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1955年美国人利用齐格勒—纳塔催化剂聚合异戊二烯。 首次用人工方法合成了结构与天然橡胶基本相同的合成 天然橡胶。不久用乙烯、丙烯这两种最简单的单体制造 的乙丙橡胶也获成功。此外还出现了各种具有特殊性能 的橡胶。现在合成橡胶的总产量已经超过了天然橡。
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3.2 橡胶的特性 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。
扯断伸长率：试样在拉伸破坏时，伸长部分的长度与 原长度之比，通常以比例(％)表示。
硬度：硬度是橡胶抵抗变形的能力的指标之一。用硬 度计来测试，最常用的是邵氏硬度计，其值的范围为0 ～100。其值越大，橡胶越硬。
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邵氏硬度计 仪器型号：德国Zwick公司 主要用途：用于测试软、硬质塑料， 橡胶及硫化橡胶等高分子材料的硬度
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混炼：将各种配合剂混入生胶中制成质量均匀的混炼 胶的过程称为混炼。
混炼是橡胶加工工艺中最基本和最重要的工序之一， 混炼胶的质量对半成品的工艺加工性能和橡胶制品的 质量具有决定性的作用。在生产中，每次的混炼胶料 都要进行快速检验，检查的目的是为了判断混炼胶料 中配合剂是否分散良好，有无漏加、错加，以及操作 是否符合工艺要求等，以便及时发现问题和采取补救 措施。混炼采用的设备有开炼机和密炼机，密炼机的 混炼室是密闭的，混合过程中物料不会外泄，有效地 改善了工作环境。
温度依赖性：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。
橡胶具有高分子材料的共性：如黏弹性、绝缘性、 环境老化性、密度小等。
6
3.3 橡胶的分类
7
通用橡胶：凡是性能与天然橡胶相同或接近，物理性 能和加工性能较好，能广泛用于轮胎和其它一般橡胶 制品的橡胶称为通用橡胶。
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第一节 概述
3.1 橡胶的发展历史
人类使用天然橡胶的历史已经有好几个世纪了。哥伦布 在发现新大陆的航行中发现，南美洲土著人玩的一种球 是用硬化了的植物汁液做成的。一些样品被视为珍品带 回欧洲。后来人们发现这种弹性球能够擦掉铅笔的痕迹 ，因此给它起了一个普通的名字 “擦子(Rubber)”。这种 物质就是橡胶。
橡胶
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橡胶
橡胶(Rubber)是一种高弹性的高分子化合物，它在大 的形变下能迅速有力地恢复其形变。它具有其它材 料所没有的高弹性，因而也称做弹性体。 橡胶的主要特征是分子量大，一般都在数十万，甚 至达到上百万左右；其次是橡胶具有多分散性，也 即橡胶的分子是大小不等的，有一个分布范围，这 是决定橡胶成为工程材料的内在原因。
特种橡胶：凡是具有特殊性能，专供耐热、耐寒、耐化 学腐蚀、耐油、耐溶剂、耐辐射等特殊性能橡胶制品使 用的称为特种橡胶。
实际上，通用橡胶和特种橡胶之间并无严格的界限， 如乙丙橡胶兼具上述两方面的特点。通用橡胶与特种 橡胶之间的有：氯丁橡胶（CR）、乙丙橡胶（EPDM ）、丁基橡胶（IIR）。
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3.4 橡胶的性能指标 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。虽然橡胶很少在纯拉伸条件下使 用，但是橡胶的很多其他性能与该性能密切相关，如耐 磨性、弹性、应力松弛、蠕变、耐疲劳性等。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
定伸应力：试样在一定伸长(通常300％)时，原横截面上 单位面积所受的力，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 所承受的负荷，单位kN/m。 阿克隆磨耗：在阿克隆磨耗机上，使试样与砂轮成150倾 斜角和受到2．72kg的压力情况下，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。
其他性能指标，如回弹性、生热 、压缩永久变形、低温特性、耐 老化特性等。
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3.4 橡胶的加工工艺 橡胶制品的制备工艺过程复杂，一般包括塑炼、混炼 、压延、压出、成型、硫化等加工工艺。
塑炼：塑炼是使生胶由弹性状态转变为具有可塑性状态的 工艺过程。生胶具有很高的弹性，不便于加工成型。经塑 炼后，分子质量降低，黏度下降，可获得适宜的可塑性和 流动性，有利于后面工序的正常进行，如混炼时配合剂易 于均匀分散，压延时胶料易于渗入纤维织物等。塑炼过程 实质上就是依靠机械力、热或氧的作用，使橡胶的大分子 断裂，大分子链由长变短的过程。塑炼常用的设备有开炼 机和密炼机。
在第一次世界大战期间，迫于橡胶匮乏，德国人采用了 二甲基丁二烯聚合而成甲基橡胶，这是第一种具有实用 价值的合成橡胶。
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大约在1930年，德国和苏联用丁二烯作为单体，金 属钠作为催化剂，合成了丁钠橡胶。与其它单体共 聚可以改善了钠橡胶的性能。如与苯乙烯共聚得到 丁苯橡胶(Buna-S)，它的性质与天然橡胶极其相似 。
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450型开炼机
橡胶密炼机
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一般混炼过程中加料顺序的原则是：如用量少、难分 散的配合剂，则先加；如用量大、易分散的配合剂， 则后加；为了防止焦烧，硫黄和超速促进剂一般最后 加入。 塑炼胶、再生胶、母炼胶——促进剂、活性剂、防老 剂——补强、填充剂——液体活化剂——硫磺、超速 促进剂。
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压延：利用压延机辊筒之间的挤压力作用，使物料发生塑 性流动变形，最终制成具有一定断面尺寸规格和规定断面 几何形状的片状材料或薄膜状材料；或者将聚合物材料覆 盖并附着于纺织物表面，制成具有一定断面厚度和断面几 何形状要求的复合材料，如胶布。压延机是压延工艺的主 要设备，压延机的类型依据辊筒数目和排列方式不同而异 。最普遍使用的类型为三辊压延机和四辊压延机。
但是直到1839年，美国人古德伊尔(Charles Goodyear) 成功地将天然橡胶进行了硫化后，橡胶才成为有使用价 值的材料。
3
在古德伊尔发明了实用的硫化橡胶之后的1845年，英国 工程师R．W．汤姆森在车轮周围套上一个合适的充气 橡胶管，并获得了这项设备的专利，到了1890年，轮胎 被正式用在自行车上，到了1895年，被用在各种老式汽 车上。随着汽车数量的大量增加，用于制造轮胎的橡胶 的需求量也变得供不应求。
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3.2 橡胶的特性 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。
扯断伸长率：试样在拉伸破坏时，伸长部分的长度与 原长度之比，通常以比例(％)表示。
硬度：硬度是橡胶抵抗变形的能力的指标之一。用硬 度计来测试，最常用的是邵氏硬度计，其值的范围为0 ～100。其值越大，橡胶越硬。
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邵氏硬度计 仪器型号：德国Zwick公司 主要用途：用于测试软、硬质塑料， 橡胶及硫化橡胶等高分子材料的硬度
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混炼：将各种配合剂混入生胶中制成质量均匀的混炼 胶的过程称为混炼。
混炼是橡胶加工工艺中最基本和最重要的工序之一， 混炼胶的质量对半成品的工艺加工性能和橡胶制品的 质量具有决定性的作用。在生产中，每次的混炼胶料 都要进行快速检验，检查的目的是为了判断混炼胶料 中配合剂是否分散良好，有无漏加、错加，以及操作 是否符合工艺要求等，以便及时发现问题和采取补救 措施。混炼采用的设备有开炼机和密炼机，密炼机的 混炼室是密闭的，混合过程中物料不会外泄，有效地 改善了工作环境。
温度依赖性：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。
橡胶具有高分子材料的共性：如黏弹性、绝缘性、 环境老化性、密度小等。
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3.3 橡胶的分类
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通用橡胶：凡是性能与天然橡胶相同或接近，物理性 能和加工性能较好，能广泛用于轮胎和其它一般橡胶 制品的橡胶称为通用橡胶。
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第一节 概述
3.1 橡胶的发展历史
人类使用天然橡胶的历史已经有好几个世纪了。哥伦布 在发现新大陆的航行中发现，南美洲土著人玩的一种球 是用硬化了的植物汁液做成的。一些样品被视为珍品带 回欧洲。后来人们发现这种弹性球能够擦掉铅笔的痕迹 ，因此给它起了一个普通的名字 “擦子(Rubber)”。这种 物质就是橡胶。
橡胶
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橡胶
橡胶(Rubber)是一种高弹性的高分子化合物，它在大 的形变下能迅速有力地恢复其形变。它具有其它材 料所没有的高弹性，因而也称做弹性体。 橡胶的主要特征是分子量大，一般都在数十万，甚 至达到上百万左右；其次是橡胶具有多分散性，也 即橡胶的分子是大小不等的，有一个分布范围，这 是决定橡胶成为工程材料的内在原因。
特种橡胶：凡是具有特殊性能，专供耐热、耐寒、耐化 学腐蚀、耐油、耐溶剂、耐辐射等特殊性能橡胶制品使 用的称为特种橡胶。
实际上，通用橡胶和特种橡胶之间并无严格的界限， 如乙丙橡胶兼具上述两方面的特点。通用橡胶与特种 橡胶之间的有：氯丁橡胶（CR）、乙丙橡胶（EPDM ）、丁基橡胶（IIR）。
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3.4 橡胶的性能指标 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。虽然橡胶很少在纯拉伸条件下使 用，但是橡胶的很多其他性能与该性能密切相关，如耐 磨性、弹性、应力松弛、蠕变、耐疲劳性等。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
定伸应力：试样在一定伸长(通常300％)时，原横截面上 单位面积所受的力，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 所承受的负荷，单位kN/m。 阿克隆磨耗：在阿克隆磨耗机上，使试样与砂轮成150倾 斜角和受到2．72kg的压力情况下，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。
其他性能指标，如回弹性、生热 、压缩永久变形、低温特性、耐 老化特性等。
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3.4 橡胶的加工工艺 橡胶制品的制备工艺过程复杂，一般包括塑炼、混炼 、压延、压出、成型、硫化等加工工艺。
塑炼：塑炼是使生胶由弹性状态转变为具有可塑性状态的 工艺过程。生胶具有很高的弹性，不便于加工成型。经塑 炼后，分子质量降低，黏度下降，可获得适宜的可塑性和 流动性，有利于后面工序的正常进行，如混炼时配合剂易 于均匀分散，压延时胶料易于渗入纤维织物等。塑炼过程 实质上就是依靠机械力、热或氧的作用，使橡胶的大分子 断裂，大分子链由长变短的过程。塑炼常用的设备有开炼 机和密炼机。
在第一次世界大战期间，迫于橡胶匮乏，德国人采用了 二甲基丁二烯聚合而成甲基橡胶，这是第一种具有实用 价值的合成橡胶。
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大约在1930年，德国和苏联用丁二烯作为单体，金 属钠作为催化剂，合成了丁钠橡胶。与其它单体共 聚可以改善了钠橡胶的性能。如与苯乙烯共聚得到 丁苯橡胶(Buna-S)，它的性质与天然橡胶极其相似 。
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450型开炼机
橡胶密炼机
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一般混炼过程中加料顺序的原则是：如用量少、难分 散的配合剂，则先加；如用量大、易分散的配合剂， 则后加；为了防止焦烧，硫黄和超速促进剂一般最后 加入。 塑炼胶、再生胶、母炼胶——促进剂、活性剂、防老 剂——补强、填充剂——液体活化剂——硫磺、超速 促进剂。
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压延：利用压延机辊筒之间的挤压力作用，使物料发生塑 性流动变形，最终制成具有一定断面尺寸规格和规定断面 几何形状的片状材料或薄膜状材料；或者将聚合物材料覆 盖并附着于纺织物表面，制成具有一定断面厚度和断面几 何形状要求的复合材料，如胶布。压延机是压延工艺的主 要设备，压延机的类型依据辊筒数目和排列方式不同而异 。最普遍使用的类型为三辊压延机和四辊压延机。
但是直到1839年，美国人古德伊尔(Charles Goodyear) 成功地将天然橡胶进行了硫化后，橡胶才成为有使用价 值的材料。
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在古德伊尔发明了实用的硫化橡胶之后的1845年，英国 工程师R．W．汤姆森在车轮周围套上一个合适的充气 橡胶管，并获得了这项设备的专利，到了1890年，轮胎 被正式用在自行车上，到了1895年，被用在各种老式汽 车上。随着汽车数量的大量增加，用于制造轮胎的橡胶 的需求量也变得供不应求。