础知识一、生胶的形成 :生胶可分别为天然橡胶及合成橡胶两大类 :1. 天然橡胶 :由橡胶树干切割口，收集所流出的胶浆，经过去杂质、凝 固、烟熏、干燥等加工程序，而形成的生胶料。2. 合成橡胶 :由石化工业所产生的副产品，依不同需求，合成不同物性的 生胶料。常用的如：SBR、NBR EPDM BR IIR、CR Q FKM等。但因合 成方式的差异，同类胶料可分出数种不同的生胶，又经由配方的设定， 任何类型胶料，均可变化成千百种符合制品需求的生胶料。二、橡胶原料的配制 :橡胶原料

21、的配制可分三个基本过程 :1. 塑炼:塑练是将生胶剪断，并将生胶可塑化、均匀化，帮助配合剂的混 练作业。其效果是改善药品的分散，防止作业中产生摩擦热，而致橡胶 发生焦烧现象，进而改变橡胶的加工性。2. 混炼:混练是将配合药物均匀混入塑炼完成的生胶中，而混炼的优劣， 直接影响制品的良否。药物分散不均，分子结构无法完全交联，橡胶则 无法达到理想的物性。3. 压出 : 混炼完成的生胶，经过压出作业，将胶料中含有的多余空气压 出，并完成所需的厚度，以利于模具内之成型作业。三、橡胶的成型 :生胶分子结构为不饱和长键的弹性体，所以成型的要件中，需有适当的药品添加物及外在环境因素 （ 如时间、温度、压力等 ） ，将其不饱和键破 坏，再重新结合为饱和键，并以真空辅助，将内含的空气完全逼出。如 此，才可令成型的橡胶，发挥其应有的特性。若其成型过程有任何缺失 （ 如配方错误、时间不足、温度失当等 ） ，则可造成物性流失，多余药物 释出，变形，老化加速，种种严重不良现象产生。四、橡胶的老化现象 :依橡胶成品所处的环境条件，随时间的经过，引起龟裂或硬化，橡胶物 性退化等现象，称之为老化现象。引起老化的原因，有外部因素及内部 因素:1. 外部因素 : 外部因素有氧、氧化物、臭氧、热、光、放射线、机械性疲 劳、加工过程的缺失等。2.内部因素 :内部因素有橡胶