橡胶复习资料

1、绪论橡胶工艺生产所用的原材料包括原材料橡胶加工工艺的过程包括塑炼、混炼、压延挤出、成型、硫化等工艺第一章 生胶1.自然橡胶的化学成分 92%95%,非橡胶物质：蛋白质 2.0%3.0%丙酮抽出物 1.5%4.5%水分0.3%1.0%水溶物1.0%灰分0.2%0.5%3自然橡胶的分子构造 CH3自然橡胶的特性:CH C CHCH22 n为不饱和性橡胶，化学性质活泼，不耐老化。为非极性橡胶，不耐烃类溶剂。结晶性橡胶，有自补强作用。综合性能好,工艺性能好；物理机械性能好。耐气透性和电绝缘性良好NR 的通用性最广分类趋于按其性能和用途可分为：通用合成橡胶：NR 相近，物理机械性能和加工性能较好。特种合

2、成橡胶：具有特别性能通用合成橡胶聚丁二烯橡胶顺丁胶，BR，无色或浅色，透亮制法：溶聚法、乳聚法分子构造：CH CHCHCH22n特性：不饱和性橡胶，可与硫磺及氧起反响，化学活性较NR 低，耐热耐老化性较NR 好。非极性橡胶，耐油性差。结晶性橡胶，无自补强作用，强度低 。弹性高最高；耐低温Tg=10；耐磨Tg有关；生热小。加工性能差对温度敏感，温度高则易脱辊， 不耐撕裂，粘着性差，抗湿滑性不佳较易冷流用途：制造轮胎胎面以及耐寒制品，常与NR，SBR 并用丁苯橡胶SBR制法：它是丁二烯和苯乙烯73的共聚物。为浅黄褐色弹性体，分子构造特性：不饱和性橡胶，化学活性较NR 低，硫化速度较慢，耐热耐老化性

3、较好。CHCHCHCHCHy22 x2n非极性橡胶，耐油性差比NR 稍好 。非结晶性橡胶，无自补强性，纯胶强度为1.43.0 MPa，因此需用炭黑补强 。耐磨性，耐气透性良好。不易过炼，可塑度均匀。用途：SBR 主要用于制造轮胎胎面，也用于制造胶管、胶带、胶鞋大底，与NR，BR 并用，弥补其性能上缺乏。聚异戊二烯橡胶异戊橡胶，IRIR 为白色或乳白色半透亮弹性体，有“合成自然橡胶”之称。1异戊橡胶与自然橡胶的构造和性质差异：杂质少，凝胶含量低，质地较纯洁；分子量分布较窄，生胶门尼粘度较 低；因 IR 的微观构造中顺式含量低于NR，故构造的规整性低于自然橡胶。2性能：硫化速度较慢，硫化胶的拉伸强

4、度、定伸应力、撕裂强度和硬度等均较低，而扯断伸长率较大。弹性较好、生热小、 抗龟裂性好。耐水性、电绝缘性及耐老化性比NR易于塑炼，流淌性优于NR，但对填料的分散性及粘着性比NR3用途：一切用自然橡胶的场合，几乎都可以用异戊橡胶代替。乙丙橡胶(EPM、EPDM)。乙丙橡胶为白色至浅黄色半透亮状的无规弹性体。二元乙丙橡胶EPM分子构造式：CHCEPM 为饱和性橡胶，有优异的耐老化2性能，不能用硫磺来硫化，必需用过氧化物来硫化。22 CH x2y nCH3特性：饱和性橡胶，耐热、耐老化、耐化学腐蚀性优秀，化学稳定性极高。非极性橡胶，耐油性差非结晶性橡胶，无自补强性，需补强 弹性好(仅次于NR，BR)

5、，耐冲击性能好(分子上为单键)，耐热水。电绝缘性相当好。可用硫磺来硫化，也可用过氧化物来硫化，但二元乙丙橡胶只能用过氧化物来硫化。硫化速度慢，与其他不饱和橡胶并用难，自粘性及互粘性 较差，加工性能不好。用途：主要用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀及电气绝缘等领域。如轮胎胎侧、内胎、汽车配件、电线电缆等。丁基橡胶(IIR)-异丁烯橡胶1.分子构造。IIR约-100 共聚而成。呈白色或灰白色半透亮状。CHCHC32xCH2C3CHCH3CHCHCH2CCH2yCH3CH3非极性橡胶，耐油性差。构造较规整，伸长时能结晶Tg= - 65 强度较高。具有优异的气密性。气密性取决于气体在橡胶中的集中率。良好的绝

6、缘性能体积电阻大，减震消音硫化速度慢双键少，并用性能差，粘着性差，易生热，弹性较小。用途：内胎、无内胎轮胎的气密层、医用瓶塞、耐化学腐蚀制品、减震制品等。卤化丁基橡胶。为了提高 IIR 的硫化速度，提高与不饱和橡胶的相容性，改善自粘性和与其它材料的互粘性，IIR进展了卤化，包括氯化和溴化。卤化物为CIIR 和BIIR。氯丁橡胶CR1分子构造。CR 是由氯丁二烯为单体，承受乳液聚合而成的一种高分子弹性体。呈浅黄色至褐色。ClCH2CCHCH2n2特性不饱和性橡胶，化学性质稳定，耐老化性能优良。极性橡胶，耐油耐溶剂性能优良，气密性、粘着性好，有导电性。易结晶性Tg=-4，有自补强作用，有自熄性，阻

7、燃，贮存稳定性差，对温度敏感，需用金属氧化物 MgO来硫化。弹性较低，耐寒性较差，低温使用不抱负极性橡胶共同点3用途。CR 主要用于制造胶管、胶带、化工设备衬里、 胶粘剂等丁腈橡胶NBRCH2CHCHCHCH2CHCHCH2CHx2CHyCNn特性：非结晶、不饱和的极性橡胶，强度低。优异的耐油、耐溶剂性。耐热，耐老化，耐磨性较好。耐气透性良好有极性的原因弹性、耐寒性、耐屈挠性、抗撕裂性较差用途：耐油制品、化工衬里、胶辊及导电橡胶等；与PVC 并用以进一步提高它的耐油、耐臭氧老化性能。争辩题：试比较一下自然橡胶，丁苯胶和顺丁胶的弹性，耐老化性，耐寒性，与硫磺反响性等有何差异。并从化学构造上加以解

8、释。：NRSBRBRCH3CHCCHCH3CHCH CHCH CHCHCHCHCHCH22n22n22 x2yn弹性 与分子链的柔顺性有关BRNRSBR耐老化性与双键的活性有关SBRBRNR耐寒性与TgBRNRSBR与硫磺的反响性取决于双键的活性NRBRSBR8.特种橡胶硅橡胶QS无机构造，侧基为有机基团主要为甲基的一类弹性体。特性：非碳链饱和性橡胶，能结晶，弹性、耐寒性、耐热性、耐老化性及耐腐蚀性好硅橡胶是全部橡胶中使用温度范围最宽的。无毒无味，具有生理惰性，有相当好的稳定性。强力低，耐酸碱性不好，需用白炭黑补强，不能用硫黄硫化，而是用过氧化物进展交联。用途：航空航天工业、医疗卫生如人造器官

9、等领域；在汽车、造船、仪表、电器及电子等方面也有应 用。例：某些硅橡胶制品氟橡胶FPM。聚合物。为结晶性、饱和、极性的橡胶，耐热性30，耐化学腐蚀性，耐油性较好，是唯一能耐发烟H2SO4的橡胶。需用过氧化物、有机胺及其衍生物来硫化。硫化需分两段进展。26 型氟橡胶典型协作：氟橡胶 100，3#硫化剂 3，MgO4，MT 20气密性与IIR弹性、耐寒性较差，机械强度不高。用途。制耐高温，耐腐蚀，耐油制品。聚氨酯橡胶U。分子构造式。聚氨酯橡胶U是聚氨基甲酸酯橡胶的总称，它由聚酯或聚醚与二异氰酸酯类化合物缩聚而成。构造式：OOR12OCNHRR12NHCO n其中：R1聚酯或聚醚链段，为柔性链段；R

10、2苯核、萘核、联苯核，为刚性链段，氨基甲酸酯内聚能大，为刚性链段饱和性橡胶，拉伸强度高27.41.2 MP，耐磨性最好。耐油，耐氧化，耐臭氧，耐寒性能好，气密性仅次于IIR。易水解，不耐酸碱，生热大，互粘性不好。用途：制造高强度，高耐磨和耐油的制品，在泡沫橡胶中运用较多(利用异氰酸酯与水反响放出CO2)。丙烯酸酯橡胶(ACM)。丙烯酸酯橡胶是由丙烯腈与其它不饱和单体共聚而制得，常见的品种是丙烯酸丁酯与丙烯腈的共聚物：CH2CH CHx2CNCHyCOOC4H 91性能：具有饱和性与极性橡胶的共同特性，最大的特点是兼有优越的耐热和耐油性；但耐寒性、耐水性差。2 用途：用于制汽车耐热油橡胶配件。氯

11、磺化聚乙烯(CSM) 。 氯磺化聚乙烯是聚乙烯的衍生物,是用氯和二硫化碳处理而得到的一种高分子弹性体。 1性能:饱和性橡胶，耐热(150)，耐老化；加工性良好。极性橡胶，耐油、耐燃。抗臭氧性能及耐日光曝晒下的自然老化优越。自粘性和互粘性差，低温性能较差(-56以下发脆)2用途：制耐酸碱衬里，胶布及一般耐油制品。CH2CHCHOCH2CHCHOnClCH2CHOCH2CH2OnCH Cl22性能：极性橡胶，具有良好的弹性、耐寒性、耐油性、耐热性以及良好的气密性、粘着力和自熄性，为目前兼有耐寒和耐油性最好的一种橡胶。但强度较低，耐磨性差，且不能用硫磺来硫化。用途：制耐油、耐寒、耐臭氧制品及胶粘剂。

12、聚硫橡胶T。聚硫橡胶通常是由甲醛或有机二卤化物和碱金属的多硫化物经缩聚反响而制得的一类在分子380%。其化学构造通式为： 特性及用途：具有优异的耐油、耐非极性溶剂、耐化学药品性能；耐氧、耐臭氧老化性和气密性良好。但压 缩永久变形大，使用温度范围较窄含硫量高的缘由，主要用作密封材料、填缝材料、涂料等。9 思考题：试从化学构造上说明丁基胶为何具有优良的耐老化和耐气透性？硅橡胶为何有耐高温性？作业：写出本章所学生胶的化学名称、代号及化学构造式。第三章橡胶代用品及其他弹性体液体橡胶：是指物质相对分子质量在 10000 以下常温下具有流淌性的聚合物液体橡胶的构造要求：物质相对分子质量适当低，以保持呈流淌

13、状态。能在进展交联的同时产生分子链增反 应，形成一种没有分子末端的闭合交联网，以获得足够高的强度。3、 热塑性弹性体：指在常温下具有橡胶的弹性，在高温下又能塑化成型的一类聚合物介于塑料与橡胶之间的材料硬段和软段。硬段要求链段间的作软段自由旋转力量较大的高弹性链段。硬段显示高度刚性，不能过长，而软段显示高度的柔性，不能过短。例如苯乙烯与丁二烯嵌段共聚物 SBS。4、 再生胶是指将废旧的橡胶制品和硫化胶的边角废料经加工处理后，去掉硫化胶的弹性而恢复塑性和粘性，使其重获得与生胶混合和硫化力量的材料。 再生胶的制造过程分为粉热、氧、硫化返原指在高温或低温长时间硫化条件下材料性能恶化的过程。即只要物机性

14、能要 求不高时，都可用再生胶。第四章一、 硫化是混炼胶料在肯定条件下，橡胶分子由线型构造转变成网状构造的交联过程。即是把具有塑性的胶料转 变成具有弹性的硫化胶的过程。凡在胶料中起到硫化作用的化学药品，这一类都称为硫化体系的协作剂。硫化体系 协作剂：硫化剂、促进剂、活性剂、防焦剂。二、性能影响：12硫化过程中，硫化胶的构造发 生连续性的变化。特别是交联键的数量，交联键的类型和分布都随硫化过程而变化，而这三者都是打算硫化效果和 硫化胶性能的重要因素。3不同构造的橡胶，硫化过程中物理机械性能的变化虽然有不同的趋势，但大局部的性 能变化是全都的。如：随着硫化时间的延长，除了扯断伸长率和永久变形降低外，

15、其余都是提高的。三、缘由分析：未硫化的生胶是线形构造，分子链具有运动的独立性，表现出可塑性大，伸长率高，具有可溶性。硫化后，分子链之间形成交联键而成为空间网状构造，因而在分子间除了次价力外，在分子链彼此结合处还有主 价力发生作用，而且交联键的存在，使分子链不能产生相对滑移，尽管连段的运动照旧存在。因此，硫化胶比生胶 的拉伸强度大，定伸应力高，弹性大而扯断伸长率小，并失去可溶性而只能发生有限的溶胀。硫化胶耐温范围加宽：如NR 生胶的弹性温度范围为：5-35 度，而硫化胶在-40-130 度的宽范围内都有弹性。由于硫化交联限制了分子链的运动，导致硫化胶低温不易结晶变硬，而高温下不易产生塑性流淌。

16、数量削减，而且交联键的形成使得橡胶分子链段的热运动减弱，低分子物质的集中减弱。四、硫化历程图焦烧阶段诱导期ab 段实际焦烧时间包括操作焦烧时间A1剩余焦烧时间A2热硫化阶段预硫化阶段bc 段平坦硫化阶段正硫化阶段cd 段“后硫化”过硫化阶段d 点以后此阶段会消灭两种状况： 过硫；硫化返原曲线上消灭三种状态：平坦 ；上升 ；下降在配方设计时，硫化体系设计的根本原则是正确的把握硫化历程。合理的硫化历程应当包括4 个条件： 1足够的焦烧时间，以与加工相适应；如：对于模型制品，要保证胶料的良好冲模和流淌性，焦烧时间长些好。 但过长的焦烧时间会拖延硫化时间。对非模型制品，要求较快的定型速度，焦烧时间宜短

17、。 2应有较快的硫化速度，以便提高生产效率；要有较长的硫化平坦区，保证硫化操作中的安全，削减过硫危急以及保证硫化均匀全都，特别是厚的制品；在满足上面的要求的同时，应当有较高的性能，即增加硫化曲线的峰值，以提高制品的质量。五、交联键构造与硫化胶性能的关系类型硫化三要素：硫化时间、温度、压力。60 页。六、硫化剂：能引起橡胶交联的化学药品。硫 硒，碲、有机多硫化物、有机过氧化物、金属氧化物、醌类、树脂、胺类、特种硫化剂。七、硫黄S 硫黄为自然的矿物，为黄色固体，有结晶型和无定型两种，主要用于NR 和二烯类通用合成橡胶。喷硫：过量的硫黄析出胶料外表形成结晶。缘由：混炼不均匀；混炼温度过高；配方中硫黄

18、用量过高；停放时间过长以及严峻欠硫。危害：降低胶料外表的粘着力，影响与其它部件的粘合强度，给生产带来困难；同时影响制品外观，成为质量缺陷。方法：在尽可能低的温度下或至少在硫黄的熔点以下缩短时间且要混炼均匀；在胶料中配用再生胶；加硫黄之 前先参加某些软化剂；使用槽法炭黑；硫黄和硒并用均可削减喷硫，承受不溶性硫黄是消退喷硫的最牢靠方法。 纯硫硫化胶(交联密度低)。八、促进剂：起促进硫化作用的化学药品1无机促进剂2有机促进剂有机促进剂按化学组成分为 ：噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐类、磺盐酸盐类、胍类、醛焦烧是 一 种超前硫化行为，即在硫化前的各项工序 ( 炼胶、胶料存放、挤出、压延

19、、成型)中消灭的提前硫化现象，故也可称为早期硫化。后效性：指具有较长的焦烧时间，较快的硫化速度等特点第五章 橡胶补强和填充补强剂：指能提高橡胶制品物理机械性能的填料。填充剂：指能增加橡胶制品的容积，降低含胶率，降低本钱的填料。常用填充剂种类：炭黑、白炭黑、石棉、玻璃纤维、有机短纤维碳的三大属性及其对补强效果的影响粒径：粒径越小，对橡胶的补强作用越强构造性：当粒径一样时，高构造炭黑对非晶橡胶的补强作用大，易班具有较高的拉伸强度和撕裂强度外表性质：炭黑外表越粗糙，其对橡胶的补强作用越弱；炭黑的化学活性越强，其对橡胶的补强作用越强炭黑的构造性：指炭黑粒子连接成长链并融结在一起而成的三度空间的聚拢倾向

20、炭黑的性质确定胶料性能的影响4 题炭黑的补强机理。外表吸附层理论炭黑之所以能对橡胶产生补强作用，主要是由于转变了硫化胶的结 构，使局部橡胶相转变成C 像构造层。在硫化胶中，当炭黑具有良好的分散程度，且在每个炭黑粒子的外表上都能分散结实的C 相层时这种骨架连接着具有强性的A 相及B 一个炭黑与橡胶分子链结合的整体网络构造。这种网络构造全面的改善了硫化胶的机械强度，表现出优秀补强效果分子链滑动学说。炭黑粒子外表的活性石是不均一的，当炭黑补强硫化胶受外力作用时，给吸附的橡胶链段会在炭黑粒子外表滑动伸长，于是产生以下补强效应。当分子链滑动时，大量的物理吸附的解析 作用吸取歪理而起到缓冲作用优于滑动摩擦

21、使胶料产生高之后损耗，损耗会消耗一局部能量，并转化为 热量耗散掉，从而保护橡胶不受破坏分子链滑动的结果，是使橡胶链高度定向，使应力均匀分布，从而 担当了大的应力和模量白炭黑：白炭黑与他炭黑的比较10.矿物填料的外表活性方法答：用外表活性剂进展外表处理、用硅烷偶联剂处理第六章软化增塑剂1.10.矿物填料的外表活性方法答：用外表活性剂进展外表处理、用硅烷偶联剂处理第六章软化增塑剂1.软化增塑剂：指能起增加橡胶塑性作用的物质。软化增塑原理见 P131第七章老化和防老化老化：去原有的优良性能，以致最终丧失了使用价值。老化的缘由:化学因素、物理因素和生物因素的共同作用老化的实质是橡胶分子构造在各种外界因

22、素的作用下发生氧化降解反响和构造化反响老化的现象：1外观形态上2物机性能上3物理性质上4电性能上，主要表现在橡胶平均分子量下降，橡胶变软发粘，橡胶强度下降、外表硬化、龟裂失去弹性等橡胶的老化类型： 氧老化包括热氧老化、催化氧化臭氧老化疲乏老化橡胶热压给老化的过程见P149争辩题：试比较一下自然橡胶N、顺丁胶B和氯丁胶C并从化学构造上加以解释之。不同橡胶氧老化的特性见P150、催化氧化：包括变价金属离子和光催化氧化详见P151臭氧老化的根本机理疲乏老化：由机械力作用而导致消灭橡胶老化的现象，疲乏老化过程实质上是由机械力、氧化、臭氧化三种因素的综合作用而产生的详见P158第十章配方设计配方设计的意

23、义：是橡胶制品生产过程中的重要技术依据.对产品质量有打算性的影响.对产品的经济本钱也有打算性的影响配方设计的过程答：1.确定胶料的技术要求 2收集技术资料 3制订根本配方和性能试验工程4进展试验并选取最正确配方试验室进展5复试并扩大中试车间中进展6确定完整的生产配方配方设计的原理P211-2171取得工艺性能的配方设计原理：包括粘度、混炼性、焦烧性、喷霜、压延、挤出、粘着性取得硫化胶性能的配方设计原理：包括硬度和定伸应力、弹性、拉伸强度和断裂伸长率、撕裂强度、耐磨性、 耐疲乏性课堂作业：试述取得拉伸强度、定伸应力、扯断伸长率、耐磨性、耐疲乏性等单项的P211-217橡胶制品的根本生产工艺过程：

24、塑炼混炼压延挤出成型塑化塑炼：指把具有弹性的生胶转变成可塑性胶料的工艺过程。目的：1.使生胶获得肯定的可塑性, 满足加工的要求；使生胶的可塑性均匀化，以便制得质量均匀的胶料。意义常见的可塑度的测试方法：压缩法威廉式法、华莱式快速可塑性测定法、旋转扭力法门尼粘度法、压出法ML，M表示门尼，L100表示大转子直径为38.1mm在100下预热1min，转动4min 时所测1+41+4的扭力值一般用百分数表示。门尼粘度值法定范围是 0200，值越大粘度越大，可塑性越小。塑炼原理生胶塑炼是使生胶由弹性状态转变为可塑性状态的工艺过程，生胶可塑性提高的实质就是橡胶的长链分子断裂，变 成分子量较小的、链长较短

25、的分子构造，因此，塑炼的本质只能与分子链断裂的有关因素，才能做深入解释。机械力的作用：R-RR* +R*箭头上为机械力氧的作用:：低温塑炼机械力为主，也称冷塑炼 RHR *+O R O *R OOH12121高温塑炼2氧化裂解为主，也称热O炼RH分解2RH+ O2-R*+HO2RO2ROOH低分子物质271 11-4低温时，主要靠机械破坏作用引起香蕉分子链的降解而获得塑炼效果高温时，主要由氧的氧化裂解作用使橡胶分子链降解。静电作用 从而提高氧对橡胶分子链的断链作用。化学塑解剂的作用化学塑解剂：通过化学作用，增加生胶的塑炼效果，缩短塑炼时间的化学药品。它也是橡胶再生过程的再生活化 剂。承受型塑解

26、剂 引发型塑解剂混合型塑解剂链转移型P274 11-5预备工序烘胶、切胶、破胶，塑炼工序，可塑性检查开炼机塑炼的方法：薄通塑炼、一次塑炼、分段塑炼及添加化学塑解剂塑炼等方法。影响因素：辊温，低温塑炼时，温度越低塑炼效果越好。当温度低时，橡胶的弹性大，所受的机械作用力大， 塑炼效率高当辊筒的速度恒定时，辊距减小会使生胶通过辊缝时所受到的摩擦、剪切力、挤压力增大，同 。辊速及速比，塑炼时，辊 速越快，即单位时间内生胶通过辊缝次数多，所受机械力的作用大，塑炼效果好；速比越大，速度梯度越大，剪切力时间，装胶容量，开炼机规格肯定时， 容量过大，会因积存胶过量而浮动，不易散热，塑炼效果差，且劳动强度大；容量太小，则生产效率低化学塑解 剂，添加化学塑解剂塑炼，能提高塑炼效果，缩短塑炼时间，节