2025年青岛某大学橡胶工艺学期末考试复习题及参考答案

2025年青岛某大学橡胶工艺学期末考试复习题及参考答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.天然橡胶（NR）在常温下发生的结晶属于（）A.温度诱导结晶B.应变诱导结晶C.化学诱导结晶D.压力诱导结晶答案：B2.下列哪种配合剂不属于橡胶硫化体系（）A.促进剂DMB.防老剂4010NAC.硫磺D.氧化锌答案：B3.丁苯橡胶（SBR）混炼时，辊温通常控制在（）A.30-40℃B.50-60℃C.70-80℃D.80-90℃答案：A4.压延工艺中，"三辊压延机"的主要功能是（）A.胶片压光B.帘布贴胶C.胶料预热D.胶管成型答案：B5.橡胶可塑度的测定通常采用（）A.门尼粘度计B.邵氏硬度计C.阿克隆磨耗机D.拉力试验机答案：A6.下列补强剂中，补强效果最佳的是（）A.白炭黑B.陶土C.碳酸钙D.炭黑N330答案：D7.硫化过程中，正硫化时间的确定依据是（）A.焦烧时间B.硫化返原时间C.扯断强度最大值D.定伸应力最小值答案：C8.氯丁橡胶（CR）硫化时，常用的硫化剂是（）A.硫磺B.氧化镁C.过氧化物D.秋兰姆类促进剂答案：B9.混炼胶存放过程中出现"自硫"现象的主要原因是（）A.可塑度过高B.停放温度过高C.配合剂分散不均D.含胶率过低答案：B10.压出工艺中，口型设计需要考虑的主要因素是（）A.胶料密度B.收缩率C.硫化温度D.门尼粘度答案：B11.三元乙丙橡胶（EPDM）的最大缺点是（）A.耐老化性差B.硫化速度慢C.耐油性差D.拉伸强度低答案：B12.橡胶配方中，"软化剂"的主要作用是（）A.提高强度B.降低门尼粘度C.延缓老化D.促进硫化答案：B13.下列硫化方法中，属于连续硫化的是（）A.平板硫化B.罐式硫化C.盐浴硫化D.模型硫化答案：C14.丁腈橡胶（NBR）的主要特性是（）A.高弹性B.耐油性C.耐低温D.耐候性答案：B15.混炼过程中，"包辊性"最佳的橡胶是（）A.顺丁橡胶（BR）B.天然橡胶（NR）C.丁基橡胶（IIR）D.硅橡胶（MQ）答案：B二、填空题（每空1分，共20分）1.橡胶加工的基本工艺包括塑炼、混炼、压延、压出、（）和后处理六大工序。答案：硫化2.生胶的塑性大小通常用（）或威廉氏可塑度表示。答案：门尼粘度3.炭黑的补强性能主要取决于其（）、结构度和表面活性。答案：粒径大小（或比表面积）4.防老剂按作用机理可分为物理防老剂和（）两大类。答案：化学防老剂5.开炼机混炼时，辊距一般控制在（）mm，辊温控制在（）℃。答案：4-6；40-506.压延工艺中，"热炼"的目的是提高胶料的（）和均匀性。答案：可塑性（或流动性）7.硫化三要素是指硫化温度、硫化时间和（）。答案：硫化压力8.丁基橡胶（IIR）的最大特点是（）和耐化学腐蚀性。答案：气密性好9.橡胶配方中，"促进剂"的主要作用是（）硫化反应速度。答案：加快（或促进）10.压出工艺中，胶料在口型中的流动属于（）流动。答案：粘弹性11.天然橡胶的玻璃化温度（Tg）约为（）℃。答案：-7212.混炼胶的"焦烧时间"可通过（）试验测定。答案：门尼焦烧13.白炭黑作为补强剂使用时，通常需要配合（）以改善其与橡胶的结合。答案：偶联剂（或硅烷偶联剂）14.硫化返原现象主要发生在（）橡胶中。答案：天然（或NR）15.橡胶的交联密度可通过（）法或溶胀法测定。答案：平衡溶胀16.压延机的辊筒排列方式主要有"Γ"型、"L"型和（）型。答案：I（或直线）17.硅橡胶的硫化通常采用（）硫化体系。答案：过氧化物18.橡胶的动态性能测试常用（）试验机。答案：动态力学（或DMA）19.混炼过程中，"吃粉"阶段的关键是控制（）和辊距。答案：辊温20.轮胎胎面胶常用的橡胶是（）和丁苯橡胶并用。答案：天然橡胶（或NR）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述天然橡胶（NR）与丁苯橡胶（SBR）的性能差异及加工特点。答案：性能差异：NR拉伸强度高（25-30MPa）、弹性好（回弹率>50%）、耐撕裂性优，但耐老化性较差；SBR拉伸强度较低（15-20MPa）、弹性稍差（回弹率45-50%），但耐老化性、耐磨性和耐油性优于NR。加工特点：NR包辊性好（易包前辊）、混炼温度低（40-50℃）、硫化速度快；SBR包辊性差（需提高辊温至50-60℃）、混炼时生热大、需延长混炼时间，硫化时需调整促进剂用量以加快硫化速度。2.分析混炼过程中"分散不均"的主要原因及解决措施。答案：主要原因：①混炼温度过高或过低（温度过高导致胶料软化过度，过低则剪切力不足）；②加料顺序不当（如先加液体软化剂后加固体配合剂）；③辊距调整不合理（辊距过大剪切力小，过小易打滑）；④混炼时间不足（未达到均匀分散所需时间）；⑤配合剂本身性质（如炭黑粒径过小易结团）。解决措施：①控制适宜辊温（NR40-50℃，SBR30-40℃）；②遵循"先固体后液体、先小料后大料"的加料顺序；③调整辊距为4-6mm并保持恒定；④延长混炼时间（根据胶种调整，NR约15-20min，SBR约20-25min）；⑤对难分散配合剂（如白炭黑）采用预分散母胶或添加分散剂。3.说明压延工艺中"帘布贴胶"与"擦胶"的区别及工艺控制要点。答案：区别：贴胶是将胶料以一定厚度覆盖在帘布表面，胶料不渗透到帘线缝隙中；擦胶是通过辊筒压力使胶料渗透到帘线缝隙中，形成胶线结合。工艺控制要点：贴胶：①控制胶料可塑度（门尼粘度50-60）；②调整辊距与帘布厚度匹配；③保持辊温均匀（前辊70-80℃，后辊60-70℃）。擦胶：①提高胶料可塑度（门尼粘度60-70）；②增大辊筒速比（1:1.2-1:1.4）；③降低辊距（小于帘布厚度）；④控制帘布张力（避免拉伸变形）。4.简述硫化过程中"硫化三要素"的相互关系及调整原则。答案：相互关系：硫化温度（T）升高，硫化时间（t）可缩短（遵循范特霍夫规则，温度每升10℃，时间缩短约1/2）；硫化压力（P）增大可提高胶料流动性，减少气泡，同时促进交联。调整原则：①厚制品采用低温长时间硫化（避免内外温差过大导致欠硫或过硫）；②薄制品采用高温短时间硫化（提高生产效率）；③含易挥发组分胶料需提高压力（防止气泡）；④热敏性胶料（如CR）需降低温度并延长时间（避免焦烧）。5.分析丁腈橡胶（NBR）耐油性与其分子结构的关系，并说明其配方设计要点。答案：分子结构关系：NBR分子链中含有极性氰基（-CN），与非极性油类（如汽油）的相容性差，因此耐油性优异；氰基含量越高（ACN%18-50%），耐油性越强，但耐寒性下降。配方设计要点：①主体材料：根据耐油等级选择不同ACN含量的NBR（如高耐油选ACN40-50%）；②硫化体系：常用硫磺-促进剂体系（提高弹性）或过氧化物体系（提高耐热性）；③补强体系：优选高结构炭黑（如N330、N550）提高强度；④增塑剂：选用极性增塑剂（如邻苯二甲酸二辛酯DOP）避免被油抽出；⑤防老剂：选用胺类或酚类防老剂（如4010NA）提高耐热氧老化性。四、计算题（每题10分，共20分）1.某轮胎胎面胶配方如下（质量份）：NR100，SBR50，炭黑N33055，氧化锌5，硬脂酸2，硫磺2.5，促进剂NS1.2，防老剂4010NA1.5，操作油10。已知胶料密度为1.15g/cm³，求1m³胶料中各组分的质量（保留两位小数）。答案：总质量份=100+50+55+5+2+2.5+1.2+1.5+10=227.2份1m³胶料质量=1.15g/cm³×1000000cm³=1150000g=1150kg各组分质量：NR=100/227.2×1150≈506.16kgSBR=50/227.2×1150≈253.08kg炭黑N330=55/227.2×1150≈278.39kg氧化锌=5/227.2×1150≈25.31kg硬脂酸=2/227.2×1150≈10.12kg硫磺=2.5/227.2×1150≈12.66kg促进剂NS=1.2/227.2×1150≈6.07kg防老剂4010NA=1.5/227.2×1150≈7.59kg操作油=10/227.2×1150≈50.62kg2.某橡胶制品硫化时，采用温度145℃，正硫化时间为20min。若改用155℃硫化，根据范特霍夫规则（温度每升高10℃，硫化时间缩短一半），计算新的正硫化时间。答案：温度差=155-145=10℃根据规则，时间缩短一半，即20min×(1/2)=10min新的正硫化时间为10min。五、综合分析题（每题15分，共30分）1.某企业生产的橡胶密封件出现"硫化不足"问题（表现为扯断伸长率过高、硬度偏低），请分析可能的原因及解决措施。答案：可能原因：①硫化温度偏低（未达到工艺要求的140-150℃）；②硫化时间不足（实际硫化时间短于正硫化时间）；③硫化压力不够（胶料未完全充满模具，内部存在气泡影响交联）；④硫化体系配比不当（硫磺或促进剂用量不足）；⑤胶料存储时间过长（发生自硫导致有效交联剂减少）。解决措施：①检查硫化机温控系统，确保温度稳定在工艺设定值±2℃；②延长硫化时间（通过硫化仪重新测定正硫化时间t90）；③提高硫化压力（从8-10MPa提升至12-15MPa）；④调整配方：增加硫磺用量（如从2.0份增至2.5份）或促进剂NS用量（从1.0份增至1.2份）；⑤控制胶料存储条件（温度≤25℃，存储时间≤7天），使用前进行返炼。2.结合青岛地区轮胎产业特点（以全钢子午胎为主），分析胎面胶配方设计的关键要点及加工工艺控制重点。答案：关键要点：①高耐磨性：选用NR（80-100份）与高苯乙烯SBR（20-30份）并用，提高抗撕裂性；②低生热：使用高结构炭黑N234（50-60份）或白炭黑/炭黑并用（降低滚动阻力）；③耐老化性：添加防老剂4010NA（1.5-2.0份）和RD（1.0-1.5份）复合体系；④抗湿滑性：调整SBR中乙烯基含量（25-35%）提高湿地抓着力。加