青岛科技大学 橡胶实验七 威廉姆可塑度
青岛科技大学《橡胶及塑料加工工艺》全书知识点整理
1、高分子链的近程结构（1）高分子链的化学组成：碳链高分子：主链全部有共价键连接的碳原子组成，不易水解，易成型加工，易燃易老化；杂链高分子：主链中除碳原子外，还有其他原子以共价键连接，易水解，耐热性好，强度高；元素高分子：耐热性和耐寒性高，弹性塑性好，可溶（2）单体单元的键合：单烯类单体和双烯类键合（3）共聚物单体的键接形式：无规、交替、嵌段、接枝（4）高分子的构型（分子中原子在空间的相对位置和排列）：几何异构和旋光异构（5）高分子链的键合形状（构造）1.线型：形状：整条高分子犹如一条又细又长的线，大分子既可卷曲成团，也可舒展成直线，各种橡胶、大多数的纤维、塑料等都属线形大分子。
特点：分子间无化学键，既可溶解又可熔融，熔体粘度低，易于加工成型。
2.支链型：链分子在二维空间键合增长所形成的高聚物。
主链带有长短不一的支链（星型、梳型、无规支链型）特点：与线形大分子相比，带短支链的高聚物更易溶解和熔融，且机械强度低，硬度低，韧性高，分子上有叔碳原子，反应活性高，热稳定性差，易老化变硬变脆。
3.交联型：高分子链之间由支链通过化学键相键接，形成的三维网状大分子，热固性塑料、硫化橡胶都属于网状大分子。
2. 特点：分子间形成网状结构，整个高聚物就是一个大分子，既不溶解也不熔融，只能熔胀。
随着分子间交联程度的增加，材料的弹性降低，但机械强度和硬度都增加。
2、影响高分子链柔顺性的因素高分子的柔顺性就是高分子链能够改变其构象（单键内旋转产生分子中原子在空间的几何排布状态）的性质，单键越多，内旋转容易，构象越多，柔顺性越好（1）主链结构：主链由单键构成或含有非共轭双键，柔顺性好，含共轭双键，呈刚性（2）取代基：体积大，单键内旋转空间位阻大，极性大，分子内和分子间作用力大，内旋转受阻大，数量多，非键合原子多，内旋转阻力大，柔顺性差；对称排列，分子偶极矩小，内旋转容易，柔顺性好（3）支化和交联：短支链增大分子间距，分子间作用力低，柔顺性好，长支链增加构象，柔顺性好，支链过多，阻碍内旋转，柔顺性下降；交联密度小，对柔顺性影响不大，交联密度高，柔顺性下降（4）分子链长短：分子链越长，单键越多，构象越多，柔顺性越好（5）分子链规整性：分子链越规整，越容易结晶，柔顺性差（6）外界条件：温度升高，分子热运动能量高，内旋转容易，构象数增多，柔顺性好；外力作用慢，分子链有时间克服位阻，改变构象，柔顺性好，外力作用快，分子链来不及内旋转改变构象，柔顺性差3、结晶高聚物的性能（1）渗透性和耐热性：结晶后密度大，分子链排列规整，渗透性提高，链段不能运动，分子间作用力增大提高抵抗热破坏的能力，晶体稳定，结晶后耐热性提高（2）力学性能：结晶使链段活动空间减少，分子间力增大，冲击强度降低，拉伸强度，定伸应力，硬度增加（3）光学性能：非晶态高聚物透明，晶态高聚物为两相共存的非均型体系，光在内部折射和散射，透光率下降4、高聚物取向取向：在外力作用下，高分子链沿外力场方向有序排列的现象，三维有序，自发过程；解取向：取向分子趋向无规排列的过程，一维二维有序，被动过程（1）按外力作用方式：单轴取向：材料沿一个方向拉伸，高分子链沿拉伸方向排列双轴取向：材料沿两个垂直方向拉伸，高分子链倾向于拉伸平行面排列（2）按运动单元：对于非晶态高聚物，链段取向：高弹态下通过单键的内旋转造成链段运动实现，大分子链取向：粘流态下通过链段的协调运动实现；对于结晶高聚物，非晶区发生链段、大分子取向，晶区发生微晶取向取向对高聚物性能影响性能变化：1.取向前-各向同性；取向后-各向异性2.一般情况下，材料的力学性能（拉伸强度、弯曲强度等）在取向方向上显著增强，而在垂直于取向方向上则有所下降；3结晶聚合物，取向后材料的密度和结晶度都会增大，使材料的使用温度得到提高4由于折射率在取向方向和垂直方向上有差别，取向后的材料还会出现双折射现象5、高分子热运动特点：（1）运动单元多重性（整链运动、链段运动、支链和侧基运动、原子振动、晶区运动）（2）对时间的依赖性（力学松弛现象）（3）对温度的依赖性（时温等效原理）6、非结晶高聚物的力学形态温度-形变曲线：玻璃态：键长键角变化；形变量小且可逆，模量高，普弹性，强迫高弹；塑料；玻璃化转变区：链段解冻；形变、模量突变；玻璃化转变温度Tg高弹态：链段运动；形变量大且可逆，模量高，高弹性，松弛现象；橡胶；粘流转变区：大分子链开始运动；形变、模量突变；粘流温度Tf粘流态：大分子链运动；形变量大且不可逆，模量低；粘合剂、涂料。
青岛科技大学橡胶工艺讲稿7
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（7）青岛科技大学, 橡胶, 讲稿, 工艺, 原理§4.4 橡胶的疲劳老化与防护一．疲劳老化的概念指在多次变形条件下，使橡胶大分子发生断裂或者氧化，结果使橡胶的物性及其他性能变差，最后完全丧失使用价值，这种现象称为疲劳老化。
发生疲劳老化最突出的地方是轮胎的胎侧。
随着轮胎每转一圈，经历压缩、伸张不断变形，这种情况下发生疲劳老化。
二．疲劳老化的机理1．应力引发（机械破坏理论）当橡胶受到机械力作用时，由于橡胶网络结构的不均匀性，导致产生应力分布不均匀的现象，使局部产生应力集中，结果造成局部的分子链被扯断。
这种情况尤其当橡胶处于周期性的变形时更为突出。
因为这时橡胶分子链来不及松弛，应变对应力有一滞后角，在分子链中总是保持着一定的应力梯度，从而使分子链容易发生断裂，当分子链被扯断后，生成游离基，引发产生氧化链反应。
橡胶的低温塑炼也属这种情况，在机械力的作用下，分子链断裂（在低温条件下，又可引发氧化作用）。
2．应力活化（力化学理论）当橡胶分子链处于应力作用时，由于机械力作用于分子链中原子的价力使其减弱，结果使橡胶氧化反应活化能降低，活化了氧化过程。
未受应力时，橡胶大分子活化能为21.0千卡/克分子。
受应力时，振幅为50%，频率为250周/秒，氧化活化能为18.1千克/克分子。
在多次变形条件下，即可发生应力引发，又可发生应力活化，但二者发生的情况不同：一般，温度高、振幅小、频率低、氧的浓度大的条件下，以应力活化为主，反之以应力引发为主。
三．影响疲劳老化的因素1．频率与振幅越高，越易疲劳老化。
频率越高，应力松弛能力下降，易产生应力集中，导致应力引发，易疲劳老化。
振幅增加，易应力活化，容易疲劳老化。
实验事实根据如下：变形振幅（%） 0 25 50 75应力活化活化能(千卡/克分子) 21.0 20.1 18.1 13.6从以上数据可以看出，振幅增加，应力活化活化能下降，越易疲劳老化。
橡胶的可塑性的测定方法
橡胶的可塑性的测定方法、橡胶的塑炼工艺生胶和混炼胶可塑度的测定通常有三种方法：压缩法、旋转扭力法和压出法。
它们均需在恒温下进行，因为可塑度随温度变化而变化。
一、压缩法这种类型的测定方法常用的有：威廉氏法、华莱氏快速可塑度法和德弗可塑度法三种。
1．威廉氏法（Williams）在恒温、定负荷下，经过一定时间后根据试样高度的变化来评定可塑度。
将Φ=16mm，h0=10mm的圆柱试样在T=70±1℃或100±1℃下预热3min，压缩3min，除去负荷取出试样在室温下恢复3min，测量试样高度的压缩变形量及去掉负荷后的变形量，计算可塑度P。
生胶和混炼胶为粘弹体，它们的可塑度在0~1之间，数值越大表示可塑性越大。
2．华莱氏（Wallace）快速可塑度法其原理与Williams法相同，以定温、定负荷、定时间下胶片厚度的变化表示可塑度。
该法操作方便，多用于工业生产中作快速检验。
3．德弗法以在定温和定时间内试样压缩至规定高度时所需负荷值来表示。
二、旋转扭力法—门尼（Mooney）粘度法原理是：在一定温度、时间和压力下，根据试样在活动面（转子）与固定面（模腔）之间变形时所受扭力来确定胶料可塑度。
试验时，将试样按要求放入模腔里，在100℃下预热1min，使转子在2r/min速度转动4min，所测的扭力值即为门尼粘度，一般用表示，L表示用大转子（直径为38.1±0.03mm）。
门尼粘度法比压缩法迅速简便，且表示的动态流动性更接近于工艺实际情况。
三、压出法用毛细管流变仪来测定。
在一定温度、压力、口型下，于一定时间内用毛细管流变仪测定胶料的压出速度，以每分钟压出的毫克数表示可塑度。
优点：此法与压出机口型的工作状况相似，可更具体地了解混炼胶可塑性对压出性能的影响。
缺点：压出法试样需要较多的胶料，且试样必须经较长时间预热思齐橡胶22年专注食品医疗级橡胶制品解决方案，工厂占地30000平方米，年销售额2亿元。
青岛科技大学 橡胶实验七 威廉姆可塑度
青岛科技大学橡胶实验七威廉姆可塑度实验七威廉姆可塑度胶料的可塑性是指物体受外力作用而变形，当外力除去后，不能恢复原来形状的性质。
橡胶胶料在进行混炼、压延、压出和成型时，必须具备适当的可塑性。
一、试验目的橡胶胶料在进行混炼、压延、压出和成型时，必须具备适当的可塑性。
因为胶料的可塑性直接关系到整个橡胶加工工艺过程和产品质量。
可塑度过大时，胶料不易塑炼，压延时胶料粘辊，胶料黏着力降低；可塑度过小时，胶料混炼不均匀，且收缩力大，模压时制品表面粗糙，边角不整齐。
因此，加料在加工前必须测定并控制胶料的粘度，以保证加工的顺利进行。
二、实验设备及测试原理可塑性测定仪可分为压缩型、转动型和压出型三大类。
威廉氏可塑计、快速塑性计和德弗塑性计属压缩型。
这类塑性计结构简单，操作简易，适用于工厂控制生产用。
威廉氏可塑性是指试样在外力作用下产生压缩变形的大小和除去外力后保持变形的能力。
威廉氏可塑计是至今仍为广泛应用的较早期的可塑计。
它可以测定生胶或胶料的可塑性，还可以在测定回复值时同时测出橡胶的弹性。
威廉氏可塑计至今仍保持在美国的标准之中。
威廉氏可塑计的结构如图7-1所示，可塑计的负荷由上压板与重锤等组成，压铊可作上下移动，其总重为49+0.0049N（5+0.005Kg），在支架上装有百分表，分度为0.01mm，可塑计垂直装在恒温箱内的架子上，离箱底不少于60mm，重锤温度可调节为70+1℃和100+1℃。
重锤的温度有温度计读出。
图7-1 威廉氏可塑度计试样置于重锤与平板之间，压缩变形量由百分表指示。
按标准规定，威廉氏可塑性测定采用直径为16+0.5mm，高为10+0.3mm的圆柱形试样。
为防止发粘，试样上下可各垫一层玻璃纸。
实验时，先将试样预热3分钟，测量在负荷作用下的高度，然后去掉负荷，取出试样在室温下放至3分钟，测量恢复后的高度。
试样结果计算：1可塑性 P?S?R?h0?h2h0?h1软性 S?h0?h1h0?h1h0?h2h0?h1还原性 R?弹性复原性R’=h2-h1 式中：h0----试样原高，mmh1----试样经负荷作用3分钟的试样高度，mmh2-----除去负荷，在室温下恢复3分钟的试样高度，mm假设物质为绝对流体，则h1=h2=0,故P=1；假设物质为绝对弹性体，则h2=h0，故P=0。
青岛科技大学橡胶工艺讲稿1
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（1）青岛科技大学, 橡胶, 讲稿, 工艺, 原理合成橡胶在8种合成橡胶中全部由我国自行研究开发的胶种有BR、SSBR、SBS和CR；全部引进国外技术的胶种是EPDM。
§1.3丁苯橡胶（SBR）SBR是产量最大的合成橡胶，占合成橡胶总量的55%，70%用于轮胎。
按合成方法分为乳聚（1933年由德国的Farben公司生产）和溶聚（60年代投入工业化生产，发展较快）SBR两大类。
一．合成方法聚合单体：丁二烯（占2/3以上）、苯乙烯（少于1/3）1．乳液法：高温乳液聚合：50℃低温乳液聚合：5℃2．溶液法：60年代后投入工业化生产，该胶具有滚动阻力低，抗湿滑性好、综合性能高等特点，在轮胎行业中获得广泛应用。
二．分类（按制法分）三．SBR的结构乳聚SBR：顺1，4—结构含10%，反1，4—结构70%，1，2—结构20%溶聚SBR：顺1，4—结构比乳聚高，其它比乳聚低四．SBR的性能（一）性能1．物理常数密度（g/cm3）d=0.92~0.94折光指数 1.532．SBR强度比NR差生胶格林强度约为0.5MPa；纯胶硫化胶的强度为1.4~3.0MPa；但炭黑补强后硫化胶的拉伸强度高达17~28MPa。
撕裂强度比NR低，大约为NR的一半。
3．弹性、耐寒性比NR差。
4．耐热、耐老化、耐磨性比NR好（苯环弱吸电、体积大—分子内摩擦大、双键浓度低），硫化反应速度慢。
5．SBR耐屈挠疲劳性比NR差，但耐初始龟裂性好，耐裂口增长性差。
6．SBR粘着性比NR差。
7．SBR的电性能和耐溶剂性SBR电绝缘性能良好，耐溶剂性比NR好，但仍不耐非极性油类。
8．抗湿滑性优于NR、BR。
（二）配合与加工配合：必要成分—硫化剂：硫黄用量比NR中少(双键量少)促进剂：促进剂用量比NR中多(硫化速度慢)活化剂补强剂：主要是炭黑(非自补强性)增粘剂：本身粘性差，用烷基酚醛树脂，古马隆树脂增粘一般成分—防老剂，软化剂加工：塑炼性—一软丁苯（门尼粘度在40~60之间）一般不需要塑炼；混炼性——SBR对炭黑湿润性差，混炼生热高，开炼机应控温在40~50℃之间且包冷辊。
青岛科技大学 橡胶实验五 门尼粘度
实验五门尼粘度Determination of Mooney viscosity一．实验目的1．深刻理解门尼粘度的物理意义。
2．了解门尼粘度仪的结构及工作原理。
3．熟练掌握门尼粘度仪的操作。
二．实验仪器门尼粘度实验是用转动的方法来测定生胶、未硫化胶流动性的一种方法。
在橡胶加工过程中，从塑炼开始到硫化完毕，都与橡胶的流动性有密切关系，而门尼粘度值正是衡量此项性能大小的指标。
近年来门尼粘度计在国际上成为测试橡胶粘度或塑性的最广泛、最普及的一种仪器。
本实验所用设备是由优肯科技股份有限公司制造的EK-2000M型门尼粘度仪。
图5-1 EK-2000M型门尼粘度仪三．实验原理工作时，电机→小齿轮→大齿轮→蜗杆→蜗轮→转子，使转子在充满橡胶试样的密闭室内旋转，密闭式由上、下模组成，左上、下模内装有电热丝，其温度可以自动控制。
转子转动时，转子对腔料产生力矩的作用，推动贴近转子的胶料层流动，模腔内其它胶料将会产生阻止其流动的摩擦力，其方向与胶料层流动方向相反，此摩擦力即是阻止胶料流动的剪切力，单位面积上的剪切力即剪切应力。
与切变速率、粘度存在下述的关系，即适合非牛顿流动的幂指经验公式：∙τ=nγKτ—剪切应力；∙γ—切变速率；K —流动粘度；n —流动指数（在一定的γ和温度下是常数）。
为了讨论问题方便起见，将上式改写成下面的形式：∙K =n γτ=∙∙-K γγ1n τ/∙γ=∙-K 1n γ 设ηa=τ/∙γ=∙-K 1n γ 则τ=ηa ∙γ在模腔内阻碍转子转动的各点表观粘度ηa 以及切变速率∙γ值是随着转动半径不同而有异，故须采用统计平均值的方法来描述ηa 、τ、∙γ，由于转子的转速是定值，转子和模腔尺寸也是定值，故∙γ的平均值对相同规格的门尼粘度计来说，就是一个常数，因此可知平均的表观粘度ηa 和平均的剪应力τ成正比。
在平均的剪切应力τ作用下，将会产生阻碍转子转动的转矩，其关系式如下： SL M ∙=τ 式中：M 为转矩；τ为平均剪应力；S 为转子表面积；L 为平均的力臂长。
青岛科技大学橡胶配方设计
拉伸强度，MPa
12
10
拉伸曲线
回缩曲线
8
6
4
2
A 0 0
B 100
200 300 400 伸长率，％
C
D
500 600
7．硬度测定：邵尔A型 0－100度 8．磨耗测定：
磨耗体积 V=(m前-m后)/ρ，cm3/1.61Km， 磨耗指数＝V标/V试
阿克隆磨耗
滚筒磨耗
9．疲劳的测试： （1）压缩疲劳：1)温升 2)变形 （2）屈挠龟裂：裂口大小及
2)玻璃化温度的测定：差热分析仪 14．热性能：1)导热系数、热传导
2)分解温度或氧化起始温度 15．阻燃性:(1)氧指数：氧指数越大，阻燃性越好
装饰及汽车配件 (2)锥形量热仪：热释放速率、烟量、
点燃时间、有害气体成份等。
16．绝缘性： 1) 表面电阻率和体积电阻率大小 1015Ω·cm以上 2) 介电损耗 介电损耗越大，绝缘性越差 3) 击穿电压强度 击穿电压/厚度
3、硫化橡胶的使用性能测试
1 ． 拉 伸 强 度 σ ＝ P/bh ， Mpa
2．定伸应力，Mpa 100%，300%，Mpa
3．拉断伸长率 ，％ є＝[（L1-L0）/L0]*100%
4．扯断永久变形： S=(L2- L0)/ L0 ，％
5．撕裂强度： Φ＝P/h，KN/m
6．有效弹性和滞后损失
• 常规的混炼顺序：生胶或塑炼胶共混
小药（活性剂、促进剂、防老剂、固体软化剂）
补强剂和填料
软化剂
硫化剂
７、硫化特性: 焦烧时间（Ts1，Tc10），工艺正硫化 时 间 （ Tc90 ） ， 最 小 转 矩 （ ML ） ， 最 大 转 矩 （MH），硫化指数100/(Tc90-Tc10)
青岛科技大学 橡胶实验十七 阿克隆磨耗
实验十七阿克隆磨耗一、实验目的橡胶制品的磨耗是一种常见的现象。
橡胶制品耐磨性能的优劣在很大程度上决定着产品的使用寿命，因而是一项重要的技术指标。
1、了解阿克隆磨耗试验机的结构2、掌握阿克隆磨耗试验的测试原理3、掌握影响阿克隆磨耗的因素4、掌握实验数据的处理二、实验仪器及测试原理1、工作原理：本试验是将试样与砂轮在一定倾斜角度和一定的负荷作用下进行摩擦，测定试样一定里程的磨耗体积。
将试样轮夹在胶轮轴上，电机通过减速系统带动试样轮在胶轮轴上作顺时针方向旋转，负荷托架上的试验用重砣使砂轮紧贴在试样轮上，并保证砂轮向左的（即作用在试样轮上）横向作用力为26.7N±0.2N，砂轮做逆时针方向转动。
（1）胶轮轴与砂轮轴之间的夹角：15º±0.5º、25º±0.5º；试样的行驶里程：1.61km （2）阿克隆磨耗机使用的砂轮砂轮尺寸：直径150mm，厚度25mm ,中心孔直径32mm.（3）砂轮材料组成：磨料为氧化铝，粘合剂为陶土，粒度为36#，硬度为中硬度2。
（4）试样夹板：夹板直径56mm，工作面厚度12mm.2、仪器图17-1 阿克隆磨耗试验机三、试样准备1、半成品胶料的试样用专用模具硫化，为条状，长度为(D+h) +0~5mm，宽度为12.7±0.2mm，厚度为3.2±0.2mm，其表面应平整、不应有裂痕杂质等现象。
注：D 为胶轮直径，h 为试样厚度，π为圆周率（3.14）2、硫化完的试样，按规定时间停放后，将其一面用砂轮打磨出均匀的粗糙面之后，清除胶屑，用橡胶水粘贴于砂轮上（粘贴时试样不应受到张莉）。
适当放置一段时间，使之粘贴牢固。
四、实验步骤1、把粘好的试样轮固定在胶轮轴上，起动电机，使试样按顺时针方向旋转。
2、试样预磨15~20min 后取下，刷净胶屑，称量其重量，精确到0.001克。
3、用预磨后的试样进行试验，试样行驶1.61km 后，关闭电机，取下试样，刷掉胶屑，在一小时内称量，准确到0.001克。
用于全钢子午线轮胎胎侧胶的反式_1_4_聚异戊二烯_天然橡胶_顺丁橡胶并用胶的性
加工 应用 合成橡胶工业,2010-03-15,33(2):145~149CH I NA SYNT H ET I C R UBBER I NDUSTRY用于全钢子午线轮胎胎侧胶的反式-1,4-聚异戊二烯/天然橡胶/顺丁橡胶并用胶的性能齐立杰1,2,赵志超1,黄宝琛1*(1 青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042;2 中国石化中原油田公司天然气处理厂,河南濮阳457001)摘要:研究了不同反式-1,4-聚异戊二烯(TP I)用量对用于全钢子午线轮胎胎侧胶的TP I/天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)并用胶力学性能、动态力学性能和热老化性能的影响,并对并用胶进行了配方优化。
结果表明,当T PI/NR/BR的并用比(质量比)为15 0/42 5/42 5时,混炼胶外表光滑,硬度适中;T P I/NR/BR并用胶的硫化特性与NR/BR并用胶相比变化不大,且在保持后者力学性能的基础上,动态力学性能明显提高;经配方优化后,并用胶耐屈挠性优异,滚动阻力、压缩生热降低,是一种较为理想的全钢子午线轮胎胎侧胶材料。
关键词:反式-1,4-聚异戊二烯;天然橡胶;顺丁橡胶;并用;配方优化;胎侧胶;全钢子午线轮胎 中图分类号:TQ333 3 文献标识码:B 文章编号:1000-1255(2010)02-0145-05轮胎在行驶过程中,胎侧是主要受压、受热部位,承受较大的机械变形,这就决定了胎侧胶必须具备较好的力学性能、较高的耐动态疲劳性能和耐热老化性能。
全钢子午线轮胎胎侧的弯曲变形比斜交胎大得多[1],因此,必须选用耐弯曲变形的橡胶。
因天然橡胶(NR)具有优良的力学性能,目前全钢子午线轮胎胎侧胶配方多采用NR与顺丁橡胶(BR)并用以满足其要求。
反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)与普通NR或聚异戊二烯具有相同的化学组成,但分子链节为反式结构。
TPI硫化胶具有良好的耐动态疲劳性能,且与通用橡胶有很好的并用性[2]。
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（ 5）青岛科技大学 , 橡胶, 讲稿 , 工艺, 原理§3-6 炭黑对橡胶的补强机理 炭黑补强作用使橡胶的力学性能提高，同时也使橡胶在粘弹变形中由粘性作用而产生的损耗因素提高。
例如 力软化效应提高。
因应力软化效应能够比较形象地说明大分子滑动补强机理，因此将两者结合一起讨论。
一．应力软化效应一）应力软化效应的含义3-18 所示，第二次拉伸的应力 - 应变曲线在第一次的下面。
若将第二次拉伸比增大超过第一次拉伸比处急骤上撇与第一次曲线衔接。
若将第二次拉伸应力去掉，恢复。
第三次拉伸，则第三次的应力应变曲线又会在第二次曲线下面。
随次数增加，下降减少，大约 4~5 次后达到平衡。
上述现象叫应力软化效应，也称为 应力软化效应用拉伸至给定应变所造成的应变能下降百分率（ 3-10 ）式中 W1 —第一次拉伸至给定应变时所需要的应变能； W2 —第一次拉伸恢复后，第二次（或更多次数）再拉伸至同样应变时所需的应变能。
（二） 应力软化效应的影响因素 应力软化效应代表一种粘性的损耗因素，所以凡是影响粘弹行为的因素对它均有影响。
填料及其性质对应力软化效应有决定性作用。
1 ．填充的影响2．填料品种对应力软化效应的影响3．炭黑品种对应力软化效应的影响 总的趋势是补强性高的炭黑应力软化效应比较高，反之亦然。
（三） 应力软化的恢复应力软化有恢复性，但在室温下停放几天，损失的应力恢复很少，而在 100CX 24h 真空中能恢复大部分损失的应力。
因为炭黑的吸附是 动态的，在恢复条件下，橡胶大分子会在炭黑表面重新分布，断的分子链可被新链代替。
剩下的不能恢复的部分称为永久性应力软化作 用。
二．炭黑的补强机理近半个世纪以来，人们对炭黑补强机理曾进行了广泛的探讨。
各个作者提出的机理虽然能说明一定的问题，但有局限性。
随着时间进展， 橡胶补强机理也在不断地深化和完善。
橡胶大分子滑动学说的炭黑补强机理是一个比较完善的理论。
CR共混胶硫化体系的研究
CR共混胶硫化体系的研究第32卷第1期2011年2月特种橡胶制品SpecialPurpos~,RubberProductsV oI.32NO.1February2011CM/CR共混胶硫化体系的研究鲁冰雪,陈秀霞,刘林国.张振秀(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,青岛266042)摘要:研究了7种硫化体系对氯化聚乙烯橡胶(CM)/氯丁橡胶(CR)共混胶力学性能的影响.结果表明,7种硫化体系均能硫化该共混胶,其中复配型硫化剂(TcHc)的硫化胶拉伸强度最大,亚乙基硫脲(NA一22)的硫化胶力学性能较好,噻二唑酯衍生物(TDD)并用硫化体系的硫化时问最短,三巯基均三嗪(TCY)的共混胶门尼粘度高,加工性能差,过氧化物硫化体系的硫化胶力学性能不佳.平衡溶胀法测试结果显示,交联密度与力学性能有一定相关性.关键词:CM;CR;硫化体系;力学性能;交联密度中图分类号:TQ333.92,TQ333.5文献标识码:A文章编号:1005—4030(2011)01—0013—04CM橡胶具有优良的耐候,耐臭氧,耐化学药品性能,是含卤橡胶中最具发展前途的胶种之一,在电线电缆,胶管等橡胶制品领域中应用广泛【l].CR橡胶是开发较早的一种合成橡胶,其拉伸性能与天然橡胶相似,生胶具有很高的拉伸强度和拉断伸长率,属自补强型橡胶】.相比较,CM在耐热性和耐油性方面更胜一筹【,此外,CM的价格更具优势,因此,综合考虑性能与成本因素,选用CM/CR质量比为70/30进行研究.相容性和共硫化是影响共混胶力学性能的关键因素.CM和CR均为含氯极性橡胶,溶解度参数相近,极性相当,理论上具有较好的相容性,但2种橡胶分子结构的不同决定了它们硫化体系的差异;CM的传统硫化体系为过氧化物硫化体系,硫脲硫化体系和噻唑类硫化体系,而CR的则为金属氧化物硫化体系(ZnO/MgO,质量比为5/4).因此,在研究CM/CR共混胶硫化体系时,金属氧化物用量固定,CM硫化体系做变量,采用TCHC,过氧化物[双叔丁基过氧化异丙基苯(BI—PB)/三烯丙基氰尿酸酯(TAIC),过氧化二异丙苯(DCP)/TAIC,双一2,5/TAIC],NA～22/S,TDD/NC和TCY7种CM硫化体系与金属氧化物并用,研究硫化体系对CM/CR共混胶力学性能的影响.收稿日期:2010一l1—28作者简介:鲁冰雪(1985一),女,山东青岛人,青岛科技大学在读硕士研究生,主要从事橡胶配方与加工方面的研究工作.*通讯联系人.1实验1.1主要原材料氯化聚乙烯,CM135B,氯质量分数35,青岛海晶化工有限公司产品;氯丁橡胶,CR322,四川长寿化工有限公司产品;活性MgO,碘值150,纯度98,日本神岛化学有限公司生产;Zn(),柳州富鑫化工有限公司产品;NA一22和TAIC,均为浙江黄岩东海化工厂产品;S,天津市蓟县兴兴化工厂产品;TDD和NC,均为莱茵化学公司产品;TCY,广州金昌盛有限公司生产;DCP,江苏太仓助剂厂生产;TCHC,上海悠伦化工有限公司产品;防老剂辛基化二苯胺(ODA),华星化学有限公司产品;其他助剂均为橡胶工业常用原材料. 1.2实验方案实验配方见表l.表1实验配方(份)注:CM,70(质量份,下同);CR,30;MgO,6.8;ZnO,1.5;SA, o.15;ODA,o.3;RD,0.7.14特种橡胶制品第32卷第1期1.3主要仪器与设备开炼机,x(S)K一160型,上海双翼橡塑机械有限公司;硫化特性仪,GT—M2O0O_-A型,台湾高铁有限公司;门尼粘度仪,EKT一2000M型,晔中科技股份有限公司;自动平板硫化机,HS100T—RTMO型,深圳佳鑫电子设备科技有限公司;电子拉力机,I一7000S型,台湾高铁有限公司.1.4试样制备先将块状CR在室温下薄通3次至片状,再将开炼机辊温升至80℃左右,辊距调到lmm,塑化CM粉料至透明无颗粒状,再加入塑炼成片状的CR,待混匀后将辊距调整到合适处,保证辊筒上方有适量堆积胶,依次加入吸酸剂(氧化镁),防老剂,促进剂和硫化剂,最后加入氧化锌,打三角包6次,捣匀下片,停放16h.用平板硫化机硫化试样,硫化条件为160℃×10MPa×t...1.5性能测试硫化胶耐热老化性能按GB/T3512—2001测试,老化条件100℃×72h;耐油性能(耐油质量变化率,耐油体积变化率)按GB/T1690—2006测试,采用IRM903标准油,试验条件100℃×72h;压缩永久变形按GB/T1683—1981测试,试验条件压缩率25,100℃×24h.硫化胶交联密度测试:2种橡胶(CR和CM)均为含氯极性橡胶,选择含氯极性溶剂二氯甲烷(纯度大于98,密度为1.32g/cm.),可对未交联CM或CR均有较好溶解效果.采用电子天平(HZY一500一C,福州华志科技有限公司)准确称取0.5g硫化胶(精确至0.001 g),每个配方选取3个硫化试样,置于所选溶剂二氯甲烷中,确保试样全部浸没在溶剂中,并将试剂瓶密封,常温下溶胀3d,待溶胀平衡后称重()并测试初始密度pr,然后将已称重试样置于80~C 真空干燥箱中(GT一7017一M,台湾高铁有限公司)干燥5h,取出称重(m);硫化胶在溶胀橡胶中的体积分数()计算公式如下j.v一二;..(1一a)pr+(l—m2)式中,/T/.为试样初始质量;a为抽提后抽出物质量分数;Pr和lD分别为未填充硫化胶和溶剂的相对密度;为试样中橡胶质量分数,即含胶率.其他各项性能均按相应国家标准进行测试.2结果与讨论2.1硫化特性不同硫化体系共混胶的硫化动力曲线见图1.由图1可看出,所选7种硫化体系对共混胶均起硫化作用,硫化趋势基本一致;双一2,5(配方7)硫化体系转矩值最小,这是由于实验采用的双一2,5硫化剂是液体,对胶料有一定的软化作用;其他硫化体系的转矩值较高,硫化平坦性较差,这是由共混胶固有性质决定的,2种橡胶的硫化机理不一致,且其中的一个组分对另一组分起到稀释作用,所以硫化过程缓慢,平坦性不好,需要较长硫化时间.图1不同硫化体系共混胶的硫化动力曲线1一TCHC;2一NA一22/S;3一TDD/NC;4一BIPB/TAIC;5TCY;6一DCP/TAIC;7一双一2.5/TAIC 们^厘留图2不同硫化体系的共混胶硫化特性参数图2是7种硫化体系对共混胶焦烧时间及正硫化时间的影响结果.从图2中可看出,各种硫化体系的t和t.规律相同,过氧化物硫化体系(配方4,配方6和配方7)的焦烧时间最长,均大于2rain,其他硫化体系的焦烧时间约在Imin,鲁冰雪等CM/CR共混胶硫化体系的研究l5TCHC(配方1)的焦烧时问最短,仅有50s.不同硫化体系对正硫化时间的影响较小,t.都在30min左右.噻唑类硫化体系与DCP硫化体系的正硫化时间相对较短.2.2门尼特性及力学性能共混胶100℃f1尼粘度值见图3.从图3中可看出,配方5的门尼粘度值最高,这是因为该配方胶料中所采用的TCY硫化剂能同时硫化氯化聚乙烯橡胶和氯丁橡胶l,TCY在2种橡胶相中生成了共交联键,导致共混胶门尼粘度值较高, 其他配方胶料的门尼粘度值相差不大.图3不同硫化体系共混胶的门尼粘度图4硫化体系对拉伸强度的影响图4是硫化体系对拉伸强度的影响结果.由图4可看出,硫化体系对拉伸强度的影响较大; TCHC硫化体系(配方1)的拉伸强度最大,说明其交联效果最好,交联密度较高,交联键在2种橡胶中分布比较均匀;NA一22(配方2)和噻唑类硫化体系(配方3)的拉伸强度也较大,而过氧化物和TCY的拉伸强度相对较低.^静塔圈5硫化体系对撕裂强度的影响图6硫化体系对拉断伸长率的影响图5是硫化体系对撕裂强度的影响结果.从图5可看出,噻唑类硫化体系(配方3)的撕裂强度最高,其次为NA一22和TCY硫化体系,其他硫化体系的撕裂强度相接近.硫化体系对拉断伸长率的影响结果见图6.由图6可知,双～2,5硫化体系的拉断伸长率最高,噻唑类的其次,TCHC(配方1)和NA一22/S(配方2)的拉断伸长率相当,过氧化物BIPB(配方4)和DCP(配方6)的拉断伸长率较低.硫化体系对硬度的影响见图7.由图7可知,7种硫化体系的硫化胶硬度相差不大,均在65 ～7O度之间.硫化体系对高温压缩永久变形的影响见图8.从图8可看出,BIPB(配方4),DCP (配方6)和TCY(配方5)硫化胶的压缩永久变形相对较小,说明抗压缩永久变形能力最好.这是特种橡胶制品第32卷第1期由于前两者为过氧化物硫化机理,产生的是C—C 交联键,而TCY硫化体系产生的是单硫键,这2种键型的压缩永久变形均较小.双一2,5硫化体系虽然也能生成C—C交联键,但共混胶硫化程度可能较差,因此压缩永久变形差.图7硫化体系对邵尔A硬度的影响图8硫化体系对压缩永久变形的影响2.3耐热老化性能和耐油性能7种硫化体系的硫化胶耐热老化性能测试结果见表2.从表2可看出,TCHC硫化体系(配方1)的耐热老化性能最差,强度下降很大;NA一22 硫化体系(配方2)和TDD/NC硫化体系(配方3) 的耐热老化性能接近,拉伸强度和拉断伸长率下降较小;TCY硫化体系(配方5)和过氧化物硫化体系(配方6和配方7)在热空气老化后拉伸强度非但没有下降,反而得到了不同程度地提高,其中以DCP(配方6)的硫化胶提高幅度最大,其次为TCY硫化体系(配方5),BIPB硫化体系(配方4)的耐热老化性能最好,老化后强度基本保持不变. 表27种共混胶耐热老化性能测试结果注:耐热老化条件100℃×72h.^祷畏谨^褥咖峰舞梭图9硫化体系对耐油体积变化率的影响图l0硫化体系对耐油质量变化率的影响共混胶在IRM903标准试验油中经100℃高温浸没72h后,测试其耐油体积变化率和耐油质量变化率,耐油性能测试结果见图9和图l0.由图9和图10可看出,7种硫化胶的耐油体积变化率和耐油质量变化率的变化规律基本一致,不同硫化体系的硫化胶耐油性能差异很大;DCP硫化体系(配方6)的耐油性能最佳,双一2,5硫化体系(配方7)耐油性能最差,耐油体积变化率和耐油质量变化率分别接近100和72.其他硫化体系的耐油性能差别不大.鲁冰雪等CM/CR共混胶硫化体系的研究2.4交联密度分析试验采用平衡溶胀法表征交联密度.该方法测试交联密度时不需较为昂贵的专用仪器,试样制备及测试方法相对简单.7种硫化胶交联密度测试结果见图1l.图ll硫化体系对交联密度的影响结合7种硫化胶力学性能和耐油老化性能及图11测试结果进行分析:配方1的交联程度最高,表明TCH(:硫化体系交联效果最好,硫化胶拉伸强度最高;配方5的交联程度位居其次,但该硫化胶的强度不是很高,分析其原因可能是TCY 虽能交联CM和CR,但有可能对这2种橡胶产生不同的硫化程度,交联键分布不均匀,因此其硫化胶交联网络承载不均,导致力学性能不佳;DCP是CM常用型有效硫化剂,配方6是其并用硫化体系,其硫化胶具有较高交联密度,因而耐油性能优异;配方7是双一2,5并用硫化体系,该硫化胶交联程度最小,因此拉断伸长率最高,这也解释了该硫化胶压缩永久变形最大的现象.与此同时,由于硫化胶交联程度低,橡胶分子问作用力减弱, 网络结构中自由体积增大,致使油类物质的分子更容易渗入,硫化胶耐油性能变差.3结论(1)7种硫化体系均能硫化CM/CR共混胶,硫化曲线平坦性均不好,硫化程度因硫化体系不同而不同.(2)TCHC硫化体系的硫化胶具有较好耐油性能,力学性能和适中门尼粘度,拉断伸长率及硬度;NA一22硫化体系的硫化胶力学性能虽然较好,但硬度和压缩永久变形高;噻唑类硫化体系的硫化胶硫化时间最短,力学性能良好,CM橡胶硫化速度过快,容易导致2种橡胶硫化速度不匹配,且该硫化剂价格昂贵,在国内尚未得到推广;过氧化物硫化体系的硫化胶力学性能不佳,但BIPB和DCP的压缩永久变形性能很好,DCP的耐油性最佳,双一2,5的压缩永久变形性能和耐油性能均最差;TCY硫化体系的硫化胶力学性能一般,门尼粘度很高,加工性能最差.(3)采用平衡溶胀法测试交联密度,测试结果与此前的性能测试结果有很大程度的相关性,是表征交联密度简单而有效的方法.参考文献:[1]刘爱堂.氯化聚乙烯(CM)的特性与配合[J].橡胶参考资料,2005,35(5):8—14.E2]陈尔凡,李鹏飞.橡胶型氯化聚乙烯的并用[J].合成橡胶工业,2009,32(1):58—61.[3]白文业,徐东国,谢忠麟.氯化聚乙烯橡胶的性能,加工和应用[J].特种橡胶制品,2002,23(1):22—28.[4]李敬武,揭卿,柯瑶瑶.CR/CPE阻燃耐油电缆护套的研究与应用[J].特种橡胶制品,1997,18(4):31—34.[5]吴道虎.电缆护套用CR/CPE共混胶料的研究[J].特种橡胶制品,1995,16(6):11—15.[6]谢遂志,刘登详,周明峦.橡胶工业手册,第一分册,修订版[M].北京:化学工业出版社,1998.[7]李昂.氯化聚乙烯橡胶(CM)的性能,加工与应用[J].特种橡胶制品,2003,24(1):57—59.[8]杜爱华,彭宗林,张勇.甲基丙烯酸镁增强EVM硫化胶的结构与性能[J].合成橡胶工业,2003,26(3):152～155.[9]高新文.橡胶型氯化聚乙烯与丁腈橡胶共混体系的研究及应用[D].青岛:青岛科技大学,2009.[10]邓华,罗权馄.硫化体系对氯丁橡胶硫化胶性能的影响[J].特种橡胶制品,2009,30(1):37～59.(下转第39页)>),迎投稿欢迎订阅欢迎刊登广告l一欢一彳A,A9AnA92011年王晓荣机车车辆用无卤低烟阻燃橡胶胶料的研制39 StudyonLowSmokeHalogen-freeflame..retardantRubberCompoundW ANGXiaotong(HunanHengyangCablesCo.Ltd.,Hengyang421008,China)Abstract:Iowsmokehalogen—freeflame—retardantcablesforlocomotivesweredevelopedthrough blendingthedifferentgradesofEV Aandusingperoxides(Peradox14)aseuringagent,TACas co—cu—ringagentandsilanetreatedaluminumhydroxideasflameretardant.Theresuhsshowedthatt heproductshadgooddielectricinsulatingproperties,physical—mechanicalproperties.oilresistanceandchemicalresistanceproperties.andmetGB/T12528——2008standards.Keywords:lowsmokehalogen-freeflameretardantblends;ethylene-vinylacetatecopolym er;locotive(上接第12页) EffectFactorsoftheCombustionPropertyofHalogen——freeFlame-retardantEPDMLJBo,ZHANGLi～qun.MAChen,TIANMing,LVQing,ZHUANGBeng.(1.BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029.China;2.JiangyinHaidaRubberandPlasticCo.Ltd..Wuxi214423.China)Abstract:Effectsofthetypesandcontentofinorganichydroxides,synergisticflameretardant s(redphosphorusandzincborate),carbonblackandplasticizingagent(paraffinoil)onthecom bustion characteristicofEPDMweresystematicallyresearchedbyusingConeCalorimeter,andtile morpholo—giesofcombustionproductswerealsoanalyzedtorevealtheirrolesoftheadditivesduringthec onl—bustionprocessofEPDM.TheresultsshowedthattheEPDM})lendsfilledwithalargeamoun tofhydrox—idesweresuitedtopreparethehalogen-freeflame-retardantblends;Thecarbon-formingbeh aviorofthe blendsduringthecombustionprocessandtheflameprooflaesscouldbedevelopedbyaddingr edphosphorusandzincborate,atthesametimethemoresmokewasproduced.Theflame—relardantpropertiesweredeve卜opedbyaddingcarbonblack.Theflameretardantwerenotdevelopedbyaddingtheplasticizin gagent.Keywords:Ethylene-propyleneterpolymer;hydroxide;hydrogen—freeflameresistance;flammability(上接第17页)StudyontheCuringSystemsofCM/CRBlends,,uBing—oTue.CHENXiu-xia.(QingdaoUniversityofScienceandLIULin—guo,ZHANGZhen—xiuTechnology,Qingdao266042,China)Abstract:EffectsofcuringsystemsonthepropertiesofCM/CRvulcanizatewereresearched. Tt1eresultsshowedthatCM/CRblendswereallcuredby7co—curingsystems.ThevulcanizatescuredbyTCHC/metaloxidehadthebestcomprehensiveproperty;themechanicalpropertyofvulcani zatecuredwithNA一22wasgood.Curingtimeofvulcanizatecuredbythiadiaxolecuringsystemwastheshortest amongallvulcanizates;TCYcocuringsystemhadthemediummechanicalpropertywhileits highMooneyviscosityw3snotfavorableforprocessing.Mechanicalpropertyofvulcanizatescur edbyper—oxidesystemswasworsecomparedwithotherco—curingsystems.Crosslinkingdensityobtainedbye—quilibriumswellingmethodhadcertaincorrelationwithmechanicalproperty. Keywords:CM;CR;curingsystem;mechanicalproperty;crosslinkdensity。
青岛科技大学橡胶配方设计期末考试复习题及参考答案(见后)
橡胶配方设计（C卷）（考生注意：答案写在答题纸上，写在试题纸上无效）一、选择题： (共5小题，含多项每题3分，共15分）1. 符合生产使用要求的质量配方称为。
A.基础配方B.性能配方C.实用配方D.生产配方2. 为了取得足够长的加工安全性，尽量选用和临界温度较的促进剂。
A.高B.低C.超速级D.迟效性3. 试为下列产品选择最佳的橡胶种类：浇铸轮胎、轿车子午胎胎侧胶、耐油胶管、防水卷材。
A. 丁腈橡胶NBRB. 三元乙丙橡胶EPDMC. 聚氨酯PUD. NR/EPDM/CIIR4. 未硫化橡胶加工性能的测试项目主要有混炼胶的流动性、均匀程度、、和应力松弛等。
A.门尼焦烧B.硬度C.回弹性D. 硫化特性5. 下列配方设计方法中属于多因素变量设计的是。
A. 黄金分割法B. 平分法C. 正交试验法D. 分批试验法二、判断题：（共10小题，每题2分，共20分）1. 加入适量的固马隆或酚醛树脂，能够提高硫化胶的拉伸强度。
（）2. 在正常范围内，硫化胶的定伸应力和硬度随着交联密度的增加先增大后降低。
（）3. 下列几种生胶的弹性高低关系为：NR＞SBR＞BR＞EPDM。
（）4. 不光滑路面的磨耗以卷曲、疲劳磨耗为主，而光滑路面上的磨耗以磨损磨耗为主。
（）5. 水封、油封等制品，通常采用适当的表面处理方法来进一步提高制品的耐磨性。
（）6. 混炼、压延时胶料的包辊性主要取决于混炼胶的强度、辊温和切变速率。
（）7. 不同硫黄硫化体系的抗硫化返原性由高到低的顺序为：EV＞SEV＞CV。
（）8. 填料的酸碱性会影响到胶料焦烧特性，通常碱性填料会延迟硫化。
（）9. 为提高硫化胶的弹性，应选用粒径小、结构度高的炭黑。
（）10. 含胶率高的胶料，弹性复原大，压延后胶片收缩大。
（）三、简答题：（共3小题，每题15分，共45分）1. 橡胶配方设计的特点有哪些？2. 影响硫化胶撕裂强度大小的因素有哪些？3. 试分析如何从配方设计上对挤出胀大现象进行改善？四、综合题（共1小题，共20分）1.某油封制品的配方如下表所示，该胶料的密度为 1.15g/cm3，试计算出胶料的含胶率、混炼胶的质量成本和体积成本？橡胶配方设计（C卷）一、选择题： (共5小题，每题3分，共15分）1. D2. D，A3. C，D，A，B4. A，D5. C二、判断题：（共10小题，每题2分，共20分）1-5. √√××√ 6-10. √√××√三、简答题：（共3小题，每题15分，共45分）1. 橡胶配方设计的特点有哪些？答案要点：1）橡胶配方设计是多因素的试验问题； 3分2）橡胶配方设计是水平数不等的试验问题； 3分3）橡胶配方中各种原材料之间的交互作用较多且强烈；3分4）工艺因素有时对橡胶配方设计其决定性作用； 2分5）橡胶配方设计中尽力排除实验误差； 2分6）配方经验规律与统计数学相结合。
学习与分享之二十六青岛科技大学高分子材料与工程学科橡塑材料与工程教育部重点实验室
学习与分享之二十六青岛科技大学高分子材料与工程学科橡塑
材料与工程教育部重点实验室
《液压气动与密封》编辑部
【期刊名称】《液压气动与密封》
【年(卷),期】2017(037)011
【摘要】#
【总页数】5页(P81-85)
【作者】《液压气动与密封》编辑部
【作者单位】#
【正文语种】中文
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仪器分析实验-青岛科技大学
[基本原理]
1、气路系统
气路系统是气相色谱仪中极为重要的部件。气路系统主要指载气连续运行的密闭管路，
包括连接管线、调节测量气流的各个部件以及汽化室、色谱柱、检测器等。使用氢焰检测器
时，还需引入辅助气体，如氢气、空气等。它们流经的管路也属于气路系统。
由高压钢瓶供给的载气，先经减压表使气体压力降至适当值，再经过净化管进入色谱仪。
13
第二章 光谱实验
14
实验六 芳香族化合物的紫外吸收光谱及溶剂效应
14
实验七 紫外差值光谱法测定废水中的微量酚
18
实验八 红外吸收光谱的测定及结构分析
20
实验九 火焰原子吸收光谱测定金属材料中的铜——工作曲线法
23
实验十 自来水钾钠钙镁元素定性定量分析——标准增量法
25
实验十一 石墨炉原子吸收法测定自来水及地表水铅含量
2
（6）以转子流量计上转子的高度为横坐标，以视体积流速为纵坐标，绘制转子流量计的校 正曲线，同时记录载气种类、柱温、室温、气压等参数。
（7）根据视体积流速，按下式可计算出实际体积流速
色谱仪上的稳压阀、压力表、调节阀、流量计等部件是用来调节、控制、测量载气的压力和
流速的。氢气、空气气路系统也分别装有相应的调节、控制、测量部件。
气路系统必须保持清洁、密闭，各调节、控制部件的性能必须正常可靠。
2、载气流速
载气流速是影响色谱分离的重要操作之一，必须经常测定。色谱仪上的转子流量计，用
以测量气体体积流速，但转子高度与流速并非简单的线性关系，且与介质有关。故需用皂膜
流量计加以校正。
（1）视体积流速（ F ′ CO）
用皂膜流量计在柱后直接测得的体积叫视体积流速。它不仅包括了载气流速，且包括了
青岛科技大学实用橡胶工艺.ppt
概 述
一、橡胶的分类 1.按来源与用途分 2.按外观形态分 3.按交联方式 4.按化学结构分类
1.按来源与用途分
天然橡胶
通用合成橡胶
合成橡胶 特种合成橡胶
2.按外观形态分
固体（块状及片状）橡胶—为目前工 业应用的主要品种 液体橡胶 粉末橡胶
3.按交联方式分 化学交联的传统橡胶
热塑性弹性体
4.按化学结构分
类型功能生胶及橡胶类似物基本材料主体硫化体系硫化剂促进剂起硫化作用活性剂防焦剂补强填充剂改善某些性能提高物机性能降低成本软化增塑剂改善加工操作性能防老剂改善提高质量延长使用寿命专用配合剂赋予特殊性能nr10035石蜡11凡士林促dm11陶土078zno60硬脂酸发泡剂h65矿油1535学习要求第一节天然橡胶第二节合成橡胶第三节其它形式橡胶品种第四节硫化胶粉和再生胶学习要求学习目的
第二节 合成橡胶（Synthetic Rubber）
一、合成橡胶的发展概况、命名及分类
合成橡胶是由各种单体经聚合反应或缩合 反应而制成的高弹性聚合物。
概念 发展概况 命名 分类
初期研究→甲基工业化时期 → 1940~1954年间的进展→工业化时期
趋于按原料单体组成来命名 如由丁二烯聚合的叫丁二 烯橡胶；由丁二烯和苯乙烯 分类趋于按其性能和用途可分为： 共聚的则叫丁苯橡胶。 ①通用合成橡胶：性能与NR 相近，物机 性能和加工性能较好。 ②特种合成橡胶：具有特殊性能
杜仲胶是我国一种野生天然高分子资源，它存 在于杜仲树的叶、皮、根中。杜仲胶和产于三 叶橡胶树的天然橡胶，化学成份相同，但分子 结构不同，杜仲胶为反式聚异戌二烯，天然橡 胶为顺式聚异戌二烯。在理论上，由于同种杜 仲胶分子，因硫化方式不同，既可呈现橡胶态 又可呈现不同的塑料态 ，根据此观点，有可 能在理论上深化对高分子材料分子结构和宏观 物理性能间关系的认识，并促进高分子理论的 发展。
橡胶及塑料加工工艺重点青岛科技大学
1、 高分子结构层次，构象、构型、构造结构层次：组成高分子不同尺寸的结构单元在空间的相对排列。
构型：指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
构象：是指分子中的原子或原子团由于C－C 单键内旋转而形成的空间排布(位置、形态)。
构造：单体键合成大分子链的几何形状 2、影响柔顺性的因素有哪些？并举例柔顺性： 高分子长链能够改变其构象的性质。
影响因素：内在因素(结构因素)主链结构：当主链中含C-O，C-N，Si-O 键时，柔顺性好。
含有孤立双键时，柔顺性好。
当主链中由共轭双键组成时，由于共轭双键因p 电子云重叠不能内旋转，因而柔顺性差，是刚性链。
如聚乙炔、聚苯：侧基(或取代基)：极性越小，作用力小，易旋转，柔顺性好；体积：越大，位阻越大，越不易旋转柔性差；数量：多，相互作用大，柔性差；位置：对称时，分子间距大，链间作用力小，柔顺性好。
其它结构因素(支化与交联, 分子链长度, 分子间作用力, 聚集态结构等)：支链，分子间距增加，分子间作用力降低，柔性好；交联，柔性差。
外界因素：温度, 外力及溶剂等；温度高，热运动愈大，内旋转愈自由，柔性好；外力：作用快，来不及运动，柔性差。
3、取向单元类型及特点。
取向单元分两类:链段取向和分子链取向。
链段取向:分子链的排列杂乱的, 链段沿外场方向平行排列;（高弹态下通过单键的内旋转造成链段运动来实现）。
分子链取向:整个分子链沿外场方向平行排列,链段不一定取向.（粘流态下通过链段的协同运动实现）。
4、取向和结晶的异同点相同：都与高分子有序性相关相异：取向态是一维或二维有序，结晶态是三维有序取向状态在热力学上是一种非平衡态；取向过程: 分子在外场作用下的有序化过程;解取向: 外场除去后，分子热运动又使分子重新回复无序化。
热力学上是一自发过程。
5、取向和结晶对制品性能的影响 取向对高聚物性能的影响取向方向的拉伸强度显著提高、材料呈现各向异性的特性（单轴拉伸）、热稳定性能得到相应提高。
橡胶Mooney_Rivlin模型中材料常数的确定
C30 ( I 1 - 3)
3
那么初始拉伸模量是 E = 6 ( C10 + C01 ) 或对 1 个 9 KG 可压缩材料 , E = 。 3K+ G 另外 , 还 有 几 种 快 速 有 效 的 方 法 来 获 取
Mooney2Rivlin 常数 ,而不必进行昂贵的测试或曲
( 6)
式中 , C10 , C20 , C30 均为 Rivlin 系数 ,可由单轴拉 伸试验来确定 。
- 应变曲线或应力 - 应变值 , 利用最小二乘法可
分析 ,必将推动非线性有限元模拟分析在橡胶制 品设计中的应用 ,为进一步优化产品设计 ,提高产 品质量打下坚实的基础 。
参考文献 :
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2008--2009青岛科技大学橡胶工厂设备试题与答案
一.1.橡胶塑炼是指把弹性生胶转变成为可塑状态的工艺加工过程；橡胶混炼是指将各种配合剂混入生胶中制成质量均匀的混炼胶的工艺过程。
2、在开炼机零部件设计中，一般是安全垫片的安全系数最小。
3、对开炼机制动装置的要求是：控制位置要适合操作人员的使用方便，要保证经常处于正常状态。
空运转制动后，前辊筒继续回转不得超过辊筒圆周的1/4。
4、开炼机功率消耗的特点是不均匀、功率大。
5、密炼机的混炼部分主要由转子、密炼室、密封装置等组成。
6、密炼机按转子端面形状不同可分为椭圆型、圆筒型、三角型密炼机。
7、密炼机转子的强制冷却形式主要有螺旋夹套式、开螺旋沟槽式、一般强制冷却。
8、由于从密炼机密炼室卸出的胶料是不规则的团状，通常采用开炼机或锥形双螺杆挤出压片机设备作为下辅机将其制成片状。
9、压延机辊筒挠度的补偿办法主要有以下三种中高度法、轴交叉法、反弯曲法。
10、胶料在压延机辊筒上接触点a与辊筒圆心的连线和两辊筒圆心连线的夹角称为接触角。
11.在实际设计制造中,压延机辊筒中高度曲线可以采用圆弧、椭圆、抛物线三种曲线近似补偿。
12、挤出机的挤压部分主要由机筒、螺杆、衬套、喂料装置等组成。
13、挤出机的螺杆常用的材料是38CrMoAlA。
14、挤出机的带强制喂料装置常用的有带旁压辊喂料装置和带推料器喂料装置两种。
15、钢丝帘布裁断机用于子午线轮胎帘布的裁断，根据其裁刀的不同其结构有铡刀式、圆盘刀－矩形刀、圆盘刀－圆盘刀三种。
16、轮胎成型机按成型鼓的轮廓不同可分为鼓式、半鼓式、芯轮式、半芯轮式成型机。
17、轮胎成型机的后压合装置的运动有三种径向、轴向、旋转。
18、轮胎三鼓式一次法成型机中的三个鼓分别是指带束层鼓、主成型鼓、胎体鼓。
19、用于轮胎定型硫化机的胶囊主要分为A型、B型、AB型、RIB型四种类型。
20.A型定型硫化机的胶囊操纵机构包括推顶器及夹具板和储囊筒及储囊筒升降机构两部分。
21、轮胎定型硫化机的蒸汽室主要有罐式蒸汽室、夹套式蒸汽室、热板式蒸汽室三种类型。
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实验七威廉姆可塑度
胶料的可塑性是指物体受外力作用而变形，当外力除去后，不能恢复原来形状的性质。
橡胶胶料在进行混炼、压延、压出和成型时，必须具备适当的可塑性。
一、试验目的
橡胶胶料在进行混炼、压延、压出和成型时，必须具备适当的可塑性。
因为胶料的可塑性直接关系到整个橡胶加工工艺过程和产品质量。
可塑度过大时，胶料不易塑炼，压延时胶料粘辊，胶料黏着力降低；可塑度过小时，胶料混炼不均匀，且收缩力大，模压时制品表面粗糙，边角不整齐。
因此，加料在加工前必须测定并控制胶料的粘度，以保证加工的顺利进行。
二、实验设备及测试原理
可塑性测定仪可分为压缩型、转动型和压出型三大类。
威廉氏可塑计、快速塑性计和德弗塑性计属压缩型。
这类塑性计结构简单，操作简易，适用于工厂控制生产用。
威廉氏可塑性是指试样在外力作用下产生压缩变形的大小和除去外力后保持变形的能力。
威廉氏可塑计是至今仍为广泛应用的较早期的可塑计。
它可以测定生胶或胶料的可塑性，还可以在测定回复值时同时测出橡胶的弹性。
威廉氏可塑计至今仍保持在美国的标准之中。
威廉氏可塑计的结构如图7-1所示，可塑计的负荷由上压板与重锤等组成，压铊可作上下移动，其总重为49+0.0049N（5+0.005Kg），在支架上装有百分表，分度为0.01mm，可塑计垂直装在恒温箱内的架子上，离箱底不少于60mm，重锤温度可调节为70+1℃和100+1℃。
重锤的温度有温度计读出。
图7-1 威廉氏可塑度计
试样置于重锤与平板之间，压缩变形量由百分表指示。
按标准规定，威廉氏可塑性测定采用直径为16+0.5mm，高为10+0.3mm的圆柱形试样。
为防止发粘，试样上下可各垫一层玻璃纸。
实验时，先将试样预热3分钟，测量在负荷作用下的高度，然后去掉负荷，取出试样在室温下放至3分钟，测量恢复后的高度。
试样结果计算：
可塑性 1
020h h h h R S P +-=
⨯=
软性 1010h h h h S +-=
还原性 1
020h h h h R --=
弹性复原性 R ’=h 2-h 1 式中：h 0----试样原高，mm
h 1----试样经负荷作用3分钟的试样高度，mm
h 2-----除去负荷，在室温下恢复3分钟的试样高度，mm
假设物质为绝对流体，则h 1=h 2=0,故P=1；假设物质为绝对弹性体，则h 2=h 0， 故P=0。
由此可知，用威廉氏可塑计测得的可速度是0～1之间的无名数；从0到1，则表示可塑性是增加的。
数值越大，胶料越柔软。
三、试样制备
1、试样直径为15.0+0.5mm ，高为10.00+0.25mm 的圆柱样。
2、胶片加工后，在24小时内用专用的裁片机裁出标准试样。
3、试样不得有气孔，杂质及机械损伤等缺陷。
四、试验步骤
1、调节恒温箱温度，保持在70+1℃，用厚度计测量室温下试样的原始高度h0（精确到0.01mm ）。
2、将测过高度的试样放入恒温箱内仪器的底座上，在70+1℃下预热3分钟。
3、将预热好的试样放在上、下压板之间的中心位置上（为防止试样粘压板，可预先在试样两工作面上个贴一层玻璃纸。
计算结果时应将玻璃纸厚除去）。
轻轻放下负荷加压，同时预热第二个试样。
4、加压3分钟后，立即读出试样在负荷作用下的高度h1。
5、去掉负荷，取出试样，在室温下放置3分钟，测量恢复后的高度h2（精确到0.01mm ）。
6、可塑度按下述公式计算，每个试样数量不少于2个，取算术平均值，允许偏差为+0.02。
结果精确到0.01。
P=(h0-h2)/ (h0+h1) h0----试样原高，mm
h1----试样经负荷作用3分钟的试样高度，mm
h2-----除去负荷，在室温下恢复3分钟的试样高度，mm
五、结果表示
试验可测得h0、h1、h2再根据公式即可求出可塑度。
可塑度的计算公式为：
P=(h0-h2)/ (h0+h1)
其中：h0----试样原高，mm
h1----试样经负荷作用3分钟的试样高度，mm
h2-----除去负荷，在室温下恢复3分钟的试样高度，mm
六、应用举例
用密炼机塑炼，在转子转速、压力、一定的条件下，通过不同的塑炼时间，来观察可塑度的变化。
由表1可以看出，生胶的可塑度随塑炼时间的增加而增大。
表1 塑炼时间对可塑度的影响
NR塑炼时间(Min) 可塑度门尼粘度胶温（℃）电流(A) 压力(Mpa) 转速（RPM）
3 0.21 90 50-101 8-48 5.8 40
6 0.265 75 50-102 8-41 5.8 41
9 0.345 70 50-100 8-31 5.8 41
12 0.417 68 52-89 8-27 5.8 41
七、影响因素
（一）密炼机塑炼的影响因素
（1）温度
密炼机塑炼中，塑炼效果随温度的升高而升高，但过高会导致橡胶物理机械性能的下降。
天然胶塑炼时的温度一般以不超过155℃为宜。
（2）转速
塑炼胶可塑度随转子转速的增加而增大。
（3）容量
容量过小，生胶会在密炼室内打滚，不能获得有效塑炼；容量过大，会使设备超负荷运转，损伤机器。
一般装胶容量为121～157Kg.
（4）压力
塑炼效果在一定范围内虽压力增加而增大。
压力一般在0.5Mpa以上。
（5）塑解剂
在密炼机中使用塑解剂时，温度最为重要。
因为温度升高对塑解剂有促进作用。
一般采用温度为150℃左右。
高温塑炼常用塑解剂：硫酚、硫酚锌盐、二硫化物（及其锌盐）和胺类化合物等。
塑炼胶的可塑度随塑解剂用量增加而增大。
（二）开炼机塑炼的影响因素
（1）装胶容量：装胶容量取决于开炼机的规格，容量大，散热困难，胶温升高，降低塑炼效果；容量过小则降低生产效率。
（2）辊距：辊距越小，胶料受到的剪切力越大，机械塑炼效果越明显。
薄通时实际使用辊距一般为0.5mm～1mm。
（3）辊速和速比：辊距一定，提高开炼机的辊速或速比会增大胶料的机械剪切作用，从而提高机械塑炼效果。
开炼机的速比一般在1.15～1.27之间。
速比过大，升温加快。
（4）辊温：辊温低，塑炼效果好。
辊温过低容易造成设备超负荷而受到损害。
塑炼温度与生胶胶种有关，NR通常控制辊温在45～55℃
（5）塑炼时间：随塑炼时间的增加，胶料的可塑度值提高。
在塑炼过程的最初10～15min，胶料的门尼粘度迅速降低，此后渐趋缓慢。
（6）化学塑解剂：使用塑解剂能提高塑炼效果，缩短塑炼时间，减小弹性复原。
使用化学塑解剂时，适当提高温度会提高塑炼效果，塑炼温度一般以70～75℃为宜。
塑解剂的用量在NR中一般为生胶重量的0.1～0.５%，合成橡胶用量则应多一些。
可塑度的测定参照GB/T12828-91
思考题：
1.可塑度的测定目的和原理。
2.可塑度数值大小对加工性能的影响。
3.可塑度的表示方法。
4.测定可塑度的影响因素。