汽车常用橡胶及其工艺详解培训

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CH2 C CH
➢ 二元乙丙橡胶不能用硫化; ➢三元乙丙橡胶主链为饱和结构,侧链
带不饱和基团(1~2mol%),三元体系
CH3 CH2 CH2 x CH CH2 y CH
CH3 CH
保持二元乙丙橡胶的各种优良特性,且 可硫黄硫化;
CH CH2 CH CH CH
CH2
➢常用乙丙橡胶为无定形橡胶,在较宽
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橡胶的配合与加工工艺
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橡胶的配合与加工工艺
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b. 混炼: 将各种配合剂混入生胶中制成均匀的混炼胶
设备:开炼机、密炼机
塑炼胶
促进剂、 活性剂、 防老剂
增强剂、 填充剂
增塑剂
硫化剂
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降低弹性,提高塑性。这一发现奠定了橡胶加工的基础,他被公认为世界橡 胶工业的先驱。
❖ 1839,Goodyear发现硫磺可使橡胶硫化——奠定橡胶加工业的基础; ❖ 1888,Dunlop发明充气轮胎——橡胶工业真正起飞; ❖ 1904,Mote采用碳黑对橡胶进行增强。
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体合成出了集成橡胶(SIBR);
➢1990年,美国Goodrear橡胶轮胎公司将SIBR产业化。
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通用合成橡胶
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丁基橡胶
制备和品种 ➢异丁烯和少量异戊二烯(0.5~3%)的共聚物; ➢1943年,实现通用丁基橡胶的工业化(阳离子聚合); ➢1960、1971年先后实现氯化IIR和溴化IIR的工业化
(1)天然橡胶的发现和利用
❖ 早在11世纪,南美洲人即已开始利用野生天然橡胶。 ❖ 1496,哥伦布第二次到美洲,发现橡胶树; ❖ 1736年法国人孔达米纳参加法国科学院赴南美考察队,观察到三叶橡胶
树流出的胶乳可固化为具有弹性的物质。
❖ 1823,英国人麦金托什创办第一个橡胶防水布厂—— 橡胶工业的开始; ❖ 同期,英国人Hancock发现橡胶通过两个转动滚筒的缝隙反复加工,可以
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特种合成橡胶
➢ 特种用途、用量较少; ➢ 多属于饱和橡胶(丁腈除外); ➢多为极性橡胶(硅橡胶除外)。
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特种合成橡胶
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丁腈橡胶 (1)制备和品种
➢目前用量最大的特种合成橡胶; ➢以丁二烯和丙烯腈为原料,采用自由基乳液聚合而成,以低温聚合为主; ➢ 丙烯腈的含量是影响丁腈橡胶的重要指标,其含量一般在15~50%范围内。
强度较高
➢在外力作用下拉伸结晶; ➢纯 NR 硫化胶拉伸强度可达17~25 MPa,用炭黑增强可达25~35 MPa;
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天然橡胶
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良好的耐屈挠疲劳性能,滞后损失小,良好的气密性、防水性、电 绝缘性和隔热性;
加工性能好,容易进行塑炼、混炼、压延、压出等;
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通用合成橡胶
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乙丙橡胶
(1)制备和品种
➢以乙烯、丙烯为原料,采用钒或钛的氯化物与烷基铝催化剂共聚而成; ➢乙丙橡胶的增长速度是合成橡胶里最快的; ➢主要生产方法为悬浮法和溶液法。
根据是否加入第三单体可分为 二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶
CH3 CH2 CH2 x CH CH2 y
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Welcome to this training 欢迎参加本次培训
• 主 讲 人:
XXX
• 学 时:
2
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目录
✓ 1、橡胶的特征 ✓ 2、橡胶的发展历史及现状 ✓ 3、橡胶的分类及工艺 ✓ 4、天热胶详解 ✓ 5、合成胶详解 ✓ 6、特种胶详解
CH3 CH2 CH2 x CH CH2 y B
第三单体主要有:降冰片烯(ENB)、双环戊二烯(DCPD)、1,4-己二烯 (HD)
汽车技术培训-汽车常用橡胶及其工艺乙丙橡胶的结构
CH3 CH2 CH2 x CH CH2 y CH CH
CH CH2 CH
性、气密性、粘结性较差。
应用:主要是车窗密封条、散热器软管等
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通用合成橡胶
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氯丁橡胶 结构特点:
Cl CH2 C CH CH2 x
➢以2-氯-1,3-丁二烯为原料,采用自由基乳液聚合而成 ➢以反式1,4-加成为主,占88~92% ➢反式结构易于结晶,结晶能力大于NR、顺丁和丁基橡胶 ➢硫化和氧化反应活性均比NR、SBR、丁腈和顺丁橡胶低,耐老化性能比 一般不饱和橡胶好得多。
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通用合成橡胶
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丁基橡胶的性能与应用
➢气密性非常好,透气性是SBR的1/8,NR的1/20,BR的1/30,适合制作气密
性产品,如内胎、球胆、瓶塞等;
➢ 与乙丙橡胶同属非极性饱和橡胶,具有很好的耐热性、耐老化性、化学稳
定性和绝缘性;
➢ 水渗透率极低,耐水性优良,在常温下的吸水速率比其他橡胶低10~15倍; ➢ 丁基橡胶硫化速度慢,需要高温或长时间硫化; ➢ 与其他橡胶的相容性较差,仅能与乙丙橡胶、聚乙烯并用。
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橡胶的配合与加工工艺
d.压出:
胶料通过压出机或螺杆挤出机制成各 种复杂断面形状的半成品的工艺过程 制品:胶条、胶管、门窗密封条
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e. 成型:
把构成制品的各部件,通过粘贴、压合等方法组成具有一定形状的整 体的制品。
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❖1965-1973,出现了热塑性弹性体,即第三代橡胶; ❖ 茂金属催化剂给橡胶工业带来新的革命,现在已合成了茂金属乙丙橡胶等新型
橡胶品种;
❖ 环氧化、接枝、共混、动态硫化等技术的采用,橡胶向着高性能化、功能化特
种化方向发展。
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国内发展现状
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从2003年起,中国即成为世界第一橡胶消费大国; 但我们又是一个橡胶资源匮乏的国家,“十五”以来,国内消费的天然橡 胶65%以上、合成橡胶40%以上靠进口。
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通用合成橡胶
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性能用途:
➢所有合成橡胶中密度最大的(1.23~1.25); ➢氯原子存在——极性橡胶; ➢良好结晶能力——良好的力学性能,自增强橡胶; ➢优异耐燃性能和粘结性能; ➢耐氧化性能仅次于乙丙和丁基橡胶,耐油性仅次于丁腈橡胶;
应用领域: 阻燃制品、耐油制品、粘合剂等
温度范围内保持良好的柔性和弹性;
CH CH
CH3 CH2 CH2 x CH2 CH y CH2 CH z
CH2
➢乙烯含量在60%左右,综合性能最好。
CH CHCH3
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通用合成橡胶
(3)乙丙橡胶的性能与应用
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➢优异耐热性、耐老化性,120℃可长期使用; ➢耐化学腐蚀性能好,对各种极性药品、酸、碱均有较强的抗耐性; ➢良好的弹性和低温性能,在通用橡胶中仅次于天然橡胶和顺丁橡胶; ➢ 耐水性优异,在通用合成橡胶中是最好的; ➢ 在所有橡胶中,密度最低,具有高填充性; ➢ 缺点:采用硫黄体系硫化速度慢,难与不饱和橡胶并用,耐燃性、耐油
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橡胶的配合与加工工艺
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(2)橡胶加工工艺——包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化等工艺
a. 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,依靠机械力、热和氧
的作用,使橡胶大分子断裂,以降低分子量、粘度、弹性,获得可塑性、流动性 和可加工性;
设备:开炼机、密炼机
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胶管等。
80 70 60 50 40 30 20 10
0 轮胎工业
橡胶机械
其他用途
亚太 北美 西欧
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通用合成橡胶
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集成橡胶
➢1984年,德国Nordsiek提出集成橡胶概念; ➢同年,德国Nüls公司采用St、异戊二烯(Ip)、丁二烯(Bd)作为单
压延完成的作业:胶料的压片、压型、贴合、纺织物的贴胶、擦胶 设备:压延机,最普遍为三辊或四辊
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橡胶的配合与加工工艺
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橡胶的配合与加工工艺
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压片:把混炼胶制成具有规定厚度、宽度和光滑表面的胶片。 压型:将胶料制成表面有花纹并具有一定断面形状的带状胶片,主要制造 胶鞋大底、轮胎胎面。 贴合:通过压延使两层薄胶片合成一层胶片。 纺织物的贴胶:使胶料和织物挂胶织物的作业。 纺织物的擦胶:利用压延机辊筒转速不同,把胶料擦入织物线缝中。
增强体系: 炭黑、白炭黑等(轮胎里含量达到50%,增强、耐磨)
另:增塑剂、防老剂、可赋予橡胶特有功能的配合剂等。
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橡胶的配合与加工工艺
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防老剂:防止或延缓橡胶老化。
作用机理
物理防老如石蜡
化学防老
胺类 酚类
➢硫化
硫化剂
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缺点:耐油性、耐老化性(臭氧、热氧)差
具有最好的综合力学性能和加工性能,广泛应用于轮胎、胶管、 胶带等各种工业橡胶制品,是用途最广的橡胶品种。
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通用合成橡胶
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丁苯橡胶的应用
➢主要应用于轮胎工业,也适合于胶管、胶带、胶鞋以及其他橡胶制品。 ➢SBR适合制造高硬度质轻的制品,如鞋底、滑冰轮、铺地材料、硬质
……
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橡胶的配合与加工工艺
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(1)橡胶的配合——根据制品性能要求,进行配方设计
生胶体系: 天然橡胶、合成橡胶、生胶的替代材料(再生胶及热塑性树脂等)
硫化体系: 硫化剂:硫黄、含硫化合物、过氧化物、醌类化合物、胺类化合物等; 硫化促进剂; 硫化活性剂(提高促进剂的活性)
斯里兰卡、泰国;
➢ 至今NR的消耗量仍约占橡胶总消耗量的40%
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天然橡胶
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弹性佳,在通用橡胶里仅次于顺丁橡胶;
➢NR分子主链上与双键相邻的 σ 键容易旋转,分子柔性好,在常温处于无
定形状态;
➢分子链上侧甲基体积小,数目少,位阻效应小; ➢非极性分子,分子间相互作用小,对分子链内旋转约束和阻碍小。
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橡胶的分类
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天然橡胶
按来源和 用途分
合成 橡胶
通用合成橡胶
特种合成橡胶
按形态分:固体、液体、粉末橡胶
丁苯橡胶(SBR) 顺丁橡胶(BR) 异戊橡胶(IR) 氯丁橡胶(CR) 乙丙橡胶(EPDM)
丁腈橡胶(NBR) 硅橡胶(SiR) 氟橡胶(FPM) 聚氨酯橡胶(PU)
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橡胶的配合与加工工艺
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f. 硫化:
胶料在一定压力和温度下,橡胶大分子由线性结构变为网状结构的交联过 程。
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天然橡胶
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天然橡胶(NR)
➢ 98%NR来自巴西橡胶树(三叶橡胶树); ➢ 全世界NR的90%以上产自东南亚地区,主要是马来西亚、印尼、
橡胶的配合与加工工艺
c. 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, 制成具有一定断面尺寸规格和规 定断面几何形状的片状或薄膜状 材料;或者将聚合物覆盖并附着 于纺织物表面,如胶布。
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橡胶的配合与加工工艺
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橡胶的发展历史
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(2)合成橡胶的发现和应用
❖ 1900,确定了天然橡胶的结构——合成橡胶成为可能; ❖ 1932,前苏联使丁钠橡胶工业化,之后相继出现了氯丁、丁腈、丁苯橡胶; ❖ 19世纪50年代,Zeigler-Natta催化剂的发现,导致合成橡胶的新飞跃,出现了
顺丁、乙丙、异戊橡胶;
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橡胶的特征
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➢高弹性:在外力作用下具有较大的弹性形变,最高可达1000%,除去外力后变 形很快恢复;
➢柔软性好、硬度低;
➢具有高分子材料的共性:粘弹性、绝缘性、环境老化性、密度小。
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橡胶的发展历史
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