第三章 橡胶.ppt

1、第三章 橡胶,3.1.1 橡胶的分类,按其来源分,天然橡胶,合成橡胶,按其性能和用途,通用橡胶：代替天然橡胶制造轮胎及其他常用橡胶制品的合成橡胶,特种橡胶：专门用于各种耐寒、耐热、耐油等特种橡胶制品的橡胶,3.1.2 橡胶的性能指标,硬度：衡量橡胶抵抗变形能力的指标之一，常用邵氏硬度计，值范围0100，值越大，橡胶越硬,拉伸强度：试样在拉伸破坏时，原横截面上单位面积上所受的力，单位Mpa 拉断伸长率：试样在拉伸破坏时，拉长部分的长度和原长度比通常以百分率（）表示 拉伸应力：试样在一定伸长（通常300）时，原横截面上单位面积所受力，单位Mpa 撕裂强度：表征橡胶耐撕裂性的好坏，试样在单位厚度上所

2、承受的负荷，单位kN/m 阿克隆磨耗：橡胶试样与砂轮磨耗1.61km时，用被磨损的体积来表征橡胶的耐磨性，单位cm3/1.61km,3.1.3 配 方,橡胶制品原材料,生胶、再生胶和硫化胶粉,橡胶配合剂,硫化剂,硫化促进剂,硫化活性剂,防焦剂,防老剂,补强剂和填充剂,其他配合剂,纤维和金属材料,橡胶制品的配方,同一胶料配方,基本配方,质量分数配方,体积分数配方,生产配方,3.1.4 橡胶的加工工艺,塑炼,使生胶由弹性状态转变为具有可塑性状态的工艺过程,混炼,将各种配合剂混入生胶中制成质量均匀的混炼胶的过程,压延和压出,成型,橡胶挤出机,硫化,DL-25T单层电动内胎硫化机,3.2 通用橡胶,天

3、然橡胶,丁苯橡胶,聚丁二烯橡胶,集成橡胶,其他通用橡胶,天然橡胶品种,天然橡胶结构和组成,天然橡胶性能和用途,丁苯橡胶品种,丁苯橡胶结构、性能及应用,聚丁二烯橡胶品种,天然橡胶结构、性能及应用,集成橡胶的结构,集成橡胶的性能,聚异戊二烯橡胶（IR）,丁基橡胶（IIR）,氯丁橡胶（CR）,乙丙橡胶,乙丙橡胶品种,乙丙橡胶结构、性能及应用,3.1.2 天 然 橡 胶,通用固体天然橡胶,品 种,特制固体天然橡胶,改性天然橡胶和衍生物,烟片胶,皱片胶,颗粒胶,恒粘橡胶,低粘度橡胶,易操作橡胶,纯化天然橡胶,散粒天然橡胶,轮胎橡胶,充友天然橡胶,炭黑共沉胶,粘土共沉胶,胶清橡胶,难结晶天然橡胶,接枝天然

4、橡胶,热塑性天然橡胶,环化天然橡胶（NR）,环氧化天然橡胶（ENR）,液体天然橡胶,氯化橡胶,氢氯化橡胶,天然橡胶林 橡胶树属大乔木植物，原产于巴西，我国二十世纪初引进种植成功。树高可达20-30米。三出复叶，小叶椭圆形至椭圆状披针形，长10-30厘米，宽5-12厘米。花小，单性，雌雄同株，圆锥花序腋生，长达25厘米。蒴果球形，成熟后分裂成3果瓣。种子长椭圆形，长2.5-3厘米，有斑纹。三叶橡胶树分泌的乳汁即为生产橡胶的原料，其主要成分为聚异戊二烯，含量在90%以上，此外还含有少量的蛋白质、脂及酸、糖分及灰分。,橡胶树从种植到可采集一般需6 年时间。对于未开割胶园的橡胶，为了满足橡胶树在生长过

5、程中所需要的肥料和养分，要对其进行压青和施肥。压青的材料可以选择一些杂草、小树的枝条或者灌木。未开割胶园经过58年的精心管护，就进入了开割胶园。割胶一般在凌晨4点进行，早晨的时候就要进行收胶了。 橡胶树在20至30才能正常生长和产胶，5以下即受冻害，并且橡胶枝较脆弱，沿海地区的胶园易受强台风的侵袭。橡胶树采割期大约25-30年，有淡旺季之分。每年 24月，810月为淡季，每年57月，11月到翌年1月为旺季。,国内海南和云南各地的橡胶园一般每年到了11-12月份开始停割，到来年的3-4月份再开割，以利胶树生息。 全世界天然橡胶的产地分布于南北纬10以内，主要集中在泰国、印尼、马来西亚、中国、印度

6、、斯里兰卡等少数亚洲国家和尼日利亚等少数非洲国家，我国产地则主要分布在海南、云南、广东、广西和福建等地区。,橡胶林,割胶,割胶,割胶归来是清晨,天然橡胶结构和组成,天然橡胶主要成分是橡胶烃另含7左右的非橡胶成分，如蛋白质、丙酮抽出物，灰分等,主要成分橡胶烃是顺式1，4聚异戊二烯的线型高分子化合物，结构式： CH3H CH2CCCH2 n,天然橡胶具有良好的物理力学性能和加工性能,天然橡胶性能和用途,橡胶的用途,橡胶的用途,橡胶的用途,橡胶的用途,5月14日，由长江设计院设计的全国第一高（6米）橡胶坝在湖北省恩施市主城区东门清江河橡胶坝安装成功，改写了我国只能设计、制造、建设5m高橡胶坝的历史，

7、标志着我国采用新型高分子复合材料筑坝进入了一个新阶段，也标志着我国橡胶坝设计、制造进入了一个新时期。 恩施东门桥橡胶坝工程由长江设计院设计、长江委建设监理中心监理、恩施市水利水产局建设、葛洲坝集团公司一公司施工，橡胶坝袋由中国烟台天圣橡胶坝厂制造。 恩施东门桥橡胶坝于5月7日正式开始安装，目前正转入电厂围堰施工。预计7月底完成水泵房及水泵安装，8月中旬橡胶坝充水运行。 来源：长江水利网 2005年5月30日,3.2.2 丁苯橡胶,丁苯橡胶SBR（Styrene-butadiene rubber),乳聚丁苯,溶聚丁苯,高温丁苯橡胶（50聚合),低温丁苯橡胶（50聚合),低温丁苯橡胶炭黑母炼胶,低

8、温充油丁苯橡胶,低温充油丁苯橡胶炭黑母炼胶,高苯乙烯丁苯橡胶,液体丁苯橡胶,羧基丁苯橡胶,烷基锂溶聚丁苯橡胶,醇烯溶聚丁苯橡胶,锡偶联溶聚丁苯橡胶,高反式聚1，4丁苯橡胶,丁苯橡胶结构、性能及应用,3.2.3 聚丁二烯橡胶,聚丁二烯橡胶BR（Butadiene rubber),高顺式顺丁橡胶,低顺式顺丁橡胶,聚丁二烯橡胶结构、性能及应用,3.2.4 集成橡胶,共聚组成,序列结构,微观结构,分子 链结构,微观相态,集成橡胶结构,集成橡胶性能,优异的动态力学 性能,具有作为胎面要求的力学性能,集成橡胶的结构,性能与结构的关系,3.2.5 乙丙橡胶,Tu,乙丙橡胶结构、性能及应用,3.3 特种橡胶,

9、丁腈橡胶,丙烯酸脂橡胶,硅橡胶,氟橡胶,其他特种橡胶,聚硫橡胶,氯化聚乙烯橡胶CM、氯磺化聚乙烯CSM和氯醚橡胶EO,ECO,聚氨脂橡胶,3.3.1 丁腈橡胶,丁腈橡胶NBR Acrylonitrile butadiene rubber,按含量,极高丙烯腈丁腈橡胶,高丙烯腈丁腈橡胶,中高丙烯腈丁腈橡胶,中丙烯腈丁腈橡胶,低丙烯腈丁腈橡胶,按聚合温度,热聚丁腈橡胶,冷聚丁腈橡胶,按工艺性能和应用范围,通用型丁腈橡胶,特殊型丁腈橡胶,丁腈橡胶结构、性能及应用,3.3.2 丙烯酸酯橡胶,丙烯酸脂橡胶,烯烃环氧化物,含活性氯原子的化合物,酰胺类化合物,含非共轭双烯烃的单体,丙烯酸酯结构、性能及应用,3

10、.3.3 硅橡胶,有机氧化物引发自由基交联型（热硫化型） 缩聚反应型（室温硫化型） 加成反应,按其硫化机理分：,硅橡胶结构、性能及应用,硅橡胶是硅氧烷的聚合物，在40年代投入工业生产。 硅橡胶有较宽的使用温度（-115315），有良好的生理惰性、无毒、无味，能耐高温消毒，有优越的电绝缘性能和耐候性。 硅橡胶在航空工业中用于飞机座舱的密封、制作各种软管、发动机部件、垫圈等。它还能制作耐高温的电线、电缆包皮、封装材料、绝缘胶带等，作汽车的散热软管和各种密封件，还是制作医疗器械（如各种引流管等）和人造器官（如心脏瓣膜等）的理想材料。,3.3.4 氟 橡 胶,含氟烯烃类氟橡胶 亚硝基类氟橡胶 全氟醚类

11、氟橡胶 氟化磷腈类氟橡胶,分类：,结构、性能及应用,氟橡胶是偏氟乙烯的共聚物，在1958年投入工业生产。 氟橡胶有优良的耐热、耐油、耐氧化、耐化学药品（包括有机溶剂）等性能。它在200以下能长期使用，在315只能短期使用。 它的气密性和电性能很好，是火箭、导弹、宇航等高新技术部门的重要材料，在化工、飞机、汽车、电气、机械、船舶等工业部门制作耐高温、耐腐蚀用的垫圈、轴封、隔膜、胶布、衬里、包覆涂层等。,聚硫橡胶,聚硫橡胶属特种合成橡胶。 其硫化制品有优良的耐油、耐溶剂、耐碱、耐海水腐蚀、耐紫外光和高能辐射、耐冲击、低透汽率、良好的低温挠曲性，电绝缘性和对金属非金属材料的粘结性及良好的施工性能。

12、在国防工业和工农业生产中获得广泛应用。我国自20世纪50年代即开始研究。产品分固态、液态、水分散体三大类。聚硫橡胶主要用作固体火箭推进剂、粘合剂、航空耐油密封材料、粘接密封剂、耐油涂料、填缝材料、灌注密封料、树脂增韧剂等，在航空、石油、化工、船舶、汽车、建筑、机电、仪表、农机、水利电力和铁路等部门广泛应用。,聚硫密封材料,JLC系列聚硫密封剂是以液态聚硫橡胶为主剂的A组分，以金属过氧化物为固化剂的B组分所组成的双组分密封材料，由于液态聚硫橡胶含有二硫键不含不饱和键，所以具有优异的耐油、耐溶剂、耐碱、耐稀酸（硝酸除外），耐大气老化等性能；并具有良好的气密性和水密性，对金属（钢、铁、铝等）和非金属

13、（混凝土、玻璃等）各种材质具有良好的粘接力，耐热胀冷缩引起的伸缩变形，可常温或加温固化、施工方便，性能可靠，是近代用于建筑、汽车和中空玻璃密封防水的良好的弹性密封材料。,可广泛用于建筑、汽车、铁路、中空玻璃、机电仪表领域的粘接密封，在巴基斯坦体育馆工程、北京国际机场二楼平台接缝、北京农业展览馆屋顶玻璃接缝密封上应用均获得成功。,3.4 热塑性弹性体,热塑性弹性体是一类具有类似于橡胶的力学性能及使用性能、又能按照热塑性塑料进行加工和回收的材料,在塑料和橡胶间起了一座桥梁,优点：,1.加工工艺简单，工序少，加工周期短，生产效率高节省加工费用，降低成本 2.加工助剂和配合剂较少，节省产品质量控制和检

14、测的费用 3.材料可反复使用 4.产品尺寸精度高，质量轻,缺点：,1.对加工厂来说，续须添加新的设备才能进行加工 2.热塑性弹性体加工须干燥， 3.适合大批量生产，小批量加工成本偏高,与橡胶相比其：,3.4.1聚氨酯类热塑性弹性体,热塑性聚氨脂通常由二异氰酸脂和聚醚或聚酯多元醇以及相对分子质量二元醇扩链剂反应而得。以优异得耐磨性和低的表面摩擦因数著称对水和极性有机溶剂得抗耐性差，主要用于耐磨制品、高强度耐油制品及高强度、高模量制品等，如脚轮、鞋底等，由于低摩擦因数导致引力低，而不适合做轮胎,3.4.2 苯乙烯类热塑性弹性体,苯乙烯类热塑性弹性体通常为嵌段共聚物，其结构为S-D-S(S是聚苯乙烯或聚苯乙烯衍生物得硬段，D为聚二烯烃或氢化聚二烯烃得软段）,苯乙烯类热塑性