橡胶工艺学笔记

本文格式为Word版，下载可任意编辑——橡胶工艺学笔记第一章生胶

1.自然橡胶

三叶橡胶树－顺式聚异戊二烯杜仲树－反式聚异戊二烯

原材料：烟片胶；绉片胶；颗粒胶银菊橡胶—顺式1,4-结构

NR的分级：依照外观质量；依照理化指标NR的组成非橡胶成分：（1）蛋白质（2）丙酮抽出物（3）少量灰分（4）水分

NR橡胶烃的结构：分子量分布宽，呈双峰分布。有紧凑凝胶和松散凝胶。自补强性：在不加补强剂的条件下，橡胶能在低温下或拉伸过程中取向结晶，晶粒分布于无定形的橡胶中起物理交联点的作用，使本身的强度提高的性质。自然橡胶的物理机械性能：有良好的弹性，在通用橡胶中仅次于BR格林强度（GreenStrength）:未硫化胶的拉伸强度。2.异戊橡胶（IR）：顺式含量低于NR；分子量分布较NR窄。3.顺丁橡胶（BR）：弹性在通用胶中是最好的。耐寒性好。抗湿滑性差、耐刺穿及粘着性差。冷流性大。

冷流性：生胶或未硫化胶在停放过程中由于自身重量而产生滚动的现象。4.丁苯橡胶-SBR：耐磨性比NR好；SBR的抗湿滑性优于NR、BR；集成橡胶：低滚动阻力、高抗湿滑和高耐磨

5.丁腈橡胶：抗静电性在通用橡胶中独一无二。气密性好，仅次于IIR6.氯丁橡胶：属于自补强橡胶，结晶能力高于NR。7.乙丙橡胶（EPM/EPDM）：优异的耐热性；EPM属降解型老化，EPDM属交联型老化。密度最低。第三单体：（1）E型：亚乙基降冰片烯。硫化速度快（2）H型：1，4－己二烯。中等硫化速度（3）D型：双环戊二烯。硫化速度慢8.丁基橡胶：优异的气密性；弹性低、阻尼(减震)性能优越。卤化的目的:

（1）提高硫化速度；

（2）提高与不饱和橡胶的相容性；（3）改善自粘性和互粘性二．特种橡胶

1.氟橡胶：耐高温性能在橡胶中是最好的；氟橡胶耐化学药品及腐蚀介质性能在橡胶中也是最好

2.硅橡胶：耐低温性能在所有橡胶材料中是最好的。优良的生物医学性能。硅橡胶一般用过氧化物硫化

1.聚氨酯橡胶：耐磨性最好。具有较好的生物医学性能。

2.以乙烯为基础的弹性体：氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、乙烯与醋酸乙烯酯的共聚体。

3.丙烯酸酯橡胶：ACM、ANM

4.氯醚橡胶：CO；特别耐制冷剂氟利昂；

第2章橡胶的硫化体系

1.交联密度的表征

交联点间分子量-Mc：两个相邻的交联点间链段的平均分子量。具有多分散性，Mc越大，交联密度越小。

交联密度：单位体积硫化胶内的交联点数目。硫化胶的交联密度经常用1/2Mc表示。

交联密度的测定方法：平衡溶胀法、机械测试法、磁共振法1.橡胶的硫化历程

①焦烧延迟（Scorchdelay）阶段

焦烧：混炼胶在储存和加工过程中产生的早期硫化现象。

操作焦烧时间：橡胶在加工过程中由于混炼、压延、压出等消耗掉的焦烧时间。剩余焦烧时间：指胶料在定型前尚能滚动的时间。②热硫化（crosslink）阶段③平坦硫化阶段

④过硫化（post-cure）阶段

第一种曲线继续上升，产生结构化作用所致：非硫黄硫化的丁苯胶、丁腈胶、氯丁胶和乙丙胶；

其次种曲线下降，网构裂解所致：自然橡胶的普通硫黄硫化。

第三种曲线长时间保持平坦：平衡硫化体系，寻常硫黄硫化的合成橡胶平坦期都比较长。

硫化返原（过硫）-reversion：橡胶达到正硫化状态后继续硫化，硫化胶的交联密度下降，性能下降的现象。焦烧时间（T10）：胶料从参与到模具中受热开始到转矩为M10所对应的时间。理论正硫化时间（TH）：胶料从参与到模具中受热开始到转矩达到最大值所需要的时间。

工艺正硫化时间(T90)：胶料从参与到模具中受热开始到转矩达到M90所需要的时间。

2.硫黄的品种：粉末硫黄（硫八环，易喷霜）、不溶性硫黄（不易喷霜）

喷霜:又名喷出,指混炼胶或硫化胶中的协同剂在橡胶中的溶解度超过其饱和溶解度而迁移到橡胶表面的现象。

喷霜的原因：超量协同、欠硫（网络交联密度相对较小，其他助剂穿梭于网络的机遇增大，喷霜几率相应增大）、老化喷霜—（局部老化如光照使网络吸附的微粒脱离橡胶基质喷出）、降温使溶解度急剧下降。喷霜的危害：（1）影响外观质量，特别是生活用橡胶制品。（2）降低制品表面的粘着性，影响胶料半成品的贴合成型。

防喷霜措施：避免超量协同；硫黄在低温下参与；采用不溶性硫黄；以硒替代部分硫黄;加强工艺管理，防止混炼不均匀和硫化不完全。

交联效率参数E：形成每摩尔交联键所需要的平均的硫黄摩尔数目。3.促进剂的分类

按结构和酸碱性分，

按促进速度分，以促进剂M对NR的使用效果作为标准，比M快的属于超速或超超速级；比M慢的属于慢速或中速级。

噻唑类：酸性、准速级；无污染；有苦味（只有促进基）次磺酰胺类：迟效性（促进基、活化基、防焦基）

秋兰姆类：制作耐热胶种，可作硫化剂（活化基、促进基、硫化基）二硫代氨基甲酸盐类：（促进基、活化基）超超速级促进剂，室温硫化胍类：（只有活化基）中慢速，变色污染性。

硫脲类：（只有活化基）NA—22是CR常用的促进剂醛胺类：（只有活化基）碱性慢速

4.促进剂的并用

目的：提高促进剂的作用效果及出于工艺上的需要，如避免焦烧、防止喷霜、改善硫化平坦性。

活化剂氧化锌的作用：活化硫化体系,使硫环更简单断裂；提高硫黄的利用率,提高硫化胶的交联密度；吸收硫化过程产生的硫化氢气体。5.各种硫黄硫化体系

（1）普通硫黄硫化体系：常温、动态状况下使用的制品。以多硫交联键为主。

高硫低促。

（2）有效硫化体系：90%以上是单硫和双硫交联键，高温、静态制品。高促低

硫。

（3）半有效硫化体系：耐中等程度的高温,又有一定动态疲乏性能。（4）高温快速硫化体系：选用耐热胶种，使用足量的硬脂酸以增加锌盐的溶解

度，提高体系的活化功能。

（5）平衡硫化体系：解决不饱和橡胶特别是NR的硫化返原问题。参与抗硫化

返原剂－Si-69。大型厚制品

抗硫化返原的方法：（1）采用硫黄给体或有效硫化体系（2）低温长时间硫化（3）使用抗硫化返原剂8.非硫黄硫化体系：过氧化物硫化体系、金属氧化物硫化体系、树脂硫化体系、通过链增长进行交联

长而柔性的交联键有利于提高硫化胶的强度性能，即键能高而强度低。

第三章橡胶的补强与填充体系

补强：在橡胶中参与一种物质后，使硫化胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、模量、抗溶胀性等性能获得较大提高的行为。

填充：在橡胶中参与一种物质后，能够增大橡胶的体积，降低制品的成本，改善加工工艺性能，而又不明显影响橡胶制品性能的行为。

炭黑：由大量烃类物质（固态、液态或气态）经不完全燃烧或裂解生成的具有高度分散性的黑色粉末物质，主要由碳元素组成，是近乎球形的胶体粒子，而这些粒子大都熔结成形状不规则的聚集体（aggregate）。一、炭黑的生产工艺方法

槽法炭黑是唯一可用于与食品接触的橡胶用炭黑品种热裂法炭黑粒子最大、结构最低。

二、炭黑的分类与命名

三、炭黑的性质及技术指标

1．炭黑的粒径及分布:单颗炭黑粒子或聚集体中原生粒子的平均粒径大小，单位常为nm。炭黑工业常用的平均粒径有算术平均粒径和表面平均粒径两种。2、炭黑的比表面积及表面粗糙度

炭黑比表面积：指单位质量或单位体积（真实体积）中炭黑粒子的总表面积。粒径小，比表面积大。

炭黑比表面积的测定方法:（1）电子显微镜法（SE）（2）BET法（低温氮吸附法，SN）（3