各种橡胶的挤出与配合特性分析
橡胶的配合
∙橡胶的配合∙来源：橡胶人才网添加时间：2010-08-11浏览次数：59次进入论坛交流∙橡胶的配合任何一种橡胶只有通过配合和加工，才能满足不同的产品性能的要求。
橡胶的配合主要有硫化、补强和防老化三大体系：一、橡胶的硫化体系橡胶的硫化就是通过橡胶分子间的化学交联作用将基本上呈塑性的生胶转化成弹性的和尺寸稳定的产品，硫化后的橡胶的物性稳定，使用温度范围扩大。
“硫化过程（Curing）”一词在整个橡胶工业中普遍使用，在橡胶化学中占有重要地位。
橡胶分子链间的硫化（交联）反应能力取决于其结构。
不饱和的二烯类橡胶（如天然橡胶、丁苯橡胶和丁腈橡胶等）分子链中含有不饱和双键，可与硫黄、酚醛树脂、有机过氧化物等通过取代或加成反应形成分子间的交联。
饱和橡胶一般用具有一定能量的自由基（如有机过氧化物）和高能辐射等进行交联。
含有特别官能团的橡胶（如氯磺化聚乙烯等），则通过各种官能团与既定物质的特定反应形成交联，如橡胶中的亚磺酰胺基通过与金属氧化物、胺类反应而进行交联。
不同类型的橡胶与各种交联剂反应生成的交联键结构各不相同，硫化胶性能也各有不同。
第①种是使用硫黄或硫给予体作交联剂的情况，生成的可以是单硫键（x＝1）、双硫键（x＝2）和多硫键（x＝3～8）；第②种是使用树脂交联和肟交联的情况；第③种是使用过氧化物交联的过氧化物硫化和利用辐射交联的辐射硫化的情况，生成碳－碳键。
多数的通用橡胶采用硫黄或硫给予体硫化，即在生胶中加入硫黄或硫给予体以及缩短硫化时间的促进剂和保证硫黄交联效率的氧化锌和硬脂酸组成的活性剂。
在实际中通常按硫黄用量及其与促进剂的配比情况划分成以下几种典型的硫化体系：①普通硫磺硫化体系由常用硫黄量（＞1.5份）和常用促进剂量配合组成。
使用这种硫化体系能使硫化胶形成较多的多硫键，和少量的低硫键（单硫键和双硫键）。
硫化胶的拉伸强度较高，耐疲劳性好。
缺点是耐热和耐老化性能较差。
②半有效硫化体系由硫黄量0.8～1.5份（或部分硫给予体）与常用促进剂量配合所组成。
橡胶挤出变形影响因素
橡胶挤出变形影响因素
一、胶种和配方的影响
不同胶种具有不同的挤出变形，在通用型胶种中，丁苯橡胶、氯丁橡胶和丁基橡胶的挤出变形都大于乙丙橡胶和天然橡胶的挤出变形胶料配方中含胶率越高，挤出变形越大，炭黑的结构性和用量增加，可以降低胶料的挤出变形，白色填料活性大的挤出变形较小，加入油膏、再生胶及其他润滑型软化剂，能增加胶料的流动性和松弛速度，使挤出变形减小。
二、半成品规格的影响
相同配方的胶料，由于半成品的规格开关不同，挤出变形一样，挤出半成品的尺寸越大，挤出变形越小。
三、工艺条件的影响
胶料的可塑性越高，弹性越小，胶料流动性越好，挤出变形较小，反之，则较大，因此，适当提高胶料可塑度，提高挤出前胶料热炼的均匀性，有利于降低挤出变形，但胶料可塑度不可太大，否则影响半成品的挺性和成品的物理机械性能。
适当提高机头温度，可以增加胶料的流动性和松弛速度，也可以降低挤出变形。
在挤出温度不变的条件下，挤出速度越快，胶料所受到瞬时应力越大，挤出变形越大，口型厚度越薄，则胶料通过口型的时间越短，胶料的形变松弛越不充分，挤出变形越大，因此，对挤出变形较大的胶料，采取较慢的挤出温度，适当增加口型厚
度，都有利于降低挤出变形。
口型的类型不同，也影响着挤出收缩率，有芯型挤出比无芯型挤出的挤出变形要小，这是因为胶料的回复变形受到芯型的阻力作用之故。
口型孔径尺寸相同时，形状复杂者，则挤出变形较小。
此外，若将挤出半成品在带外力的条件下停放或适当提高停放温度，挤出变形也会减小。
-。
第十四章 橡胶的挤出
第十四章压出工艺 (1)§14.1 橡胶挤出机 (1)一．挤出机结构 (1)二．挤出机的选用 (3)§14.2 挤出过程原理 (4)一．工作原理 (4)二．胶料在挤出段中的流动状态 (4)三．胶料在机头内的流动状态 (5)四．胶料在口型中的流动和压出膨胀 (5)五．挤出机的生产能力 (6)§14.3 口型设计 (7)一．口型设计的一般原则 (7)二．口型的具体设计 (7)§14.4 橡胶制品的压出工艺 (8)一．热喂料压出工艺 (8)二．冷喂料挤出 (10)三．其它类型挤出机挤出 (10)§14.5 压出半成品的收缩及质量问题 (11)一．影响压出工艺的因素 (11)二．压出半成品质量问题及原因 (11)思考题： (12)第十四章压出工艺压出（挤出）是使高弹态的橡胶在挤出机机筒及转动的螺杆的相互作用下，连续地制成各种不同形状半成品的工艺过程。
应用：制造轮胎胎面、内胎胎筒、纯胶管、胶管内外层胶和电线电缆等半成品；也可用于胶料的过滤、造粒、生胶的塑炼、金属丝覆胶及上下工序的联动。
挤出成型的特点：（1）操作简单、工艺控制较容易，可连续化、自动化生产，生产效率高，产品质量稳定。
（2）应用范围广。
通过挤出机螺杆和机筒的结构变化，可突出塑化、混合、剪切等作用中的一种，与不同的辅机结合，可完成不同工艺过程的综合加工。
（3）可根据产品的不同要求，通过改变机头口型成型出各种断面形状的半成品。
也可通过两机（或三机）复合压出不同成分胶料或多色的复合胎面胶。
（4）设备占地面积小、质量轻、机器结构简单、造价低、灵活机动性大。
挤出机的分类：根据加工物料的不同可分为：橡胶挤出机和塑料挤出机；根据结构特征可分为：热喂料挤出机、冷喂料挤出机和排气冷喂料挤出机；根据螺杆数量可分为：单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机；根据工艺用途不同分为：压出挤出机、滤胶挤出机、塑炼挤出机、混炼挤出机、压片挤出机及脱硫挤出机等。
划重点：十种橡胶的性能及优缺点
划重点：十种橡胶的性能及优缺点优点：＊＊＊＊＊＊缺点：＊＊＊＊＊＊问题：＊＊＊＊＊＊一．天然橡胶1.常温下带一定塑性，温度降低逐渐变硬。
-70℃变成脆性物质，玻璃化温度为-73℃。
2.弹性较好，弹性模量为2-4MPa。
3.纯胶拉伸强度17-25MPa。
4.500%定伸应力为42-4MPa。
5.耐屈挠性能较好，屈挠20万次才出现裂口。
6.较好的气密性，渗透系数为2.969*10-12H2（3·Pa）-1。
7.吸水性8.不耐老化性。
9.有较好的耐碱性，但不耐强酸。
耐一些极性溶剂，在非极性溶剂中膨胀。
故其耐油和非极性溶剂性很差。
二．丁苯橡胶（丁二烯、苯乙烯）乳聚丁苯像橡胶：1.溶解度参数为8.4（J/cm3）½能溶于大部分溶解度参数相近的烃类溶剂中。
2.被氧化作用比天然橡胶缓慢。
脆性温度为-45℃，玻璃化温度我-60℃。
3.纯胶强度低，加入配合剂分散性差。
4.收缩大，生胶强度低，粘着性差。
5.硫化速度慢。
6.耐屈挠龟裂性比天然橡胶好，但裂纹扩展速度快，热撕裂性能差。
7.胶料不易焦烧和过硫。
8.耐磨、耐热、耐油、耐老化都比天然橡胶好。
9.不易过炼，可塑度均匀，硫化胶硬度变化小。
10.充油丁苯橡胶加工性能好。
11.很容易与其他高不饱和通用橡胶并用。
与天然橡胶或顺丁橡胶并用，能够克服自身缺点。
溶聚丁苯橡胶：1.多数颜色浅。
2.胶料压出尺寸稳定性好，较快硫化速度。
3.耐屈挠、耐低温、耐龟裂、有较高回弹性，拉伸强度低。
4.加工性能差。
三．丁二烯橡胶高顺式丁二烯橡胶：1.高弹性高顺式在橡胶中弹性最高。
很宽的温度范围，在-40℃保持弹性。
与其他橡胶并用改善他们低温性能。
2.滞后损失和生热小。
3.低温性能好，玻璃化温度-105℃。
4.耐磨性能优异。
5.耐屈挠性优异。
6.填充性好与丁苯橡胶、天然橡胶相比，可填充更多操作油和补强填料。
使炭黑易分散，降低胶料成本。
7.混炼时抗破碎能力强。
8.与其他弹性体相容性好。
简述挤出成型的特点
简述挤出成型的特点
挤出成型是一种常见的制造工艺，广泛应用于塑料、橡胶、金属等材料的加工过程中。
其特点主要包括以下几个方面：
1. 简单高效
挤出成型工艺简单高效，操作过程相对容易掌握，并且生产效率较高。
一般来说，通过挤出成型可以在相对短的时间内制造出大量产品，满足市场需求。
2. 复杂截面
挤出成型可以实现各种复杂的截面形状，从简单的圆形、方形到复杂的异型截面都可以通过适当设计挤出模具来实现。
这种特点使得挤出成型在生产管材、异型材等方面具有广泛的应用。
3. 良好的表面质量
通过挤出成型可以获得较为光滑、均匀的表面质量，不需要额外的加工工艺，从而简化了生产流程，提高了产品的外观质量。
4. 节约原材料
挤出成型过程中，原材料可以充分利用，减少浪费。
通过合理设计挤出模具和控制挤出工艺参数，可以有效降低生产成本，提高原材料利用率。
5. 环保节能
相比一些传统的制造工艺，挤出成型可以降低能源消耗，减少污染物的排放，符合现代环保要求。
在当前提倡绿色制造、可持续发展的背景下，挤出成型也逐渐受到更多关注。
6. 自动化程度高
随着自动化技术的不断发展，挤出成型设备也逐渐实现自动化控制，提高了生产效率的同时降低了人力成本。
这种自动化程度高的特点使得挤出成型工艺更具竞争力。
综上所述，挤出成型作为一种重要的制造工艺，在各个领域都有着广泛的应用前景。
其简单高效、实现复杂截面、良好表面质量、节约原材料、环保节能以及高度自动化等特点，使其成为现代工业生产中不可或缺的一环。
随着科技的不断进步，相信挤出成型工艺会更加完善，为各行各业带来更多便利和效益。
橡胶的特种配合及其原理
橡胶的特种配合及其原理橡胶是一种广泛应用的材料，因其耐用、弹性好、耐磨、耐寒、隔热隔音等特性，在制造工业、汽车工业、航空航天工业、体育健身器材、医疗器械、建筑防水材料等领域都有着广泛的应用。
橡胶作为一种化学材料，其性质与用途受到其分子结构和化学配合物的影响。
因此，通过调整橡胶的配合，可以得到不同性能的产品。
本文将介绍橡胶的特殊配合及其原理。
一、硫化橡胶硫化是橡胶的一种处理方式，通过向橡胶中加入硫化剂，然后将其加热，可使橡胶中碳链与硫原子之间形成交联，从而带来特殊的化学和物理性质。
硫化橡胶具有较好的耐磨性、弹性、耐热性、耐油性等特性。
传统的硫化橡胶常用的硫化剂是二硫化物，如硫醇、硫代硫酸钠等，但这些硫化剂存在对人类健康、环境，以及对橡胶品质造成的影响。
为了解决传统硫化橡胶硫化剂的问题，近年来发展起来的新型硫化剂主要有环氧硫化剂、硫酰胺类硫化剂、起始剂及促进剂等。
二、碳黑增强橡胶碳黑对于橡胶的加工和性能发挥有着至关重要的影响，其作用是作为一种加强剂，改善橡胶的机械性能、电气性能、耐久性、耐热性、防紫外线照射等方面的性能。
在橡胶工业生产中，普遍采用的碳黑是烟碱型碳黑，其主要构成都是细小的孔道和孔壁，并通过氧化、热解、半焦等化学反应得到。
三、预交联预交联是通过交联再生法在橡胶密炼生产中的一种新型的工艺技术，通过添加交联剂使得橡胶在密炼的时候就形成交联结构，是一种高效、省时省力的橡胶改性方法。
预交联的产品具有较为优越的物理化学性能，因此应用范围广，像汽车轮胎、工业皮带、运动鞋中都使用了预交联橡胶。
四、有机硅增强橡胶有机硅增强橡胶工艺将有机硅与橡胶进行混合，通过交联反应进行结构优化，具有高吸水性、热稳定性、防水防潮、耐老化性、耐磨削加工性好等特点，在汽车轮胎、橡胶密封件、电线电缆等领域得到广泛应用。
目前在有机硅增强橡胶的研发上，设计出不同的有机硅结构，可以从中控制有机硅的数量和相互作用，根据不同的应用需求达到精细设计的效果。
橡胶工厂设备：第二节 挤出过程和挤出理论
波动的消除：螺杆、机筒的设计、转速变化、温度 的变化
2.3流率（挤出量）
表征：机器生产率的高低。
代号：Q（kg/h)或者比流率 Q/n
影响因素：机头压力、螺杆、 料筒的设计、螺杆转数、加 热冷却系统和物料的性质等。
流量的变化：压力与温度的 影响。
2.4能量（功率）
Z+HJ= Qv(T2-T0)ρCvJ+Qv⊿P+H
正流、横流、压力流、漏流概念、产生、和对挤出的影响
正流（拖曳流动）：是由物料受机筒的 摩擦拖曳引起的。流量用Qd表示。
逆流（压力流动）：由机头，口型等阻 力元件产生的压力引起的回流。方向与 正流方向相反，流量为QP.表示。 横流（环流）：由垂直于螺棱方向的分 速度引起使物料在螺槽内产生翻转运动。 对生产能力没有影响，但能促进物料的 混合、搅拌和热交换，流量Qc=0。
机头中，口模是个成型部件，物料通过它可以获得 一定截面的几何形状和尺寸，再经过冷却定型和其它工 序，就得到成型好的制品。
1.物料的塑化
2.挤出过程中的参数
描述这一过程的参量有： 温度、 压力， 流率（或挤出量、产量） 能量（或功率）。
2.1温度： 挤出过程进行的重要条件之一
1、物料、螺杆、料筒 三个温度曲线 2、物料受热来源 （1）剪切生热 （2）加温生热 3、流动方向的温度波 动（MD）和径向温差 （TD）温度波动 不同物料加工不同制 品，温度轮廓曲线不 同。
第二节 挤出过程和挤出理论
一、挤出机的工作过程
塑料由料斗进入料筒后，沿着螺杆的旋转而推 向机头方向。在加料段，螺槽为松散的固体 粒子（或粉末）所填充，物料开始被压实， 当物料进入压缩段后，由于螺槽逐渐变深， 以及滤网、分流板和机头的阻力，在塑料中 形成了很高的压力，把物料压得很密实。同 时，在料筒外热和螺杆、料筒对物料的混合、 剪切作用所产生的内摩擦热的作用下，塑料 的温度逐渐升高。
橡胶挤出(压出)半成品的收缩及质量问题
橡胶挤出（压出）半成品的收缩及质量问题一．影响压出工艺的因素1．生胶的组成与性质（1）适当选择生胶品种，在常用的橡胶品种中，SBR、CR、IIR的收缩率都大于NR和BR。
（2）加入补强填充剂，降低生胶含胶率，减少胶料的弹性变形。
炭黑粒径的大小对胶料的收缩率无影响，而结构性和用量对收缩率有显著的影响。
炭黑的结构性越高、用量越大，压出收缩率越小；补强性低的各向异性的粒子（如陶土、碳酸镁等）压出收缩率也小。
（3）在胶料中加入再生胶，可增加流动性，从而减小收缩率。
（4）在胶料中加入油膏类软化剂，能起到润滑作用，减小收缩率，使制品表面光滑。
（5）胶料可塑性大，容易流动，压出收缩率小。
2．压出温度压出温度高，能够增加胶料的流动性，减小膨胀率，且表面光滑。
3．压出速度压出速度越大，收缩率越大。
但压出速度的大小受下列因素影响：（1）口型锥角角度越大，光滑度越高，压出速度越快，半成品表面越光滑，致密性越好。
（2）胶料的可塑度小，压出速度慢。
（3）软化剂品种对压出速度也有影响，树脂、沥青等粘性软化剂会减慢压出速度；硬脂酸、蜡类能加快压出速度。
（4）补强填充剂的品种不同对压出速度的影响也不同，使用软质炭黑的压出速度比用硬质炭黑的压出速度快。
（5）压出温度升高，可提高压出速度，但要注意防焦烧。
4．半成品冷却冷却不均，使半成品收缩变形不一致。
二．压出半成品质量问题及原因在压出工艺中常见的质量问题有：半成品表面不光滑、焦烧、产生气泡或海绵、厚薄不均、规格不准确和条痕、裂口等。
1．半成品表面不光滑的原因机头和口型的温度低；供胶温度过高或机头温度过高而产生焦烧；牵引输速度慢；胶料热炼不均或返回胶掺混不均；压出速度过快等。
2．焦烧的主要原因胶料配合不当，抗焦烧性差，焦烧时间短；机头温度过高；流胶口过小，机头处有积胶或口型与机头处有死角，造成胶料不流动；螺杆冷却不足；供胶中断，形成空车滞胶。
3．产生气泡或海绵压出速度过快，使胶料中的空气未及排出；原材料含水分和挥发分多；机头温度过高；供胶不足。
各种橡胶的挤出与配合特性
4.4.1-4.4.2 天然橡胶、丁苯橡胶 4.4.3-4.4.4 顺丁橡胶、异戊橡胶 4.4.5-4.4.7 氯丁橡胶、丁腈橡胶、 丁基橡胶
复习提问：
• 1.胶料按挤出性能分可分为几大类？分 别是哪几类？ • 2、天然橡胶和丁苯橡胶的挤出性能一 样吗？如果不一样，分别属于哪种分类 ？
①挤出性能：
可塑性较低、挤出速度慢、挤出变形较大、半 成品表面粗糙
②配合特性：
配用填充剂能降低胶料膨胀率、改善挤出性能
5、丁苯橡胶的挤出工艺特点
在采用热喂料挤出时，胶料需进行充分 热炼，可用手工或机械连续供料。
小结：
橡胶种类 挤出性能
传热性差、热 膨胀率大、黏 性和弹性可逆 变化敏感、挤 出表面粗糙
检测：
1、纯天然橡胶传热性 ，热膨胀率 、 黏性和弹性可逆变化敏感，挤出表面 。 2、天然橡胶与合成橡胶相比 （难以、易于 ）挤出，其挤出速度 ，挤出变形 ，半 成品表面 ，尺寸稳定性 ，且致密 性 。 3、丁苯橡胶挤出速度很快，挤出变形较大，半 成品表面良好。（ ）
加入补强填充剂或无机填充剂、可与丁苯橡胶 并用改善挤出膨胀率低的现象
性能 挤出量/(kg/h) 螺杆转速 /(r/min) 口型膨胀率/% 挤出指数 刃边 棱角 表面
天然橡胶 61 50 23 3.5 4 4
SBR1502 60 42 120 3 3.5 3.5
NR/SBR1500 60 46 26 3.5 4 3
学习目标：
1、天然橡胶的挤出性能及配合特性 2、天然橡胶与合成橡胶相比，有哪些优 点 3、天然橡胶的挤出工艺特点 4、丁苯橡胶的挤出性能及配合特性 5、丁苯橡胶的挤出工艺特点
天然橡胶
橡胶的特种配合及其原理
橡胶的特种配合及其原理橡胶作为一种重要的高分子材料，在工业生产和生活中具有广泛的应用。
为了满足不同用途对橡胶的要求，需要对橡胶进行特殊配合，以改变其物理化学性质和性能。
本文将从特种配合的基本概念、作用原理和应用等方面进行阐述。
一、特种配合的基本概念橡胶配合是指在橡胶中加入各种辅助材料，使其具有特定的性能和性质。
常用的配合剂包括增塑剂、硫化剂、防老剂、填充剂、增强剂、粘着剂等。
这些配合剂的种类和用量根据实际需要进行选择和调整，可以实现橡胶的加工和成型、改变机械性能、抗老化、耐热、耐化学腐蚀等各种特殊要求。
二、特种配合的作用原理不同的配合剂的作用机理有所不同。
1.增塑剂：增塑剂可以改善橡胶在成型、储存和使用过程中的柔软性和弹性。
一般来说，增塑剂会在橡胶分子间形成一定的物理吸附和化学键合，增加分子间的距离和自由度，使橡胶变得柔软、易变形、抗拉伸和抗撕裂性更强。
2.硫化剂：硫化剂是改变橡胶物理性质的重要配合剂。
硫化剂通过与橡胶分子中存在的双键发生反应，将双键与硫原子交联，形成硫化桥，使得橡胶分子间发生交联而固化。
通过这种方式，可以增强橡胶的弹性模量、抗拉伸和抗断裂性能。
3.防老剂：防老剂可以抑制橡胶的氧化和热降解，延长橡胶的使用寿命。
防老剂的主要机理是通过吸收橡胶分子上的自由基和改变链传递反应的方式，抑制集中分子的产生和链断裂的发生，从而防止氧化和老化的发生。
4.填充剂：填充剂常用于增加橡胶的硬度和耐磨性能。
填充剂可以填充到橡胶分子中的空隙中，使橡胶变得更加紧密，提高其硬度和摩擦系数。
同时，填充剂还可以增加橡胶的难燃性、耐候性和耐磨性能。
5.增强剂：增强剂可以增加橡胶的强度、耐久性和抗磨损性等机械性能。
常用的增强剂有碳黑、纤维素、硅酸盐、金属氧化物等。
增强剂可以在橡胶分子间形成更强的化学键和物理键，使橡胶的分子间结构更加紧密和稳定。
6.粘着剂：粘着剂主要用于加强橡胶与其他材料的黏合性，提高其耐热性和耐化学腐蚀性。
各种橡胶基本特性
各种橡胶基本特性各种橡胶基本特性1.3 、应用范围：主要用于制作耐油橡胶制品，广泛用于制造密封件、垫片、垫圈等模制品和压出制品，各种橡胶胶辊、耐油胶管、工业用品和粘合剂等等。
2. 羧基丁腈橡胶（ XNBR ）2.1 ：基本特性：2.1.1 硫化速度比丁腈胶快，易焦烧。
2.1.2 纯胶配合显示高的拉伸强度。
2.1.3 硫化胶的耐热性、耐磨性好。
2.1.4 与酚酫树脂相容性好。
2.2 、应用范围：主要用于胶管、密封件、垫圈、油封、各种模型制品和粘合剂等。
3 、丁腈橡胶 - 聚氯乙烯共混胶（ NBR/PVC ）3.1 、基本特性：3.1.1 耐臭氧和耐天候老化性能比通常丁腈橡胶显著提高。
3.1.2 比通常丁腈橡胶提高了耐燃性。
3.1.3 耐磨耗、耐油性、耐化学药品等性能比通常丁腈橡胶有所改善。
2.1.4 提高了压出、压延工艺性能。
2.1.5 可任意着色制作艳色制品。
2.1.6 低温特性、弹性降低，压缩变形增大。
2.1.7 比通常的聚氯乙烯改善了低温特性、耐油性、伸长率等。
3.2 应用范围：主要用于电线电缆护套，油管和燃油管外层胶，皮辊和皮圈，汽车模压零件，微孔海绵，发泡绝热层，安全靴和防护涂层等。
4 、氢化丁腈橡胶（ HNBR ）4.1 、基本特性4.1.1 氢化丁腈橡胶虽经氢化饱和，但仍然保持原丁腈的特性。
具有拉伸结晶性，因而强度较高。
4.1.2 有良好的耐热和耐臭氧、耐天候老化性能以及耐化学酸碱性能。
4.1.3 良好的耐技术液体（包括含腐蚀添加物的油类）的溶胀性能。
4.1.4 良好的机械性能，即使在温升条件下仍保持相当水平。
4.1.5 在极有害的条件下，有显著的耐磨耗性能。
4.1.6 硫化胶的拉伸强度比丁腈橡胶，氯丁橡胶更高，接近高于羧基丁腈橡胶。
4.1.7 优异的耐酸（硫化氢）环境和耐胺 / 油混合物性能，以及耐氧化燃料和润滑油性能。
4.1.8 玻璃化温度 Tg 随氢化程度在 -15- -40 ℃ 之间，脆性温度 -50 ℃ 。
精编【塑料橡胶材料】橡胶的特种配合及其原理
【塑料橡胶材料】橡胶的特种配合及其原理xxxx年xx月xx日xxxxxxxx集团企业有限公司Please enter your company's name and contentv第三章橡胶的特种配合体系随着高分子科学的不断发展，对橡胶材料也提出了更高、更新的要求。
为了适应高新技术发展的需要，橡胶材料也和其他高分子一样，其发展的主要趋势是高性能化、高功能化、复合化、精细化和智能化。
所谓高性能，是指经过技术革新极大提高橡胶材料的原有性能，从而获得特定的性能，如耐高温、耐低温、耐化学腐蚀、耐辐射、高绝缘、高透明等。
所谓高功能性，是指橡胶材料本来没有的特性，但通过特殊的配合加工而赋予其新的功能，使其达到预期设定功能的指标。
例如导电、磁性、阻燃、吸水膨胀、水声橡胶等。
智能化是橡胶经过设计后具有某些生物功能，如记忆、仿生等。
橡胶材料的发展趋势：高性能化、高功能化、复合化、精细化和智能化高性能：经过技术革新极大提高橡胶材料的原有性能，如耐高温、耐低温、耐化学腐蚀、耐辐射、高绝缘、高透明等。
高功能：橡胶材料本来没有的特性，但通过特殊的配合加工而赋予其新的功能。
例如导电、磁性、阻燃、吸水膨胀、水声橡胶等。
智能化：具有某些生物功能，如记忆、仿生等。
特种配合体系：耐热、耐寒、耐介质、难燃、导电、发泡等，应用于特殊的领域。
3.1 耐热制品耐热性是指在一定的高温使用条件下，在较长的时间内保持原有基本物理机械性能的能力。
耐热性决定制品的最高使用温度和寿命，一般物理机械性能在高温下保持稳定，即具有在高温下能够抵抗氧、臭氧、高能辐射、机械疲劳等因素的作用。
硫化橡胶的耐热性表现在橡胶分子、交联键及其配合剂（主要是填充剂和增塑剂）有较高的粘流温度、热分解温度和化学稳定性。
橡胶的粘流温度取决于橡胶分子结构的极性和刚性、橡胶分子之间的作用力、填料与橡胶之间的相互作用和交联键的键能。
橡胶的热分解温度取决橡胶分子结构的化学键性质，化学键能越高，耐热性越好。
硬质橡胶的性能与配合研究
第32卷 第1期2011年2月特种橡胶制品Special P ur po se R ubber Pr oducts V o l.32 N o.1 F ebr uary 2011硬质橡胶的性能与配合研究杨护国,姚联国,路 斌(西北橡胶塑料研究设计院,陕西咸阳 712023)摘 要:通过对生胶胶种的分类试验,探讨了天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶以及丁腈橡胶等对硬质橡胶胶料物理机械性能的影响;通过对不同填充体系的试验,初步探讨了不同物理-化学特性的填充剂对硬质橡胶抗折断强度、冲击强度及马丁耐热性能的影响。
关键词:硬质橡胶;冲击强度;马丁耐热中图分类号:T Q332.6 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2011)01-0051-03收稿日期:2010-12-14作者简介:杨护国(1972-),男,陕西兴平人,高级工程师,在职硕士。
众所周知,硬质橡胶几乎是伴随着硫黄硫化橡胶技术的发明而诞生的。
远在1839年,Charles Goody ear 发现了软质橡胶的硫黄硫化技术;到了1843年,Thom as H ancock 在熔融硫黄中加热天然橡胶生胶片时发现了黑色角质物质,即硬质橡胶。
后来,Go ody ear 又对硬质橡胶进行了大量研究,并于1851年申请了专利,随即进行了商业化生产。
此后一段时间内,硬质橡胶得到了迅速发展,并成为橡胶工业的一个重要分枝。
在二次世界大战前后的几十年里,美国、前苏联及前西欧国家投入了大量资金对硬质橡胶进行了更深层次的研究,对其特性、反应机理和配合技术有了更深层次的认识。
时止今日,在橡胶衬里领域,硬质橡胶仍然是其主要胶种之一。
本工作通过对生胶胶种的分类试验,探讨了天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶以及丁腈橡胶等生胶对硬质橡胶胶料物理机械性能的影响,以其为后续相关研究工作提供借鉴。
1 实验部分1.1 原材料天然橡胶,1号标准胶,云南农垦集团公司;丁苯橡胶,SBR1500,齐鲁石化公司;顺丁橡胶,BR9000,北京燕山石化公司;丁腈橡胶,丙烯腈质量分数分别为18%,26%和40%,均为台湾南帝公司;其他原材料均为市售橡胶工业常用助剂。
橡胶的压出成型
胶种 NR BR CR NBR SBR IIR 机筒温度 /°C 50-60 30-40 20-35 30-40 40-50 30-40 机筒温度 /°C 75-85 40-50 50-60 65-90 70-80 60-90 口型温度 /°C 90-95 90-100 ＜70 90-110 90-100 90-120 螺杆温度 /°C 20-25 20-25 20-25 20-25 20-25 20-25
橡胶的压出
1、基本原理
橡胶挤出（习惯上叫橡胶压出）是在压出机（挤出机） 中对混炼胶加热与塑化，通过螺杆的旋转，使胶料在螺杆 和机筒筒壁之间受到强大的挤压作用，不断向前推进，并 借助于口型（口模）压出具有一定断面形状的橡胶半成品。 在橡胶制品工业中，压出的应用面很广，如轮胎的胎 面、内胎、胶管、胶带、电线电缆外套以及各种异形断面 的连续制品都可以用压出成型来加工。此外，它还可用于 胶料的过滤、造粒，生胶的塑炼以及上下工序的联动，如 在热炼与压延成型之间，压出起到前后工序衔接作用。
• 口型尺寸选样的原则主要有两方面：一是口型断 面形状和压出胶条断面形状间的变化；另一是口 型断面和胶条断面各尺寸间可能收缩和膨胀的程 度。
• 4、橡胶压出工艺
• 4.1胶料热炼
• 除冷喂料挤出机外，经混炼和冷却停放的胶料在 进入压出机前必须进行充分的热炼，目的是进一 步提高胶料均匀性和可塑性，使胶料易于压出。 • 热炼后便可用传送带连续向压出机供胶，也可以 用人工喂料的方式。供料应连续均匀，以免造成 压出机喂料口脱节或过剩。
– 胶料品种、配方、胶料可塑度，机头温度、压出速度 、半成品规格、压出方式等。
挤出用橡胶的配合
2 挤出成型用配合的设计
与二烯系橡胶相比, EPDM 在耐 热 老 化 性, 耐臭氧性、 耐候性等方面均很出色, 并且这 些特性已经有效地在汽车用密封材料、 汽车软 管、 建筑用填片、 防水薄膜以及电线等制品上得 到体现。 上述制品均是通过挤出成型制得的。 为 了获得优质产品, 不仅要了解各种制品所要求 的 标 准, 而 且 还 须 选 择 适 合 于 挤 出 成 型 的 助剂及硫化体系。 EPDM 的牌号、 如图 1 所示, 在挤出成型工序中, 必须考虑 与关注以下几点。 1) EPDM 的聚合物特性与挤出成型性能。
最近在具有较高创意的制品中, 对于要求 表面光泽的制品, 多采用 FEF 2 H S,M A F; 对不 要求光泽的低光泽的制品, 多采用 SR F。 2. 2. 2 无机填充剂 无机填充剂被用来作为浅色制品配合中的 补强剂或炭黑配合中的增量剂。 将无机填充剂
第 27 卷第 2 期
挤出用橡胶的配合
2. 6 6. 7 800 66
3. 7 9. 8 540 54
1. 5 2. 0 450 44
2. 6 11. 8 700 50
2. 5 15. 3 620 46
2. 8 4. 9 460 52
( 挤出物表面)
ห้องสมุดไป่ตู้
20 ～ 40 220 ～ 250 8 ～ 8. 5 1. 95
15 ～ 25 260 ～ 280 4. 5 ～ 5. 5 1. 95
1800 8. 8 2. 70
40 8 ～9 2. 60
< 1000 5. 5 左右 2. 60
< 1000 5 ～6 2. 60
评分3 1 ( 分)
橡胶的挤出成型除主要用于轮胎、 内胎的 予成型外, 还被广泛用于汽车的密封材料、 各种 软管、 防水薄膜、 建材用垫片及电线等制品; 作 为橡胶制品的成型加工方法, 挤出成型与模压 成型大体上各占一半; 所用的橡胶也是以通用 的二烯类橡胶为主, 其次是较普通与特种橡胶。 本文就多半用于汽车用密封材料等制品的 有关三元乙丙橡胶 ( EPDM ) 挤出成型用配合的 情况进行叙述。
橡胶配合体系及检测
橡胶简介
天然橡胶（NR):天然橡胶是指从自然界中获得的，主要的采集 对象是巴西橡胶 树. NR的主要生产国：泰国、马来西亚、印度尼西亚、中国、印度等， NR的种类：烟片胶、颗粒胶(标准胶)、恒粘或低粘等特殊天然胶等。 性能及用途:自补强不饱和非极性橡胶，有极好的加工向能和综合性 能。
物理防老剂 主要是：蜡类
化学防老剂
胺类：酮胺、对苯二胺
现常用防老剂统计
区分 常用名称 4010 别名 CPPD IPPD或 3PPD 化学名 N-苯基 -N'-环已基 -对苯二胺 用途 对热、氧、臭氧、光等防护及应力、屈挠形 成龟裂优良，对高国徽和铜离子老化也有 效！易喷霜！且有污染、变色严重！ 臭氧龟裂、屈挠龟裂、热氧光、变价金属的 疲劳老化，与蜡并用静态防臭氧效果更好！ 但有毒性易引起皮炎！现在很多国家已禁
次磺酰胺类 (亚胺)
秋兰姆类 硫脲 黄原酸类 二硫代氨基甲 酸盐
活性剂使用目的与现况
活性剂又称助促进剂，作用是提高促进剂的活性！现在的几乎所有的促 进剂都必须在活性剂的存在的条件下才能充分发挥其促进效能！ 1）现用活性剂均为ZnO与硬脂酸(十八链烷一元酸)并用！！！ 2）ZnO在NR中作补强剂，IIR及CR中作硫化剂又起热稳定作用！ 3）S/A在配合中也可起软化剂作用！促进C/B的分散！
段
ML MH 流变曲线可以 得到数据 流变仪最小转矩，间接 反映胶料流动性和橡胶 分子量大小 流变仪最大转矩，反映 胶料硫化后的分子交联 程度 流变诱导时间，反应胶 料焦烧时间 胶料工艺正硫化时间
ts2
t90
橡胶门尼机
橡胶流变仪
性能检测
拉伸强度
橡胶拉伸性能
橡胶拉伸性 能
挤出
橡胶挤出成型的特点：
1、胶料通过挤出机螺杆的旋转得到进一步的混炼和塑化，保证挤出的半成品胶料质量更致密、均匀；
2、应用面广，通过变换口型模，可以挤出各种断面形状的橡胶型材和供压制模具使用的预成型半成品；
3、挤出成型的制品速度快，生产效率高，有利于自动化生产；
4、挤出成型不受长度限制，可以满足由于设备的限制而不能采用模压制造的超长制品。
将生胶的长链分子降解，形成可塑性的过程叫做塑炼
混炼就是将塑炼后的生胶与配合剂混合、放在炼胶机中，通过机械拌合作用，使配合剂完全、均匀地分散在生胶中的一种过程。
胶的挤出温度
胶的挤出温度
胶的挤出温度取决于其种类和特性。
对于不同的胶种，挤出温度的范围也会有所不同。
例如，天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶的机筒温度通常在150℃~300℃之间，机头温度在200℃~230℃之间，而口型温度在180℃~220℃之间。
氯丁橡胶预成型挤出温度要求在150℃~180℃左右。
对于加料段，温度一般控制在40-60摄氏度之间，这有利于加料和改善压出均匀性。
机筒温度的设置也会根据再生胶的硬度来调整，硬度越高，挤出机机筒温度越高。
较低的机筒温度可以增加胶料的黏度。
而挤出机机头和口型温度高可以在降低挤出半成品的膨胀率的同时降低机头压力，提高再生胶挤出型橡胶制品挤出产量。
此外，丙烯酸酯橡胶由饱和烃组成，具有羚基，比主链上带有双键的二烯丙橡胶稳定耐热，氧老化性能好。
它的挤出温度是218度，以避免温度再升高造成焦烧。
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学习目标：
1、天然橡胶的挤出性能及配合特性 2、天然橡胶与合成橡胶相比，有哪些优
点 3、天然橡胶的挤出工艺特点 4、丁苯橡胶的挤出性能及配合特性 5、丁苯橡胶的挤出工艺特点
ห้องสมุดไป่ตู้
天然橡胶
1、天然橡胶的挤出性能及配合特性
①挤出性能：
传热性差、热膨胀率大、黏性和弹性可逆变化 敏感、挤出表面粗糙
②配合特性：
②配合特性：
配用填充剂能降低胶料膨胀率、改善挤出性能
5、丁苯橡胶的挤出工艺特点
在采用热喂料挤出时，胶料需进行 充分 热炼，可用手工或机械连续供料。
小结：
橡胶种类
天然橡胶 丁苯橡胶
挤出性能 配合特性 工艺特点 与合成橡胶 比的优点
传热性差、热 膨胀率大、黏 性和弹性可逆 变化敏感、挤 出表面粗糙
加入补强填充 剂或无机填充 剂、可与丁苯 橡胶并用改善 挤出膨胀率低
）挤出，其挤出速度 快 ，挤出变形 较小 ，半成
点 品表面 光滑，尺寸稳定性 好 ，且致密性 高 。
3、天然橡胶的挤出工艺特点
胶料必须均匀热炼
第一次： 粗炼 辊温45℃
辊距1~2mm
第二次： 细炼 辊温60-70℃ 辊距5~6mm
丁苯橡胶
4、丁苯橡胶的挤出性能及配合特性
①挤出性能：
可塑性较低、挤出速度慢、挤出变形较大、半 成品表面粗糙
4.4 各种橡胶的挤出与配合特性
4.4.1-4.4.2 天然橡胶、丁苯橡胶 4.4.3-4.4.4 顺丁橡胶、异戊橡胶 4.4.5-4.4.7 氯丁橡胶、丁腈橡胶、
丁基橡胶
复习提问：
? 1.胶料按挤出性能分可分为几大类？分 别是哪几类？
? 2、天然橡胶和丁苯橡胶的挤出性能一 样吗？如果不一样，分别属于哪种分类 ？
的现象
胶料必须均匀 热炼，
第一次粗炼， 第二次细炼
天然橡胶与合成 橡胶相比 易于挤 出，其挤出速度 快，挤出变形 较 小 ，半成品表面
光滑 ，尺寸稳定 性好 ，且致密性 高。
可塑性较低、 配用填充剂 需进行充分
挤出速度慢、 能降低胶料膨 热炼，可用手
挤出变形较大 胀率、改善挤 工或机械连续
、半成品表面 出性能
加入补强填充剂或无机填充剂、可与丁苯橡胶 并用改善挤出膨胀率低的现象
性能
天然橡胶
SBR1502 NR/SBR1500
挤出量/(kg/h)
61
60
60
螺杆转速
50
42
46
/(r/min)
23
120
26
口型膨胀率/%
挤出指数
3.5
3
3.5
刃边
4
3.5
4
棱角
4
3.5
3
表面
优 2、天然橡胶与合成橡胶相比 易于 （难以、易于
供料
粗糙
检测：
1、纯天然橡胶传热性
，热膨胀率 、
黏性和弹性可逆变化敏感，挤出表面
。
2、天然橡胶与合成橡胶相比 （难以、易于 ）挤出，其挤出速度 ，挤出变形 ，半 成品表面 ，尺寸稳定性 ，且致密
性。
3、丁苯橡胶挤出速度很快，挤出变形较大，半 成品表面良好。（ ）