橡胶成型工艺

2. 品种分类
按化学结构分 聚酯型（AU）
聚醚型 (EU)
聚氨酯橡胶
混炼型
按加工方法分 浇注型
热塑性
3.性能 ①饱和性橡胶，拉伸强度高 （27.5～41.2 MPa），耐磨性最好。
②耐油，耐氧化，耐臭氧，耐寒性能好， 气密性仅次于IIR。
③易水解，不耐酸碱，生热大， 互粘性不好。
4.用途
制造高强度，高耐磨和耐油的制品，在泡沫橡胶中 运用较多(利用异氰酸酯与水反应放出CO2)。
炭黑粒子
炭黑粒子表面 的橡胶层 C相 (似玻璃态)
交联橡胶分子 B相
自由橡胶 大分子 A相 (液态)
炭黑填充的硫化胶的非均质模型
A相—进行微布朗运动的橡胶分子链；B相—交联团相
；C相—被填料束缚的橡胶相
对壳层补强作用的解释是双壳层起骨架作用。提出了 填充炭黑橡胶的不均质结构示意图，见上图。图中A 相为自由大分子，B相为交联结构，C相为双壳层，该 理论认为C相起着骨架作用联结A相和B相，构成一个
指炭黑在制造过程中， 粒子间互相融结而形成 的链枝状或葡萄状的聚 集体。
指两个或两个以上基 本聚集体，通过范德 华力（物理吸附）的 作用连结成的疏松缔 合物。
⑵结构性
⑶ 结构性的 表示方法
指炭黑粒子连接成长链并融 结在一起而成的三度空间的 聚集倾向。
①形状因素（早期使用） ②形态因素（近年来使用） ③吸油值
橡胶大分子与填料整体网络，改变了硫化胶的结构， 因而提高了硫化胶的物理机械性能。
橡胶大分子链滑动学说
这是比较新和比较全面的炭黑补强理论。该理论的 核心是橡胶大分子能在炭黑表面上滑动，由此解释了 补强现象。炭黑粒子表面的活性不均一，有少量强的 活性点以及一系列的能量不同的吸附点。吸附在炭黑 表面上的橡胶链可以有各种不同的结合能量，有多数 弱的范德华力的吸附以及少量的化学吸附。吸附的橡 胶链段在应力作用下会滑动伸长。
活性剂防焦剂） 补强填充剂
软化增塑剂 防老剂
专用配合剂
功能 基本材料（主体） 起硫化作用
改善某些性能（提高物机性 能，降低成本） 改善加工操作性能 改善（提高）质量，延长使 用寿命 赋予特殊性能
第一章 生 胶
学习要求 概述 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
. ］n
双环型(D型)：
［（ ）（ CH2 CH2 x CH2
CH3
CH ）y
CH CH3
CH CH
. ］n
EPDM(H型)
（五）丁基橡胶(IIR)---异丁烯橡胶
1.分子结构
IIR由异丁烯与少量异戊二烯单体在低温下（约-100 ℃） 共聚而成。呈白色或灰白色半透明状。
CH3
CH3
CH3
（ ） （ ） C CH2 x CH2 C CH CH2 C CH2 y
目录
绪 论 第一章 生 胶 第二章 硫化体系配合剂 第三章 补强与填充剂 第四章 软化剂与增塑剂 第五章 防老剂 第六章 配方设计
第七章 生胶的塑炼 第八章 混 炼 第九章 纺织物的涂胶
和浸胶 第十章 压 延 第十一章 挤 出 第十二章 硫 化 教材及参考书
三、本科程的内容
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
初期研究→甲基工业化时期 → 1940~1954年间的进展→工业化时期
命名 分类
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 ①通分用类合趋成于橡按胶其：性性能共能和聚与用的N途则R可叫相分丁近为苯，：橡物胶机。
类聚合物（介于塑料与橡胶之间的材料）。
2.分类及结构特点 ⑴分类
按交联方式 物理交联型
化学交联型
热塑性弹性体
嵌段共聚物
按聚合物的结构特点 接枝共聚物
其它类
习惯上，依化学组成分类：聚烯烃类，苯乙烯嵌段共聚物 类，聚氨酯类，聚酯类及其它类。
二、再生胶
1.概念
再生胶是指将废旧的橡胶制品和硫 化胶的边角废料经加工处理后，去 掉硫化胶的弹性而恢复塑性和粘性， 使其重新获得与生胶混合和硫化能 力的材料。
性能: ①饱和性橡胶，耐热(150℃)，耐老化；加工性
良好。
②极性橡胶，耐油、耐燃。
③抗臭氧性能及耐日光曝晒下的自然老化优越。
④自粘性和互粘性差，低温性能较差(-56℃以下 发脆)
用途：制耐酸碱衬里，胶布及一般耐油制品。
二、热塑性弹性体
1.概念
指在常温下具有橡胶的弹性，在高温下又能塑化成型的一
2.再生胶的制法
油法、水油法、挤出 法、溶解法、室温塑 化法、动态脱硫法等
第三章 补强与填充剂
学习要求 概述 第一节 炭黑的品种和分类 第二节 炭黑的基本性质 第三节 白炭黑 第四节 矿质填充剂
概述
1.基本概念
补强剂：指能提高橡胶制品物理 机械性能的填料。
填充剂：指能增加橡胶制品的容积， 降低含胶率，降低成本的填料。
（3）当伸长再增大，链再滑动，使橡胶链高度取向，承担大的 应力，有高的模量，为补强的第二个重要因素。由于滑动的摩 擦使胶料有滞后损失。滞后损失会消耗一部分外力功，化为热 量，使橡胶不受破坏，为补强的第三个因素。
（4）是收缩后胶料的状况，表明再伸长时的应力软化效应，胶 料回缩后炭黑粒子间橡胶链的长度差不多一样，再伸长就不需 要再滑动一次，所需应力下降。在适宜的情况（如膨胀）下， 经过长时间，由于橡胶链的热运动，吸附与解吸附的动态平衡 ，粒子间分子链长度的重新分布，胶料又恢复至接近原始状态 。但是如果初次伸长的变形量大，恢复常不超过50%。
第四章 软化剂与增塑剂[学习要求]
［ ］ （ ）（ ） CH2 CH CH CH2 x CH2 CH y n CN
三、特种合成橡胶
（一）硅橡胶（Q）
1.概念及分类 硅橡胶是指分子主链为—Si—O—无机结构，
侧基为有机基团（主要为甲基）的一类弹性体。 按硅橡胶的硫化机理不同，可把硅橡胶分为三
大类: 有机过氧化物引发自由基交联型 （热硫化型）
Cl
（ ） CH2 C CH CH2 n
2．品种类型
G型（硫调节型），即以硫作调节剂，
秋兰姆作稳定剂。可单独用金属氧
通用型
化物来硫化。
W型（非硫调节型），仅以TETD稳定，
不含硫黄，需用金属氧化物、硫黄
氯丁橡胶
和促进剂进行硫化。
粘接型：作粘接剂 专用型
特殊用途型
（七）丁腈橡胶（NBR）
1.分子结构 通用型NBR由丁二烯和丙烯腈（ACN）通过乳 液聚合法共聚而成。呈浅黄色至棕褐色。
2. 二元乙丙橡胶（EPM）
分子结构式：
［ ］ （ ）（ ） CH2 CH2 x CH2 CH y n
CH3
EPM为饱和性橡胶，有优异的耐老化性能，不 能用硫磺来硫化，必须用过氧化物来硫化。
3. 三元乙丙橡胶(EPDM)
乙叉型(E型)：
［（ CH2
）（ CH2 x CH2
CH3
CH ）y
CH CH
第二节 炭黑的基本性质
一、炭黑的基本结构
碳氢 高温热裂解 化合物 脱氢环化
平行重叠
六角形网状平面
微晶体
微晶体 组合
基本粒子
规整性：热裂法炭黑>气基炉法炭黑>槽黑>炉黑
二、炭黑的化学组成
C（95%以上），少量的 H、S、O及其它杂质和 水分。
三、炭黑的基本性质
1.炭黑粒子的化学活性 和表面化学性质
大分子滑动学说的基本概念可用上图表示。
（1）表示胶料原始状态，长短不等的橡胶分子链被 吸附在炭黑粒子表面上。
（2）当伸长时，这条最短的链不是断裂而是沿炭黑 表面滑动，原始状态吸附的长度用点标出，可看出滑 移的长度。这时应力由多数伸直的链承担，起应力均 匀作用，缓解应力集中为补强的第一个重要因素。
性能和加工性能较好。
②特种合成橡胶：具有特殊性能
二、通用合成橡胶 （一）聚丁二烯橡胶（顺丁胶，BR，无色或
浅色，透明） 1、制法及分子结构
溶聚法、乳聚法
分子结构：
应用的主要品种
高顺式聚丁二烯橡胶: 顺式结构含量为97～99%
2、品种类型
中顺式聚丁二烯橡胶: 顺式结构含量为90～95%
低顺式聚丁二烯橡胶: 顺式结构含量为32～40%
硅橡胶 缩聚反应型（室温硫化型） 加成反应型。
2. 主要品种及特性
（1）二甲基硅橡胶
（
（MQ）
CH3
Si O ）n
CH3
（2）甲基乙烯基橡 胶（MVQ）
CH3 CH3
（ Si O Si O ）n
（3）甲基苯基乙烯基
CH3 CH CH2
硅橡胶（MPVQ） CH3
CH3
CH3
（
Si
O ）x（
Si
O ）（y
Si
O） Z
CH3
CH CH2
（三）聚氨酯橡胶（U）
1.分子结构式
聚氨酯橡胶（U）是聚氨基甲酸酯橡胶的总称，它由聚酯 （或聚醚）与二异氰酸酯类化合物缩聚而成。结构式：
O
O
（ ） R1 O C NH R2 NH C O n
其中：R1—聚酯或聚醚链段，为柔性链段 R2—苯核、萘核、联苯核，为刚性链段 （氨基甲酸酯）内聚能大，为刚性链段
以生胶为原料 制造橡胶制品
1.橡胶工艺生产所用的 原材料
包括生胶及橡胶类似物、硫化 体系配合剂、补强填充剂、软 化增塑剂、防老剂等原材料
2.原材料的配方
3.橡胶加工工艺的过程 包括塑炼、混炼、压延挤出、成型、