橡胶基础知识培训课件
橡胶产品基本知识
批（17种）……….
◎配方试验结果
★拉伸性能 两配方均达标，优选配方的拉伸强度明显提高。
优选配方
原配方 技术指标
邵尔A型硬度，度
36
36
30～38
拉伸强度，MPa
拉断伸长率，%
753
727
≥ 500
★环境加速试验 — 原配方的耐酸碱性和耐热老化性与技术指标有差
该产品安装在洗衣机视窗上，为浅色密封圈，硬度很低
（邵尔A型硬度要求耐酸30~38度），耐酸性和碱性洗涤
液，耐热，颜色均匀且耐紫外线变色，耐水，有较好的耐
磨、屈挠和耐久性……..
视窗
门封
◎ 原材料选择
○ 生胶
☆ 根据各种橡胶的特性，选用三元乙丙橡胶是合理的。
☆ 低硬度胶料必须加入大量的软化剂（油），无法炼胶操作。需要使用充
● 再生胶 、 胶粉
2.2 特性 （已复印编写的《各种橡胶性能一览表》发给大家，供工 作中参考，下面对有关品种简介）
● 天然橡胶 ◎橡胶树 →割胶→ 胶乳 →凝固→加工→胶片 ◎ 优点：强度高、弹性好、
耐磨、耐疲劳、耐寒、工艺 性能好…..
缺点：耐热不高、不耐 油、耐老化（臭氧、热、 氧、天候）差….. ◎应用：最广泛。轮胎、 胶管胶带、胶鞋、减震
○软化体系
☆乙丙橡胶首选石蜡油。虽然充油乙丙橡胶4551A中含有50%重量的 油，但为了达到30-40度胶料硬度，还要再补充添加石蜡油。
☆美国和国产克拉玛依高压加氢石蜡油，符合门封胶料物性和加工的 要求，而且环保符合欧盟法规。
○其他助剂
包括着色剂、加工助剂、酸碱度调节剂、脱模剂等都要认真选用
橡胶基础知识
橡胶基础知识橡胶是一种天然或合成材料，具有各种特殊性质，因此被广泛用于各种领域。
它具有弹性，抗腐蚀性，耐磨损性，抗折断性和压缩性等性质。
在汽车工业、医药工业、建筑业等多个领域中，橡胶都有非常广泛的应用。
橡胶的基本结构橡胶的基本结构是由聚合而成的长链分子。
在聚合反应中，化学物质将分子结合在一起，形成高分子量聚合物。
聚合物的不同项目之间的结构有所不同，导致聚合物性质的显著变化。
橡胶的聚合物是由多个单体结构组成的，这个单体结构与橡胶的性质有关。
橡胶的天然来源橡胶的自然来源是橡胶树。
橡胶树的一种叫做毒蓖树，其种子中富含乳白色的液体，名为乳汁。
这种乳汁可以被提炼成天然橡胶。
天然橡胶是一种极富弹性的材料，它可以被拉伸和挤压，恢复原始形状和大小，而不会失去其物理性质。
橡胶的合成来源人造橡胶是通过化学合成而制成的。
它由石油或天然气聚合生成的聚合物组成。
合成橡胶可以被制成各种类型，以适应不同的应用领域。
不同种类的橡胶1. 天然橡胶天然橡胶是通过从橡胶树的乳汁中提取制得的。
这种橡胶具有很高的弹性，弯曲和扭曲性能，但其机械性能很低，不能经受高温和高压。
2. 丁基橡胶丁基橡胶是一种合成橡胶，具有很好的抗温性和耐油性能。
因此，这种橡胶通常用于机械密封和管道密封等高温和高压环境。
3. 丁腈橡胶丁腈橡胶具有良好的耐油和抗性能，可以在低温环境环境下表现出色。
4. 氟橡胶氟橡胶是一种用于温度范围较广的高性能橡胶。
它具有良好的耐化学性，耐高温性和耐油性能，因此经常应用于制造高性能密封件和管道。
5. 氯丁橡胶氯丁橡胶通常用于制造工业密封件和橡胶板。
由于它的耐化学性和耐油性能较高，可以在苛刻的环境和化学物质下工作。
6. 丙烯酸酯橡胶丙烯酸酯橡胶通常用于制造长寿命和高强度的橡胶制品。
它具有良好的抗切割性和高弹性，因此经常用于制造轮胎和其他高重负荷的制品。
总之，橡胶是用于各个领域的关键材料。
了解橡胶的基本知识对于正确使用橡胶及其性能的确定均是非常重要的。
橡胶知识培训课件(PPT 61页)
特种橡胶
硅橡胶（VMQ） 氟橡胶（FKM）
丙烯酸酯橡胶（ACMAEM） 氯醚（醇）橡胶（CO/ECO）
氯化聚乙烯（CM） 氯磺化聚乙烯（CSM) 氢化丁腈橡胶（HNBR） 聚氨酯橡胶（AU、EU）
生胶的基本特性
4活性剂 （1）活性剂的作用：使促进剂反应加速 （2）活性剂种类：主要就是氧化锌(ZnO)氧 化镁(MgO)和硬脂酸等 5.防焦剂 （1）防焦剂的作用：凡少量添加到胶料中 即能防止或迟缓胶料在硫化前的加工和 储存过程中发生早期硫化（焦烧）现象的物 质 （2）a有机酸类，水杨酸（邻羟基苯酸）。
b 含硝基化合物 N-亚硝基二苯胺（防 焦剂NA或NDPA 常用防焦剂：PVI(或CTP)
4.异戊橡 胶（IR）
是由异戊二 烯单体聚合 而成的一种 R 顺式结构橡 胶。
化学组成、立体结构与天然橡胶
相似，性能也非常接近天然橡胶，
故有合成天然橡胶之称。它具有
天然橡胶的大部分优点，耐老化 优于天然橡胶，弹性和强力比天 然橡胶稍低，加工性能差，成本 较高。使用温度范围：约-50～ +100℃。
可代替天然橡胶制作 轮胎、胶鞋、胶管、 胶带以及其它通用制 品。
主要用于制造各种耐 油制品，如胶管、 密封制品等。
缘性不好，耐极性溶剂性能
也较差。使用温度范围：约-
30～+125℃。
8.氢化丁腈橡胶 （HNBR）
它是通过全部或部分氢化NBR的
丁二烯中的双键而得到的。
其特点是机械强度和耐磨性
高，用过氧化物交联时耐热
丁二烯和丙
性比NBR好，其它性能与丁
烯腈的 M
橡胶基础知识
4.老化现象：如金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因为 环境条件的变化而产生老化现象，使性能变坏，寿命下降。
5.必须进行硫化才能使用，热塑性弹性体除外。
6.必须加入配合剂。
其它如比重小、硬度低、柔软性好、气密性好等特点， 都属于橡胶的宝贵性能。
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Polymer Materials
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Polymer Materials
3．国内橡胶工业的发展概况
我国从1904年开始在雷州半岛等地种植NR，50年代将橡胶树北移种 植成功，并在云南、广西等地大面积种植，现在，我国NR产量占世界第 四位。
1915年，在广州建立第一个橡胶加工厂—广州兄弟创制树胶公司，生产鞋底 1919年，在上海建立清和橡皮工厂
1）塑炼：降低生胶的分子量，增加塑性，提高可加工性。
2）混炼：使配方中各个组分混合均匀，制成混炼胶。
3）压延：混炼胶或与纺织物、钢丝等骨架材料通过压片、压型、贴合、 擦胶、贴胶等操作制成一定规格的半成品的过程。
4）压出：混炼胶通过口型压出各种断面的半成品的过程，如内胎、胎面、 胎侧、胶管等。
5）硫化：橡胶加工的最后一道工序，通过一定的温度、压力和时间后， 使橡胶大分子发生化学反应产生交联的过程。
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Polymer Materials
我国橡胶工业从50年代后开始飞速发展，逐渐形成了以上海的正泰、 大中华，青岛的橡胶二厂，黑龙江的桦林橡胶厂为中心的橡胶工业 格局号称橡胶界的四大家族。其中正泰、大中华生产胶鞋、胶带， 胶二和桦林生产轮胎。到1990年止，全国县级以上的橡胶企业就有 1000多家，产值180亿元，约占全国工业总产值的1.5%,约占化工工 业总产值的25%。90年代，我国橡胶工业得到了蓬勃发展，个体、 私营橡胶企业如雨后春笋般发展起来，仅山东省大小橡胶企业就有 1000多家，青岛市有几百家，96年以后由于受气候等因素的影响， 世界NR的产量锐减，致使NR的价格飞涨，橡胶工业的发展受到一 定程度的影响，但在国内工业总产值、化工工业总产值中仍然占有 相当比重。橡胶企业主要集中在北京、上海、山东、沈阳、贵阳、 重庆、牡丹江等地。我院为我国橡胶工业的发展作出了突出贡献， 为橡胶工业培养了近万名人才，许多毕业生已成为各个橡胶企业的 负责人和骨干技术人员。
橡胶基础知识讲义课件
第一章概论一、橡胶的作用橡胶是一种高分子弹性体，是重要的战略物资和经济物质。
橡胶与国民经济及人民生活密切相关，对我国农业、工业、国防、科学技术、交通运输、人民生活都起着极为重要的作用。
二、橡胶工业发展史人类使用橡胶已有二百多年历史。
1770年，人们开始用橡胶树上自然凝固的橡胶来制造文具橡皮等。
1823年在英国建立了世界上第一个橡胶工厂，它将橡胶溶于有机溶剂中，然后涂在布上，生产发防水胶布。
1826年汉考克（Hancock）发现橡胶反复通过两个转动圆筒的缝隙后，弹性下降，易于加工，从而诞生了专用橡胶设备，为现代橡胶加工方法奠定了基础。
直到1839年美国科学家固特异（Goodyear）发现了橡胶可用硫黄硫化方法改善其强度、弹性及耐温性后，橡胶才真正进入工业化生产阶段，开辟了橡胶制品广泛应用的前景。
1880年邓录普（Dunlop）发明了充气轮胎，利用橡胶制造轮胎，使橡胶制品从雨衣、雨鞋等日常用品转入以轮胎、胶带等工业用品为主，使橡胶工业突飞猛进地发展起来。
我国橡胶工业仅有几十年的历史，1917年萌芽于XX，建立起第一个小型橡胶厂，以后相继在XX、XX、XX等地建立起小型橡胶工厂。
经过几十年的发展，到今天橡胶工业已成为我国化学工业的重要组成部分，橡胶消耗量居世界首位，产品品种已达到四万种以上，是世界上橡胶制品的生产大国。
三、橡胶制品的分类橡胶制品通常分五大类，即轮胎、管带、工业用品、胶鞋及其他（文化、医疗卫生、日常用品等）。
四、橡胶制品生产基本工艺高弹性是橡胶特有的性质，这种高弹性增加了产品制造的困难，生胶需要经过加工，才能制成各种各样的制品。
同时，单纯的橡胶，其性能是不十分完善的，为了提高制品的使用性能，改善加工性能，节约生胶，降低成本，必须在生胶中加入各种配合剂。
其胶料的组成，可概括五个体系。
主体材料：生胶、橡胶代用品硫化体系：硫化剂、促进剂、活性剂、防焦剂补强及填充体系：补强剂、填充剂增塑及软化体系：增塑剂、塑解剂、软化剂防护体系；化学防老剂、物理防老剂其他性能体系：着色剂、发泡剂、芳香剂、其他专用配合剂橡胶制品生产的基本工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化六个基本工序，如图所示。
橡胶的基础知识
橡胶的基础知识1、关于橡胶硫化橡胶根据橡胶原料和配合剂的种类、配比以及生产工艺的不同，会有很大的区别。
根据各种实际使用要求，橡胶的种类和配合剂的选择是非常重要的。
比如汽车轮胎需要高强度、耐屈服、耐磨耗；油封件需要耐油、耐热；内胎需要耐气体透过性能，等等。
决定硫化橡胶特性的主要因素是橡胶原料。
当然为了得到橡胶弹性的硫化剂、其他的辅助剂、软化剂、防老化剂等，也是影响橡胶特性的因素。
但是充分理解橡胶原料的特征是最重要的。
通过硫磺或其他架桥剂，橡胶分子之间互相结合形成立体的纲目结构，一般称之为硫化或架桥。
通过这种硫化/架桥，橡胶产生了弹性。
生胶料硫化橡胶2、橡胶的配合剂·硫化剂硫磺、过氧化物、etc ·硫化促进剂M、DM、CZ、TS、TT ·硫化促进助剂ZnO、硬脂酸、etc ·防老化剂·辅助剂碳黑、硅石、etc ·填充剂碳酸钙、etc ·软化剂、可塑剂·粘着剂·加工助剂·其他3、硫化橡胶的物理性能·基本物理性能拉伸强度（T B）伸长率（EB）拉伸应力（M100、M300）抗撕裂强度（TR）硬度（HS）·耐久寿命的性能老化性能（TB、EB等的保持率）压缩永久变形（C-set）·受环境影响的性能低温性能耐油性（浸泡试验）耐药品性（浸泡试验）·特殊性能粘着力（剥离试验）·其他4、橡胶的种类5、橡胶的特性1）NR天然橡胶、IR异戊橡胶优点·由于是纯橡胶，机械强度良好·橡胶弹性很大、作动时发热小·润滑性能优·抗撕裂强度是各种橡胶中最大的·耐寒性良好缺点·耐油性很差·与其他通用合成橡胶相比，耐磨耗性差·耐热老化性不够2）SBR丁苯橡胶优点·在通用橡胶中，有耐油性等少许优点·相比NR，耐热性、耐老化性、耐磨耗性优缺点·耐寒性是通用橡胶中最差的·橡胶弹性有点低、作动发热大·相比NR，撕裂强度低3）BR顺丁橡胶优点·橡胶弹性是各种原胶料中最大的·耐磨耗性优·耐寒性优缺点·抗撕裂强度低、容易产生碎屑·相比NR、SBR，机械强度低4）CR氯丁橡胶优点·难燃、粘着性能优·有着与NR相近的弹性·耐候性、耐氧性、耐热性比普通橡胶优·纯胶料时也具备充分的机械强度缺点·耐寒性差·耐水性、电气绝缘性差5）NBR丁晴橡胶优点·耐油性极优是具有代表性的耐油性合成橡胶·机械强度优缺点·耐寒性差·耐氧性差·对极性溶剂的耐溶剂性差6）EPDM乙丙橡胶优点·耐候性、耐氧性、耐热性非常好·耐药品性很好、对极性溶剂的耐溶剂性也好·耐寒性、耐水性、电气特性优缺点·耐油性同NR，很差·作动发热有点大·抗撕裂强度稍差7）IIR丁基橡胶优点·耐气体透过性能特别好·耐候性、耐氧性、耐热性优·反弹性是橡胶中最小的，冲击吸收特性优·耐水性、耐药品性优·电气绝缘性优缺点·橡胶弹性不够，耐磨耗性差·相比EPM、EPDM，耐热性、耐氧性差8）CSM氯磺化聚乙烯橡胶优点·有着与EPDM相同的耐氧性、耐热性·有着与EPDM相近的耐药品性·与CR相近的中等程度的耐油性·电气绝缘性稍优缺点·具有塑料的特性、物理性能的温度依存性较大·压缩永久变形大9）U尿烷橡胶优点·可以制造从软质到硬质海绵、从软质到硬质橡胶·耐磨耗性、机械特性优·耐油性、耐氧性优缺点·耐湿热性差·有加水分解性，耐水性、耐药品性差·作动发热会储留在内部10）Q硅酮橡胶优点·耐寒性、耐热性极优是从高温（约230℃）到低温（约-60℃）唯一能使用的橡胶·耐溶剂性、耐氧性、耐候性优缺点·高温饱和水蒸气下会发生分解重合、发生劣化·价格高·机械强度低、特别是抗撕裂强度差·强酸、强碱下弱11）FKM氟橡胶优点·耐热性和硅酮胶相同，非常好·耐油性、耐化学药品性极优·对含有芳香族、脂肪族、卤化物的，有特别好的耐溶剂性·有难燃型，耐气体透过性与IIR相同缺点·价格比同类特殊橡胶高出一截·强碱下很弱·在含有低分子量的醚、脂、酮类下较弱·耐寒性差6、橡胶的耐油性、耐药品性1）耐油性一般耐油性比较好的是FKM、NBR、多硫化橡胶等，显著较差的是NR、IR、SBR、BR、IIR、EPDM等，CR、CSM、丙烯橡胶、尿烷橡胶则属于中间位置。
橡胶基础知识
橡胶基础知识橡胶是一种不断发展的工程材料。
从自然橡胶发展到合成橡胶，再到高分子弹性体，橡胶的种类越来越多，应用范围也越来越广。
橡胶的定义是一种高分子化合物，具有高度的可拉伸性和可回弹性。
橡胶在应用中广泛地使用在密封、减震、气垫、橡胶软管、轮胎、橡胶地垫、橡胶管道、橡胶破碎机橡胶零件等方面。
其中，汽车轮胎、皮革、印刷墨汁、自行车胎和人造橡胶等应用最为广泛的橡胶产品。
橡胶的分类有两种，一种是天然橡胶，另一种是合成橡胶。
天然橡胶是由橡胶树中的乳液提取而来，是一种高分子有机成分，其中又包含了约98%的高分子碳水化合物及少量的蛋白质、油脂和灰分。
而合成橡胶则是通过人工合成的高分子化合物，具有与天然橡胶相似的性质，但是比天然橡胶优良的特性是合成橡胶的种类和特性更灵活，可以根据需要进行改良和提高，不仅能适用于不同的业务领域，而且具有更广泛的市场需求。
关于橡胶的物理性质，其品质与物水的机械性能、耐热性和抗老化性能有关。
而橡胶的化学性能则和各类有机溶剂、硝酸、氢氧化物等有关。
一般来说，橡胶的耐候性能、抗紫外线、抗氧化、抗臭氧、耐酸碱性较大程度上取决于其化学构成，这个特性对长期使用的橡胶制品具有非常重要的意义。
橡胶由于其高分子化学构成，具有许多特殊性质，如在变形时可以恢复原来的形状，也可以随变形而变形，在机械应力作用下表现出接近弹性的性质。
橡胶还具有非常高的抗寒性，因为在低温下还可以保持较大的伸长量。
此外，橡胶也具有耐化学腐蚀和耐高温性的特点，使得他们在航空、飞行器和汽车等领域得到了广泛的应用。
关于橡胶的加工过程，橡胶一般不适用于单独作为材料来应用，需要经过一定的加工过程后才能使用到它的全部优良特性。
橡胶加工主要包括几个过程，如混炼、成型、硫化和后处理等。
其中混炼是指将橡胶与其他添加剂（如填料和增塑剂）混合在一起，使之成为胶体。
橡胶经过混炼之后，可以被用于成型，如挤出成型、压缩成型、注射成型等，使之成为所需要的产品，而硫化过程则是将成型后的橡胶制品加热，在硫化质量控制下使其形成三维网络结构，这个过程使得橡胶制品具有出色的耐用性和抗热性。
橡胶分析基础知识
洁，避免包装破损和杂物混入，敞车运输要盖防雨布。本
产品保质期为两年。
橡胶分析基础知识
橡胶加工工艺
基本过程包括塑炼、混炼、压延或挤出、 成型和硫化等基本工序，每个工序针对制 品有不同的要求，分别配合以若干辅助操 作。为了能将各种所需的配合剂加入橡胶 中，生胶首先需经过塑炼提高其塑性；然 后通过混炼将炭黑及各种橡胶助剂与橡胶 均匀混合成胶料；胶料经过压出制成一定 形状坯料；再使其与经过压延挂胶或涂胶 的纺织材料（或与金属材料）组合在一起 成型为半成品；最后经过硫化又将具有塑 性的半成品制成高弹性的最终产品。
橡胶分析基础知识
合成橡胶在国民经济中地位与作用
汽车用的非轮胎橡胶制品包括胶管、胶带、 密封减振构件、防尘罩、挡泥板等，占汽 车用胶总量的30% ～40%。每辆汽车用的橡 胶配件有300 ～500个，质量可达数十千克， 其产值占汽车部件总产值的6%左右。这些 橡胶制品对面耐热、耐油、耐老化以及表 观性能的要求越来越高，从整个历史趋势 看，合成橡胶的使用比例越来越高。
磨性﹑耐自然老化性﹑耐水性﹑气密性等却优于天然橡胶，因此是一
种综合性能较好的橡胶。丁苯橡胶是橡胶工业的骨干产品，它是合成
橡胶第一大品种，综合性能良好，价格低，在多数场合可代替天然橡
胶使用，主要用于轮胎工业，汽车部件、胶管、胶带、胶鞋、电线电
缆以及其它橡胶制品。
橡胶分析基础知识
丁苯橡胶
产品描述:
英文名 Emulsion-polymerized styrene butadiene rubber
橡胶分析基础知识
丁苯橡胶的世界消费现状
2003年，丁苯橡胶的消费量占合成橡胶的 40%，而在丁苯橡胶中，溶聚丁苯橡胶占 18%，乳聚丁苯橡胶占82%。
橡胶基础知识培训课件
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• 4.压出（挤出）成型
• 一般所说的挤出, 多指螺杆式挤出。挤出 机由输送胶料的螺杆和控制半成品规格尺 寸及几何形状的口型组成。根据口型的形 状可挤出管状、棒状、片状和断面形状复 杂的异形橡胶制品, 而有时还可用于电线 等橡胶包覆金属挤出和异种胶料复合挤出 等。
•丁基橡胶（IIR）
•氟橡胶（FKM） • 饱和极性橡胶 •丙稀酸酯橡胶（ACM）
•氯磺化聚乙烯（CSM）
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•杂链橡胶 •硅橡胶（MVQ） •聚硫橡胶（T）
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• 3.按形态分类
•固体橡胶
•按形态分类 •液体橡胶
•粉末橡胶
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• 4.按交联方式分类 •化学交联的传统橡胶
• 上述各配合体系中，进一步细分还会 有许多品种及类别，且各自的机理不 同。另外随着橡胶工业的发展，各种 加工助剂及功能材料应用越来越广泛， 诸如塑解剂、分散剂、增粘剂、着色 剂、发泡剂、隔离剂和阻燃剂等。
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四、橡胶的加工
• 对于一般的橡胶，不论做什么制品均必 须经过炼胶和硫化两个加工过程。
•热塑性弹性体
•热塑性弹性体(TPE) 是常温下表现出硫化 橡胶性能, 而在高温下可进行塑化, 且可用 塑料加工机械进行成型的高分子材料。
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三、橡胶的配合
• 橡胶的配合是指：根据成品的性能 要求，考虑加工工艺性能的要求和 成本诸因素，把生胶和各种配合剂 组合在一起的过程。
• N550 (FEF) 42nm
俗称:快压出炭黑 ;平均粒径
橡胶的分子量及分子量分布、橡胶的特点(橡胶基础知识一)
橡胶的分子量及分子量分布、橡胶的特点（橡胶基础知识一）1、橡胶的分子量及分子量分布。
橡胶是一种高弹性的高分子化合物（分子量一般在10万以上）,因而具有其它材料所没有的高弹性.因而也称为弹性体。
橡胶的许多性质随分子量的增加而变化。
（1）含有大量低分子量组分的橡胶，具有较低的软化点，在软化状态时有较高的塑性。
（2）高分子量组分占多数的橡胶，则具有较高的强度、韧性和弹性，软化点也较高，但塑性较小。
（3）分子量较高而分布又很窄的橡胶，虽然强度等性能较高，但炼胶、成型等工艺加工困难，且加工能耗大。
2、橡胶的特点。
（1）高弹性：橡胶的弹性模量小，一般在1～9.8MPa。
伸长变形大，伸长率可高达1000%，仍表现有可恢复的特性，并能在很宽的温度（-50～150℃）范围内保持有弹性。
（2）粘弹性：橡胶是粘弹性体。
由于大分子间作用力的存在，使橡胶受外力作用。
产生形变时受时间、温度等条件的影响，表现有明显的应力松驰和蠕变现象。
（3）缓冲减震作用：橡胶对声音及振动和传播有缓和作用，可利用这一特点来防除噪音和振动。
（4）电绝缘性：橡胶和塑料一样是电绝缘材料，天然橡胶和丁基橡胶和体积电阻率可达到1015Ωcm以上。
（5）温度依赖性：高分子材料一般都受温度影响。
橡胶在低温时处于玻璃态变硬变脆，在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至燃烧。
（6）具有老化现象：如同金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因环境条件的变化而发生老化，使性能变坏，使寿命缩短。
（7）必须硫化：橡胶必须加入硫黄或其它能使橡胶硫化（或称交联）的物质，使橡胶大分子交联成空间网状结构，才能得到具有使用价值的橡胶制品。
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• 4.压出（挤出）成型 • 一般所说的挤出, 多指螺杆式挤出。挤出 机由输送胶料的螺杆和控制半成品规格尺 寸及几何形状的口型组成。根据口型的形 状可挤出管状、棒状、片状和断面形状复 杂的异形橡胶制品, 而有时还可用于电线 等橡胶包覆金属挤出和异种胶料复合挤出 等。
• 1.螺杆; 2.胶料; 3.供料辊; 4.调温夹套; 5.机筒; 6.凹槽; • 7.驱动部, 稳定转速; 8.供料段, 与壁面、螺杆摩擦吃入 胶料; 9.压缩段, 减少流道断面, 以增大内压和生热塑化; 10.混合段, 由于流道分开产生了紊流, 促进混合, 以便均 匀塑化; 11.计量段, 使胶料层流化, 以便稳定挤出量; 12. 挤出机头, 控制流道形状, 以便于胶料流变化和整流; 13. 口型, 控制松驰; 决定挤出形状
• 5.硫化 • 硫化是橡胶加工的最后一道工序，在一定的 温度压力和时间的作用下，橡胶大分子发生 化学反应形成交联的工艺过程。
• 硫化三要素：时间、温度、压力. • （1）硫化温度和时间 • 温度是硫化反应的最基本条件，对于某一种胶 料，当硫化温度被选定后，就存在一可使硫化 胶具有最佳性能的时间，称为工程正硫化时间。 硫化温度高，硫化速度快，生产效率高；反之 生产效率低。硫化温度的高低，决定于胶料的 配方，主要决定于胶种和硫化体系。高温，易 引起橡胶分子链的裂解，最终导致橡胶性能下 降。
四、橡胶的加工
• 对于一般的橡胶，不论做什么制品均必 须经过炼胶和硫化两个加工过程。 • 常用的加工方式： • 1.塑炼 • 2.混炼 • 3.压延 • 4.压出 • 5.硫化
• 1.塑炼 • 目的：降低橡胶的分子量，增加胶料塑性， 提高加工性能的工艺过程。 • 常用的加工设备有开炼机、密炼机和挤出机。
• 开炼机炼胶时, 影响开炼机炼胶的主要因素: • 胶温、填胶容量、辊温、辊距、辊速、辊 筒速比、配合剂添加顺序及其分别所需的 时间和全工序结束时间等。
• 密炼机混炼 • 密炼机混炼与开炼机混炼的不同点 • 密炼机混炼基本上继承了开炼机的混炼方法, 但两者之间仍存在以下不同点, 即: • ①密炼机混炼是在密闭的混炼室中进行的,所 以看不见混炼状态(变化) ; • ②密炼机混炼是在密闭状态下进行的,所以可 防止橡胶的氧化老化;
开炼机
密炼机
• 2.混炼
• 目的：使配合剂混入到胶料中，并且均 匀分散，制成混炼胶的加工过程。 • 常用加工设备开炼机、密炼机。
图
开 炼 机 混 炼 的 模 拟
1—未混入配合剂和填充剂的包辊胶;2, 4—混入配合剂和填 充剂的堆积胶;3—浮动的堆积胶; 5—高速拉伸力和高剪切 力的粉碎及混合分散
• 4.混炼胶：配合剂混合于块状、粒状 和粉末状生胶中的未交联状态,且具 有流动性的胶料。 • 5.硫化胶：使混炼胶在一定的时间、 温度、压力下发生交联反应后的橡 胶。
橡胶分子链硫化前后网络结构示意图
A.生胶
B.硫化胶
二、橡胶的分类
• 1.按来源结构和用途分类
天然橡胶 丁苯橡胶（SBR） 顺丁橡胶（BR） 通用合成橡胶 丁腈橡胶（NBR） 丁基橡胶（IIR）
• (3)硫化促进助剂(活化剂): 活化胶料 体系,主要有氧化锌(ZnO)和脂肪酸. • (4)硫化延迟剂(防焦剂):常用的防焦 剂有芳香族有机酸及N-环己基硫代 邻苯二甲酰亚胺(CTP)
• • • • • • • • •
3.补强填充体系 补强填充体系,提高胶料物理机械性能. (1)炭黑: 炭黑的主要牌号 (ASTM) N110 (SAF) 俗称:超耐磨炭黑;平均粒径19nm N220 (ISAF)俗称:中超耐磨炭黑;平均粒径23nm N330 (HAF) 俗称:高耐磨炭黑;平均粒径29nm N550 (FEF) 俗称:快压出炭黑 ;平均粒径42nm N660 (GPF) 俗称:通用炭黑 ;平均粒径60nm
• 3.压延 • 压延加工是采用辊筒(二辊以上) 不同排 列的压延机制造胶片(压片) 和对织物进 行挂胶、压型等的操作。
胶料在压延机辊筒间隙中的行为和作用于辊筒的分离力
压延加工种类
• 1.压片：胶料通过速比较小的辊筒之间, 压制成 有一定厚度、宽度和长度的未硫化胶片。 • 2.贴合：通过压延机等速辊的同时, 将两层薄胶 片贴合成一层胶片。 • 3.贴胶：用压延机两个等速辊筒的压力将一定厚 度的胶片贴合于织物上。 • 4.擦胶：以粘合为目的, 用速比较大的压延机辊 筒将胶料擦入织物的纤维中。 • 5.压型：将胶料压制成带一定花纹的胶片(用作 轮胎胎面胶、门窗密封条和压型制品等)。
硫化曲线
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炭黑粒子表面模型
炭黑聚集体的透射电子显微镜照片
补强性填充剂对橡胶补强性的大小, 与橡胶和填充剂的结合力(相互作用)、 补强剂在橡胶中的分散状态关系密切。
• (2)白炭黑 • 超微细粒子的二氧化硅,外观呈白色,其 配合胶料的拉伸强度,耐磨性不如炭黑, 但可用于白色制品或浅色制品.
• （3）无机填料：对橡胶增容，降低 成本，但与橡胶的结合力较差，降低 胶料的物理机械性能。 • 碳酸钙、陶土、硅藻土、滑石粉、云 母粉等。
硫化历程图
• 3.平坦硫化阶段 • 交联反应基本完成，继而发生交联键的重排、 裂解等反应 • 4.过硫化阶段 • 硫化反应中网络结构形成的后期，存在着交联 重排，但主要是交联键及链段的裂解反应。
• 较为理想的橡胶 硫化曲线满足下 列条件 • （1）硫化诱导期 （焦烧时间）要 足够长，充分保 证生产加工的安 全性。 • （2）硫化速度要 快，提高生产效 率，降低能耗。 • （3）硫化平坦期 要长。
三、橡胶的配合
• 橡胶的配合是指：根据成品的性能 要求，考虑加工工艺性能的要求和 成本诸因素，把生胶和各种配合剂 组合在一起的过程。
配合体系 • 1.生胶 • 2.硫化体系 • 3.补强填充体系 • 4.增塑体系 • 5. 防护体系
• 1.生胶种类 • 2.硫化体源自 • 作用：与橡胶大分子起化学作用,使橡胶线性 大分子交联,形成空间网络结构,提高性能,稳定 形状. • (1)硫化剂:橡胶分子间的交联助剂 • 一般采用硫磺及含硫化合物，部分合成橡胶 也采用金属氧化物，过氧化物，合成树脂， 胺类皂盐。
合成橡胶
特种合成橡胶
乙丙橡胶（EPDM）
氟橡胶（FKM） 硅橡胶（MVQ） 丙烯酸酯橡胶（ACM） 氯磺化聚乙烯（CSM)
• 2.按化学结构分类
碳链橡胶
天然橡胶（NR) 丁苯橡胶（SBR） 不饱和非极性橡胶 顺丁橡胶（BR） 异戊橡胶（IR） 丁腈橡胶（NBR） 不饱和极性橡胶 氯丁橡胶（CR） 乙丙橡胶（EPDM） 饱和非极性橡胶 丁基橡胶（IIR） 氟橡胶（FKM） 饱和极性橡胶 丙稀酸酯橡胶（ACM）
氯磺化聚乙烯（CSM） 杂链橡胶
硅橡胶（MVQ） 聚硫橡胶（T）
• 3.按形态分类
固体橡胶
按形态分类
液体橡胶 粉末橡胶
• 4.按交联方式分类 化学交联的传统橡胶 热塑性弹性体
热塑性弹性体(TPE) 是常温下表现出硫化 橡胶性能, 而在高温下可进行塑化, 且可用 塑料加工机械进行成型的高分子材料。
• （2）施加压力的目的： • a. 防止胶料气泡的产生，提高胶料的致 密性。 • b.使胶料流动，充满模腔 • c. 改善硫化胶的物理机械性能。
• 硫化历程 • 1.焦烧阶段 • 相当于硫化反应 的诱导期，它的 长短关系到生产 加工安全性，决 定于胶料配方成 分，主要受促进 剂的影响。 • 2.热硫化阶段 • 逐渐形成网络结 构，使橡胶弹性 和拉伸强度急剧 上升。
橡胶基础知识
一、关于橡胶的几个概念
• 1.橡胶：ASTM - D1566 中定义如下，橡胶 是一种材料 ，它在大的形变下，能迅速 而有力恢复其形变，能够被改性。（定 义中所指的改性实质是指硫化。） • 2.硫化：橡胶的线型大分子通过化学交联 而构成三维网络结构的化学变化过程。 • 3.生胶：尚未被硫化交联的橡胶，由线型 大分子或者带支链的线型大分子构成。
常见的几种防老剂
• • • • •
防老剂4010 防老剂4020 防老剂RD 防老剂2246 防老剂264
• 上述各配合体系中，进一步细分还会 有许多品种及类别，且各自的机理不 同。另外随着橡胶工业的发展，各种 加工助剂及功能材料应用越来越广泛， 诸如塑解剂、分散剂、增粘剂、着色 剂、发泡剂、隔离剂和阻燃剂等。
密炼机转子
混炼示意图
③并用胶料在开炼机里混炼花费的时间很 长, 而用密炼机则可在短时间内完成; ④密炼机混炼因混炼时间短, 而橡胶温度 上升幅度大, 所以多半采用两段混炼, 即: (a) 在生胶中加入除硫化剂、促进剂等硫化 体系以外的配合剂进行混炼。这种工艺称 为一段混炼。 • ( b) 对一段混炼胶料和硫化体系进行混炼, 用密炼机混炼时宜采用低速进行, 以免胶温 上升, 也可用开炼机边冷却边添加硫化体系 进行混炼。该混炼工艺称为二段混炼。 • • • • •
• (2)硫化促进剂:加快硫化速度,缩短硫 化时间,提高物理机械性能. • 按硫化速度快慢分为：氨基甲酸盐类、 秋兰姆类、噻唑类、次磺酰胺类和胍 类 • 常见举例如下： • 氨基甲酸盐类:ZDC,ZDMC • 秋兰姆类:TMTD,TMTM • 噻唑类:M,DM • 次磺酰胺类: NOBS ,CZ,DZ • 胍类:D
• 5.防护体系
• 老化的概念：橡胶在加工存储和使用过程中， 由于受到光、热、氧、金属元素、腐蚀介质 等外界因素的影响，使其发生物理或化学变 化，导致性能逐渐下降，防护剂能起到抑制 或延迟老化的作用。 • 影响橡胶老化的外部因素: • 物理因素:热,光,电,应力,变形 • 化学因素:氧,臭氧,SO2 , H2S,NOx,酸,碱,及金属离 子等. • 生物因素:微生物(霉菌,细菌)等
• 4.增塑体系
• 增塑剂通常是一类分子量较低的化合物， 加入胶料中能降低橡胶分子链间作用力， 使粉末状配合剂很好的浸润，从而改善 混炼工艺，使配合剂分散均匀，混炼时 间缩短，节约能耗，并能降低混炼过程 中的升热现象，同时它能增加胶料的可 塑性、流动性、黏着性，便于压延，压 出和成型。