青岛科技大学《橡胶及塑料加工工艺》复习重点
青岛科技大学《橡胶及塑料加工工艺》全书知识点整理
1、高分子链的近程结构（1）高分子链的化学组成：碳链高分子：主链全部有共价键连接的碳原子组成，不易水解，易成型加工，易燃易老化；杂链高分子：主链中除碳原子外，还有其他原子以共价键连接，易水解，耐热性好，强度高；元素高分子：耐热性和耐寒性高，弹性塑性好，可溶（2）单体单元的键合：单烯类单体和双烯类键合（3）共聚物单体的键接形式：无规、交替、嵌段、接枝（4）高分子的构型（分子中原子在空间的相对位置和排列）：几何异构和旋光异构（5）高分子链的键合形状（构造）1.线型：形状：整条高分子犹如一条又细又长的线，大分子既可卷曲成团，也可舒展成直线，各种橡胶、大多数的纤维、塑料等都属线形大分子。
特点：分子间无化学键，既可溶解又可熔融，熔体粘度低，易于加工成型。
2.支链型：链分子在二维空间键合增长所形成的高聚物。
主链带有长短不一的支链（星型、梳型、无规支链型）特点：与线形大分子相比，带短支链的高聚物更易溶解和熔融，且机械强度低，硬度低，韧性高，分子上有叔碳原子，反应活性高，热稳定性差，易老化变硬变脆。
3.交联型：高分子链之间由支链通过化学键相键接，形成的三维网状大分子，热固性塑料、硫化橡胶都属于网状大分子。
2. 特点：分子间形成网状结构，整个高聚物就是一个大分子，既不溶解也不熔融，只能熔胀。
随着分子间交联程度的增加，材料的弹性降低，但机械强度和硬度都增加。
2、影响高分子链柔顺性的因素高分子的柔顺性就是高分子链能够改变其构象（单键内旋转产生分子中原子在空间的几何排布状态）的性质，单键越多，内旋转容易，构象越多，柔顺性越好（1）主链结构：主链由单键构成或含有非共轭双键，柔顺性好，含共轭双键，呈刚性（2）取代基：体积大，单键内旋转空间位阻大，极性大，分子内和分子间作用力大，内旋转受阻大，数量多，非键合原子多，内旋转阻力大，柔顺性差；对称排列，分子偶极矩小，内旋转容易，柔顺性好（3）支化和交联：短支链增大分子间距，分子间作用力低，柔顺性好，长支链增加构象，柔顺性好，支链过多，阻碍内旋转，柔顺性下降；交联密度小，对柔顺性影响不大，交联密度高，柔顺性下降（4）分子链长短：分子链越长，单键越多，构象越多，柔顺性越好（5）分子链规整性：分子链越规整，越容易结晶，柔顺性差（6）外界条件：温度升高，分子热运动能量高，内旋转容易，构象数增多，柔顺性好；外力作用慢，分子链有时间克服位阻，改变构象，柔顺性好，外力作用快，分子链来不及内旋转改变构象，柔顺性差3、结晶高聚物的性能（1）渗透性和耐热性：结晶后密度大，分子链排列规整，渗透性提高，链段不能运动，分子间作用力增大提高抵抗热破坏的能力，晶体稳定，结晶后耐热性提高（2）力学性能：结晶使链段活动空间减少，分子间力增大，冲击强度降低，拉伸强度，定伸应力，硬度增加（3）光学性能：非晶态高聚物透明，晶态高聚物为两相共存的非均型体系，光在内部折射和散射，透光率下降4、高聚物取向取向：在外力作用下，高分子链沿外力场方向有序排列的现象，三维有序，自发过程；解取向：取向分子趋向无规排列的过程，一维二维有序，被动过程（1）按外力作用方式：单轴取向：材料沿一个方向拉伸，高分子链沿拉伸方向排列双轴取向：材料沿两个垂直方向拉伸，高分子链倾向于拉伸平行面排列（2）按运动单元：对于非晶态高聚物，链段取向：高弹态下通过单键的内旋转造成链段运动实现，大分子链取向：粘流态下通过链段的协调运动实现；对于结晶高聚物，非晶区发生链段、大分子取向，晶区发生微晶取向取向对高聚物性能影响性能变化：1.取向前-各向同性；取向后-各向异性2.一般情况下，材料的力学性能（拉伸强度、弯曲强度等）在取向方向上显著增强，而在垂直于取向方向上则有所下降；3结晶聚合物，取向后材料的密度和结晶度都会增大，使材料的使用温度得到提高4由于折射率在取向方向和垂直方向上有差别，取向后的材料还会出现双折射现象5、高分子热运动特点：（1）运动单元多重性（整链运动、链段运动、支链和侧基运动、原子振动、晶区运动）（2）对时间的依赖性（力学松弛现象）（3）对温度的依赖性（时温等效原理）6、非结晶高聚物的力学形态温度-形变曲线：玻璃态：键长键角变化；形变量小且可逆，模量高，普弹性，强迫高弹；塑料；玻璃化转变区：链段解冻；形变、模量突变；玻璃化转变温度Tg高弹态：链段运动；形变量大且可逆，模量高，高弹性，松弛现象；橡胶；粘流转变区：大分子链开始运动；形变、模量突变；粘流温度Tf粘流态：大分子链运动；形变量大且不可逆，模量低；粘合剂、涂料。
青岛科技大学橡胶工艺讲稿4
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（4）第三章补强与填充体系§3-1 绪论填料是橡胶工业的主要原料之一，它能赋予橡胶许多优异的性能。
例如，大幅度提高橡胶的力学性能，使橡胶具有磁性、导电性、阻燃性、彩色等特殊的性能，赋予橡胶良好的加工性能，降低成本等。
一．何谓补强与填充？补强：在橡胶中加入一种物质后，使硫化胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、模量、抗溶胀性等性能获得较大提高的行为。
凡具有这种作用的物质称为补强剂。
填充：在橡胶中加入一种物质后，能够提高橡胶的体积，降低橡胶制品的成本，改善加工工艺性能，而又不明显影响橡胶制品性能的行为。
凡具有这种能力的物质称之为填充剂。
二．填料的分类填料的品种繁多，分类方法不一。
填料按不同方法分类如下：（1）按作用分补强剂：炭黑、白炭黑、某些超细无机填料等。
填充剂：陶土、碳酸钙、胶粉、木粉等。
（2）按来源分有机填充剂：炭黑、果壳粉、软木粉、木质素、煤粉、树脂等。
无机填充剂：陶土、碳酸钙、硅铝炭黑等。
（3）按形状分粒状：炭黑及绝大多数无机填料。
纤维状：石棉、短纤维、碳纤维、金属晶须等。
三．橡胶补强与填充的历史与发展橡胶工业中填料的历史几乎和橡胶的历史一样长。
在Spanish时代亚马逊河流域的印第安人就懂得在胶乳中加入黑粉，当时可能是为了防止光老化。
后来制作胶丝时曾用滑石粉作隔离剂。
在Hancock发明混炼机后，常在橡胶中加入陶土、碳酸钙等填料。
1904年，S. C. Mote用炭黑使橡胶的强度提高到28.7MPa，但当时并未引起足够的重视。
在炭黑尚未成为有效补强剂前，人们用氧化锌作补强剂。
一段时间后，人们才重视炭黑的补强作用。
我国是世界上生产炭黑最早的国家。
1864年美国开始研制炭黑。
1872年世界才实现工业规模的炭黑生产。
炭黑的补强性不仅使它得到广泛的应用，而且也促进了汽车工业的发展。
二战前槽黑占统治地位，50年代后用炉黑代替槽黑、灯烟炭黑，炉黑生产满足了轮胎工业发展的要求。
橡胶加工工艺学 复习资料
第一章绪论1. 简述橡胶材料的特点？高弹性：弹性模量低，伸长变形大，有可恢复的变形，并能在很宽的温度（-50~150℃）范围内保持弹性。
粘弹性：橡胶材料在产生形变和恢复形变时受温度和时间的影响，表现有明显的应力松弛和蠕变现象，在震动或交变应力作用下，产生滞后损失。
电绝缘性：橡胶和塑料一样是电绝缘材料。
有老化现象：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。
必须进行硫化才能使用，热塑性弹性体除外。
必须加入配合剂。
2. 生胶、混炼胶、硫化胶的定义？1．生胶：没有加入配合剂且尚未交联的橡胶。
一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成，可以溶于有机溶剂。
2．混炼胶：生胶与配合剂经加工混合均匀且未被交联的橡胶。
常用的配合剂有硫化剂、促进剂、活性剂、补强填充剂、防老剂等。
3．硫化胶：混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下，经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。
一般不溶于溶剂。
3. 硫化体系、防护体系、增塑体系的定义1）硫化体系：与橡胶大分子起化学作用，使橡胶由线型大分子变为三维网状结构，提高橡胶性能、稳定形态的体系。
2）防护体系：加入防老剂，延缓橡胶的老化，提高制品的使用寿命。
3）增塑体系：降低制品硬度和混炼胶的粘度，改善加工工艺性能。
第二章橡胶硫化1. 详细叙述硫化的历程？硫化历程是橡胶大分子链发生化学交联反应的过程，包括橡胶分子与硫化剂及其他配合剂之间发生的一系列化学反应以及在形成网状结构时伴随发生的各种副反应。
可分为三个阶段：1．诱导阶段硫化剂、活性剂、促进剂之间的反应，生成活性中间化合物，然后进一步引发橡胶分子链，产生可交联的自由基或离子。
2．交联反应阶段可交联的自由基或离子与橡胶分子链之间产生连锁反应，生成交联键。
3．网构形成阶段交联键的重排、短化，主链改性、裂解。
2. 硫化曲线的四个阶段？根据硫化历程分析，可将硫化曲线分成四个阶段，即焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化阶段和过硫化阶段。
青岛科技大学橡胶工艺讲稿7
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（7）青岛科技大学, 橡胶, 讲稿, 工艺, 原理§4.4 橡胶的疲劳老化与防护一．疲劳老化的概念指在多次变形条件下，使橡胶大分子发生断裂或者氧化，结果使橡胶的物性及其他性能变差，最后完全丧失使用价值，这种现象称为疲劳老化。
发生疲劳老化最突出的地方是轮胎的胎侧。
随着轮胎每转一圈，经历压缩、伸张不断变形，这种情况下发生疲劳老化。
二．疲劳老化的机理1．应力引发（机械破坏理论）当橡胶受到机械力作用时，由于橡胶网络结构的不均匀性，导致产生应力分布不均匀的现象，使局部产生应力集中，结果造成局部的分子链被扯断。
这种情况尤其当橡胶处于周期性的变形时更为突出。
因为这时橡胶分子链来不及松弛，应变对应力有一滞后角，在分子链中总是保持着一定的应力梯度，从而使分子链容易发生断裂，当分子链被扯断后，生成游离基，引发产生氧化链反应。
橡胶的低温塑炼也属这种情况，在机械力的作用下，分子链断裂（在低温条件下，又可引发氧化作用）。
2．应力活化（力化学理论）当橡胶分子链处于应力作用时，由于机械力作用于分子链中原子的价力使其减弱，结果使橡胶氧化反应活化能降低，活化了氧化过程。
未受应力时，橡胶大分子活化能为21.0千卡/克分子。
受应力时，振幅为50%，频率为250周/秒，氧化活化能为18.1千克/克分子。
在多次变形条件下，即可发生应力引发，又可发生应力活化，但二者发生的情况不同：一般，温度高、振幅小、频率低、氧的浓度大的条件下，以应力活化为主，反之以应力引发为主。
三．影响疲劳老化的因素1．频率与振幅越高，越易疲劳老化。
频率越高，应力松弛能力下降，易产生应力集中，导致应力引发，易疲劳老化。
振幅增加，易应力活化，容易疲劳老化。
实验事实根据如下：变形振幅（%） 0 25 50 75应力活化活化能(千卡/克分子) 21.0 20.1 18.1 13.6从以上数据可以看出，振幅增加，应力活化活化能下降，越易疲劳老化。
青岛科技大学橡胶工艺复习题
一、简答题1、何谓喷霜？何谓焦烧？其产生原因何在？答：喷霜即为某些配合剂（如硫磺、促进剂、防老剂、石蜡等）析出胶料或硫化胶表面的现象；造成这种现象的原因主要是某些配合剂用量过大，超过其常温下在橡胶中的溶解度所造成的。
焦烧是一种胶料早期硫化的现象，即胶料在硫化前的操作或停放中发生不应有的提前硫化现象；原因是配合不当，炼胶操作不当，胶料冷却停放不当。
2、何谓老化？影响橡胶老化的因素有哪些？答：橡胶或橡胶制品的在加工、贮存和使用的过程中，由于受到各种外界因素的作用，而逐步失去原有的优良性能，以致最后失去使用价值，这种现象称为橡胶老化；影响因素有热、氧、臭氧、金属离子、电离辐射、光、机械力等。
3、何谓塑炼？其目的意义何在？答：把具有弹性的生胶变成柔软的具有可塑性的胶料的工艺过程称为塑炼；生胶塑炼的目的：一、使生胶获得一定的可塑性，适合混炼、压延、挤出、成型等后续工艺操作；二、使生胶的可塑性均匀化，以便制得质量均匀的胶料。
4、何谓混炼？其目的意义何在？答：在炼胶机上将各种配合剂加入到橡胶中制成混合胶的工艺过程叫混炼；使配合剂均匀分散,制得质量均匀的混炼胶,并使胶料具有适合的可塑性；混炼不好，出现配合剂分散不均匀，可塑度过高或低、焦烧、喷霜现象，影响压延等后续工序的正常进行，还会导致产品的性能下降。
5、何谓压延？它包括哪些作业形式？答：压延工艺是利用压延机辊筒的挤压力作用使胶料发生塑性流动和变形,将胶料制成具有一定断面规格和一定断面几何形状的胶片,或者将胶料覆盖于纺织物表面制成具有一定断面厚度的胶布的工艺加工过程；作业形式：胶料的压片、压型和胶片贴合及纺织物的贴胶、擦胶和压力贴胶。
6、何谓挤出？它有何作用？答：橡胶的挤出是使胶料通过挤出机连续地制成各种不同形状半成品的工艺过程；应用于制造胎面、内胎、胶管以及各种复杂断面形状或空心、实心、包胶等半成品。
7、何谓弹性变形和塑性变形？答：弹性变形：橡胶在变形后能够恢复其原来状态的形变行为。
青岛科技大学橡胶工艺讲稿1
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（1）青岛科技大学, 橡胶, 讲稿, 工艺, 原理合成橡胶在8种合成橡胶中全部由我国自行研究开发的胶种有BR、SSBR、SBS和CR；全部引进国外技术的胶种是EPDM。
§1.3丁苯橡胶（SBR）SBR是产量最大的合成橡胶，占合成橡胶总量的55%，70%用于轮胎。
按合成方法分为乳聚（1933年由德国的Farben公司生产）和溶聚（60年代投入工业化生产，发展较快）SBR两大类。
一．合成方法聚合单体：丁二烯（占2/3以上）、苯乙烯（少于1/3）1．乳液法：高温乳液聚合：50℃低温乳液聚合：5℃2．溶液法：60年代后投入工业化生产，该胶具有滚动阻力低，抗湿滑性好、综合性能高等特点，在轮胎行业中获得广泛应用。
二．分类（按制法分）三．SBR的结构乳聚SBR：顺1，4—结构含10%，反1，4—结构70%，1，2—结构20%溶聚SBR：顺1，4—结构比乳聚高，其它比乳聚低四．SBR的性能（一）性能1．物理常数密度（g/cm3）d=0.92~0.94折光指数 1.532．SBR强度比NR差生胶格林强度约为0.5MPa；纯胶硫化胶的强度为1.4~3.0MPa；但炭黑补强后硫化胶的拉伸强度高达17~28MPa。
撕裂强度比NR低，大约为NR的一半。
3．弹性、耐寒性比NR差。
4．耐热、耐老化、耐磨性比NR好（苯环弱吸电、体积大—分子内摩擦大、双键浓度低），硫化反应速度慢。
5．SBR耐屈挠疲劳性比NR差，但耐初始龟裂性好，耐裂口增长性差。
6．SBR粘着性比NR差。
7．SBR的电性能和耐溶剂性SBR电绝缘性能良好，耐溶剂性比NR好，但仍不耐非极性油类。
8．抗湿滑性优于NR、BR。
（二）配合与加工配合：必要成分—硫化剂：硫黄用量比NR中少(双键量少)促进剂：促进剂用量比NR中多(硫化速度慢)活化剂补强剂：主要是炭黑(非自补强性)增粘剂：本身粘性差，用烷基酚醛树脂，古马隆树脂增粘一般成分—防老剂，软化剂加工：塑炼性—一软丁苯（门尼粘度在40~60之间）一般不需要塑炼；混炼性——SBR对炭黑湿润性差，混炼生热高，开炼机应控温在40~50℃之间且包冷辊。
橡胶加工工艺期末复习重点
补强剂是炭黑。
26. 生胶即尚未被交联的橡胶，由线形大分子或者带支链的线性大分子 39. 炭黑按制造方法可分为炉法炭黑、槽法炭黑、热裂解炭黑、新工艺
构成。
炭黑。
27. 生胶随温度的变化有三态，即玻璃态、高弹态和粘流态。
40. 白炭黑的化学成分是二氧化硅，可分为气相法和沉淀法两大类，其
28. 橡胶按来源与用途可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。
补强效果次于炭黑。
29. 合成橡胶分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两大类。
41. 橡胶发生老化的主要因素有热氧老化、光氧老化、臭氧老化和疲劳
30. 天然橡胶大分子链结构单元是异戊二烯。
老化。
31. 产量最大的一种合成橡胶是丁苯橡胶，其结构单元是苯乙烯和丁二 42. 橡胶的增塑实际上就是增塑剂低分子与橡胶高分子聚合物形成分子
胶为完全饱和性橡胶，不能用硫磺来硫化，必须用过氧化物来硫化。 17. 橡胶配方五大体系：生胶体系、硫化体系、补强填充体系、防护体
5. 丁基橡胶（IIR）由异丁烯与少量异戊二烯单体在低温下共聚而成
系、增塑体系
6. 丁腈橡胶耐气透性良好（有极性的缘故），但电绝缘性不好，属于半导 18. 生胶和混炼胶可塑度的测定通常有三种方法：压缩法、旋转扭力法
51. 化学结构和含硫量能影响硫化特性
污染，保证胶料的混炼质量，将某些配合剂、促进剂等事先以较大比
二、判断题
例与液体软化剂混合制成膏状混合物。
1. 粉末橡胶指粒径在 1 毫米以下的粉末状橡胶。
9. 母炼胶：将在通常混炼条件下短时间内难以混合均匀且混炼生热量多，
三、名词解释
能耗较大的某些配合剂以较大的比例事先与生胶单独混合制成组分比
橡胶或橡胶制品在加工贮存和使用的过程中由于受内外因素的综合作用如热氧臭氧金属离子电离辐射光机械力等使性能逐渐下降以至于最后丧失使用价值这种现象称为橡胶的老化
橡胶工艺学 重点
橡胶工艺学重点1. 天然橡胶NR，不饱和非极性，顺-1,4-聚异戊二烯。
可结晶，结晶对应变响应性敏感，自补强性高;综合性能在所有橡胶中最好，中上强度，高拉伸强度、撕裂强度，高绝缘，弹性高，柔性大;用途—特别是子午轮胎、管带和胶鞋等各种不要求耐油、耐热等橡胶制品2. 丁苯橡胶SBR，不饱和非极性，丁二烯、苯乙烯，不可结晶，要加补强剂。
消耗量在合成橡胶中最大，耐磨性大于NR，强度小于NR，用途同NR3. 顺丁橡胶BR，不饱和非极性，高顺式-1,4-聚丁二烯，可结晶，自补强性过低。
在通用橡胶中弹性和低温性能最好，通途同NR4. 乙丙橡胶EPM/EPDM，饱和非极性，-[CH-CH]--[CH-CH(CH)]-。
不结晶，EPM 只能用过22m23n氧化物硫化;在通用橡胶中耐老化性最好;主要用于耐热耐老化、耐水、耐腐蚀、电绝缘棒等领域 5. 丁基橡胶IIR，饱和非极性，丁二烯，异丁烯，异戊二烯，可结晶，不可用过氧化物硫化;通用橡胶中阻尼性和气密性最好，稳定性，低弹性最差;主要用于轮胎业、气囊、气密层 6. 丁腈橡胶NBR，不饱和极性，丁二烯，丙腈(ACN)，-[CHCH=CH-CH]--[CH-CH(CN)]--[CH-CH(CH-CH)]-;耐热性、抗静电性最好;耐油和抗静22x2y222电制品7. 氯丁橡胶SR，不饱和极性，可结晶，不可用硫黄硫化体系硫化;阻燃性最好;阻燃黏合、耐介质、耐热8. 硫化是指橡胶的成型大分子链经化学交联而形成三维空间网状结构的化学过程。
9. 硫化体系:硫化剂、促进剂、活性剂1. 天然橡胶NR(不饱和非极性)、通用橡胶—丁苯橡胶SBR、顺丁橡胶BR、异戊橡胶IR、丁腈橡胶NBR、氯丁橡胶CR、丁基橡胶IIR、乙丙橡胶EPM/EPDM2. 天然橡胶分三叶橡胶和其他橡胶(杜仲胶、银菊胶)。
三叶橡胶分通用类、特种胶、改性胶。
通用类包括标准胶(恒CV、低黏胶LV)、烟片胶、风干片胶、皱片胶。
橡胶工艺学 重点
橡胶工艺学重点1.天然橡胶NR，不饱和非极性，顺-1,4-聚异戊二烯。
可结晶，结晶对应变响应性敏感，自补强性高；综合性能在所有橡胶中最好，中上强度，高拉伸强度、撕裂强度，高绝缘，弹性高，柔性大；用途—特别是子午轮胎、管带和胶鞋等各种不要求耐油、耐热等橡胶制品2.丁苯橡胶SBR，不饱和非极性，丁二烯、苯乙烯，不可结晶，要加补强剂。
消耗量在合成橡胶中最大，耐磨性大于NR，强度小于NR，用途同NR3.顺丁橡胶BR，不饱和非极性，高顺式-1,4-聚丁二烯，可结晶，自补强性过低。
在通用橡胶中弹性和低温性能最好，通途同NR4.乙丙橡胶EPM/EPDM，饱和非极性，-[CH2-CH2]-m-[CH2-CH(CH3)]n-。
不结晶，EPM只能用过氧化物硫化；在通用橡胶中耐老化性最好；主要用于耐热耐老化、耐水、耐腐蚀、电绝缘棒等领域5.丁基橡胶IIR，饱和非极性，丁二烯，异丁烯，异戊二烯，可结晶，不可用过氧化物硫化；通用橡胶中阻尼性和气密性最好，稳定性，低弹性最差；主要用于轮胎业、气囊、气密层6.丁腈橡胶NBR，不饱和极性，丁二烯，丙腈（ACN），-[CH2CH=CH-CH2]-x-[CH2-CH(CN)]-y-[CH2-CH(CH-CH2)]-2；耐热性、抗静电性最好；耐油和抗静电制品7.氯丁橡胶SR，不饱和极性，可结晶，不可用硫黄硫化体系硫化；阻燃性最好；阻燃黏合、耐介质、耐热8.硫化是指橡胶的成型大分子链经化学交联而形成三维空间网状结构的化学过程。
9.硫化体系：硫化剂、促进剂、活性剂1.天然橡胶NR（不饱和非极性）、通用橡胶—丁苯橡胶SBR、顺丁橡胶BR、异戊橡胶IR、丁腈橡胶NBR、氯丁橡胶CR、丁基橡胶IIR、乙丙橡胶EPM/EPDM2.天然橡胶分三叶橡胶和其他橡胶（杜仲胶、银菊胶）。
三叶橡胶分通用类、特种胶、改性胶。
通用类包括标准胶（恒CV、低黏胶LV）、烟片胶、风干片胶、皱片胶。
特种胶包括充油胶、轮胎胶、低蛋白质胶、易操作胶、纯化胶、炭黑共沉胶、散粒胶、胶清胶。
青岛科技大学橡胶工艺讲稿6
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（6）青岛科技大学, 橡胶, 讲稿, 工艺, 原理第四章橡胶的老化与防护§4.1 概述各种高分子材料虽然都有着各自优异的特性，但也有着共同的缺点，也就是说都有着一定的使用期限，原因就是它们都会在不同程度上发生老化。
一．橡胶老化的概念橡胶或橡胶制品在加工、贮存和使用的过程中，由于受内、外因素的综合作用（如热、氧、臭氧、金属离子、电离辐射、光、机械力等）使性能逐渐下降，以至于最后丧失使用价值，这种现象称为橡胶的老化。
橡胶老化的现象多种多样，例如:生胶经久贮存时会变硬，变脆或者发粘；橡胶薄膜制品（如雨衣、雨布等）经过日晒雨淋后会变色，变脆以至破裂；在户外架设的电线、电缆，由于受大气作用会变硬，破裂，以至影响绝缘性；在仓库储存的或其他制品会发生龟裂；在实验室中的胶管会变硬或发粘等。
此外，有些制品还会受到水解的作用而发生断裂或受到霉菌作用而导致破坏……所有这些都是橡胶的老化现象。
老化过程是一种不可逆的化学反应，象其他化学反应一样，伴随着外观、结构和性能的变化。
二．橡胶在老化过程中所发生的变化1．外观变化橡胶品种不同，使用条件不同，发生的变化也不同。
变软发粘：天然橡胶的热氧化、氯醇橡胶的老化。
变硬变脆：顺丁橡胶的热氧老化，丁腈橡胶、丁苯橡胶的老化。
龟裂：不饱和橡胶的臭氧老化、大部分橡胶的光氧老化、但龟裂形状不一样。
发霉：橡胶的生物微生物老化。
另外还有：出现斑点、裂纹、喷霜、粉化泛白等现象。
2.性能变化(最关键的变化)物理化学性能的变化：比重、导热系数、玻璃化温度、熔点、折光率、溶解性、熔胀性、流变性、分子量、分子量分布；耐热、耐寒、透气、透水、透光等性能的变化。
物理机械性能的变化：拉伸强度、伸长率、冲击强度、弯曲强度、剪切强度、疲劳强度、弹性、耐磨性都下降。
电性能的变化：绝缘电阻、介电常数、介电损耗、击穿电压等电性能的变化、电绝缘性下降。
外观变化、性能变化产生的原因是结构变化。
橡胶加工工艺学复习及答案
绪论1. 橡胶材料的定义、基本特点、应用领域 橡胶材料的定义：橡胶是高分子材料的一种； 常温下的高弹性是橡胶材料的独有特征．是其他任何材料所不具备的，因此橡胶也被称为弹性体基本特点：（1）具有高弹性（2）具有粘弹性（3）具有缓冲减震作用（4）具有电绝缘性（5）具有温度依赖性（6）具有老化现象（7）必须进行硫化应用领域：交通运输、建筑、电子、石油化工、农业、机械、军事、医疗等各个工业部门以及信息产业2．相关概念：橡胶、生胶、混炼胶、硫化胶橡胶：橡胶是一种材料，具有特定的使用性能和加工性能，属有机高分子材料生胶:没有加入配合剂且尚未交联的橡胶。
一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成，可以溶于有机溶剂。
混炼胶 ：生胶与配合剂经加工混合均匀且未被交联的橡胶。
常用的配合剂有硫化剂、促进剂、活性剂、补强填充剂、防老剂等。
硫化胶 ：混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下，经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。
一般不溶于溶剂。
第一章 生胶1. 橡胶的分类：按照来源、形态、交联方式、化学结构分（1）按来源与用途分天然橡胶，合成橡胶（2）按外观形态分固体，液体，粉末橡胶（3）按交联方式分化学交联的传统橡胶，热塑性弹性体（4）按化学结构分碳链橡胶，杂链橡胶2. 天然橡胶与合成橡胶在品种、产量、性能和用途上的对比生胶类型 品种 产量 性能 用途宽广天然橡胶 较少 较低 综合性能好 较窄合成橡胶 较多 较高 特种性能好 较广3. 天然橡胶（NR ）：分子结构、自补强性（原因）、性能（非极性、耐寒、耐热、弹性、机械性能、绝缘性好、化学性能等）分子结构：自补强性：在不加补强剂的条件下，橡胶能结晶或在拉伸过程中取向结晶，晶粒分布于无定形的橡胶中起物理交联点的作用，使本身的强度提高的性质。
天然橡胶的性能：（1）耐寒性好（2）耐热性不是很好（3）弹性较高，在通用胶中仅次于顺丁橡胶（4）机械强度高（斯格林强度：未硫化橡胶的拉伸强度）(5)是非极性物质，是一种较好的绝缘材料(6)良好的耐化学药品性及一般溶剂作用，耐稀酸、稀碱，不耐浓酸、油，耐水性差(7)NR 中有双键，能够与自由基、氧、过氧化物、紫外光及自由基抑制剂反应;NR 中有甲基（供电基），使双键的电子云密度增加，α-H 的活性大，使NR 更易反应（易老化、硫化速度快）。
青岛科技大学橡胶配方设计期末考试复习题及参考答案(见后)
橡胶配方设计(C卷)(考生注意：答案写在答题纸上，写在试题纸上无效)一、选择题：(共5小题，含多项每题3分，共15分)1.符合生产使用要求的质量配方称为oA.基础配方B.性能配方C.实用配方D.生产配方2.为了取得足够长的加工安全性，尽量选用和临界温度较的促进剂。
A.高B.低C.超速级D.迟效性3.试为下列产品选择最佳的橡胶种类：浇铸轮胎、轿车子午胎胎侧胶、耐油胶管、防水卷材oΛ.丁脂橡胶NBR B.三元乙丙橡胶EPDM C.聚氨酯PlJD.NR/EPDM/CIIR4.未硫化橡胶加工性能的测试项目主要有混炼胶的流动性、均匀程度、、和应力松弛等。
A.门尼焦烧B.硬度C.回弹性D.硫化特性5.下列配方设计方法中属于多因素变量设计的是βΛ.黄金分割法 B.平分法C.正交试验法D.分批试验法二、判断题：(共10小题，每题2分，共20分)1.加入适量的固马隆或酚醛树脂，能够提高硫化胶的拉伸强度。
( )2.在正常范围内，硫化胶的定伸应力和硬度随着交联密度的增加先增大后降低。
( )3.下列几种生胶的弹性高低关系为：NR>SBR>BR>EPDM o( )4.不光滑路面的磨耗以卷曲、疲劳磨耗为主，而光滑路面上的磨耗以磨损磨耗为主。
( )5.水封、油封等制品，通常采用适当的表面处理方法来进一步提高制品的耐磨性。
( )6.混炼、压延时胶料的包辐性主要取决于混炼胶的强度、辐温和切变速率。
( )7.不同硫黄硫化体系的抗硫化返原性由高到低的顺序为：EV>SEV>CV o( )8.填料的酸碱性会影响到胶料焦烧特性，通常碱性填料会延迟硫化。
( )9.为提高硫化胶的弹性，应选用粒径小、结构度高的炭黑。
( )10.含胶率高的胶料，弹性复原大，压延后胶片收缩大。
( )三、简答题：(共3小题，每题15分，共45分)1.橡胶配方设计的特点有哪些？2.影响硫化胶撕裂强度大小的因素有哪些？3.试分析如何从配方设计上对挤出胀大现象进行改善？四、综合题(共1小题，共20分)1.某油封制品的配方如下表所示，该胶料的密度为L15g∕c∏Λ试计算出胶料的含胶率、混炼胶的质量成本和体积成本？一、选择题：（共5小题，每题3分，共15分）1.D2.D,A3.C,D,Λ,B4.A,D5.C二、判断题：（共10小题，每题2分，共20分）1-5.√√××√6-10.√√××√三、简答题：（共3小题，每题15分，共45分）1.橡胶配方设计的特点有哪些？答案要点：1）橡胶配方设计是多因素的试验问题；3分2）橡胶配方设计是水平数不等的试验问题；3分3）橡胶配方中各种原材料之间的交互作用较多且强烈；3分4）工艺因素有时对橡胶配方设计其决定性作用；2分5）橡胶配方设计中尽力排除实验误差；2分6）配方经验规律与统计数学相结合。
塑料橡胶工艺备期末考试重点
纺织物贴胶：是使纺织物和胶片通过压延机等速回转的两个辊筒之间，在辊筒的挤压作用下贴合在一起，制成胶布的挂胶方法塑化能力：塑料在料筒内经加热，单位时间内达到流动状态并具有良好可塑性的最大量压延：压延是物料在辊筒的挤压力作用下发生塑性流动变形的过程。
压缩模塑：将热固性模塑料在已加热到指定温度的模具中加压，使物料熔融流动并均匀地充满模腔，在加热和加压的条件下经过一定的时间，使其发生化学交联反应而变成具有三维体形结构的热固性塑料制品。
注射机的基本结构：其基本结构为注射系统：（料斗、料筒、螺杆、喷嘴）、锁模系统、加热冷却[系统、控制系统。
注射机的分类：按结构分为柱塞式和螺杆式；按外形特征分为卧式、立式、角式。
注射机的基本操作程序：A合模与锁紧（低压快速、低压低速、高压锁模）；B注射装置前移；C塑化；D 注射；E保压；F制品的冷却；G注射装置后退和开模顶出制品。
流延注塑：将热塑性塑料溶于溶剂中配成一定浓度的溶液，然后以一定的速度分布在连续回转的基材上，通过加热使溶剂蒸发而使塑料硬化成膜，从基材上剥离即为制品。
传递模塑：将热固性塑料或预压料片加入在压模上的加料室内，使其受热软化，然后在压力作用下，使熔化的塑料通过加料室底部的浇口和模具的流道进入加热的闭合模腔内，经过一段时间固化，即可脱模得制品。
残余压力：到制品脱模时模内压力与外界压力之差。
锁模力：由合模机构所能产生的最大模具紧闭力决定的，它反应注射机成型制品面积的大小。
塑化压力：塑化压力指采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力（注射油缸活塞返回时所受到的阻力）。
胶片贴合：是利用压延机将两层以上的同种胶片或异种胶片压贴在一起，结合成为厚度较大的一个整体胶片的压延作业。
光擦法：中辊不包胶，当纺织物通过中、下辊缝隙后，包于中辊表面的胶料全部附着于织物上，中辊不再包胶。
预压：在室温下将松散的粉状或纤维状的热固性塑料压成质量一定，形状规则的型坯工序。
塑料橡胶成型工艺及设备考试重点
塑料注射机的结构：注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。
按外形特征分类：立式、卧式、角式、多模式（转盘式）。
按塑化方式分类：柱塞式、螺杆式。
按结构分为柱塞式注射机、双阶柱塞式注射机、螺杆预塑化柱塞式注射机和移动螺杆式注射机。
模压模具的分类：按上下模的配合结构特征分：溢式压模、不溢式压模、半溢式压模、带加料版压模。
按模具的固定方式分：移动式、固定式、半固定式。
压延成型：压延成型是将熔融塑化的热塑性塑料通过两个以上的平行异向旋转辊筒间隙，使熔体受到辊筒挤压延展、拉伸而成为具有一定规格尺寸和符合质量要求的连续片状制品，最后经自然冷却成型。
热成型：热成型是利用热塑性塑料的片材为原材料来制造塑料制品的一种塑料二次成型方法。
静态浇铸：是将浇注原料（通常是单体、预聚体或单体溶液等）注入模具中使其完成聚合或缩聚反应而固化，从而得到与模具型腔相似的制品，用这种方法生产的塑料品种主要有聚酰胺（MC 尼龙既己内酰胺等）、环氧树脂和聚甲基丙烯酸甲酯等，此外还有酚醛、不饱和聚酯等塑料。
气辅成型：指在塑胶充填到型腔适当的时候（75%~99.9%）注入惰性高压氮气，气体推动融熔塑胶继续充填满型腔，用气体保压来代替塑胶保压过程的一种注塑成型技术. 共注射成型：用两个或两个以上的注射单元的成型机，将不同颜色或不同品种的塑料，同时或先后注入模具内的成型方法。
离心浇铸：将原料加入到高速旋转的模具中，在离心力的作用下，使原料充满模具，而后使之硬化定型为制品。
嵌铸：又称封入成型，是将各种非塑料物件包封在塑料中的一种成型技术。
它是在模型内预先安放经过处理的嵌件，然后将浇铸原料倾入模中，在一定条件下固化成型，嵌件便被包裹在塑料中。
流延铸塑：将热塑性塑料配成一定浓度的溶液，然后以一定的速度流布在连续回转的基材上（一般为无接缝的不锈钢带），通过加热使溶剂蒸发而使塑料硬化成膜，从基材上剥离即为制品。
青岛科技大学橡胶及塑料加工工艺重点.
名词解释链段：链段是指高分子链上划分出来的可以任意取向的最小单元。
柔顺性: 高分子链能够改变其构象的性质。
均聚物:由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物。
共聚物:由两种或两种以上不同单体经聚合反应而得的聚合物。
近程结构一个或几个结构单元的化学组成、空间结构及其与近程邻近基团间的键接关系。
远程结构:相距较远的原子（团）间在空间的形态及其相互作用。
取向态结构:由于大分子链的取向而形成的聚集态结构。
聚集态结构:高分子材料中分子链与链间的排列与堆砌结构。
构象:分子中由于共价单键的旋转所表现出的原子或基团的不同空间排列。
构型:在立体化学中，因分子中存在不对称中心而产生的异构体中的原子或取代基团的空间排列关系。
松弛时间: 黏弹性材料作松弛试验时，应力从初始值降至1／e(=0.368)倍所需的时间。
普弹性:材料瞬时产生的由内能变化导致的可逆小形变的特性。
高弹性:小应力作用下由于高分子链段运动而产生很大的可逆形变的性质。
所产生的形变称为高弹形变。
强迫高弹性:玻璃态高分子在大应力作用下由熵变导致的大形变，升温后可回复。
玻璃化转变温度: 是玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度粘流温度:Tf为高弹态与粘流态间的转变温度，叫做粘流温度或软化温度。
力学松弛:由分子运动的松弛特性导致的高分子力学性能也具有时间依赖性的特性。
蠕变:恒温、恒负荷下，高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象。
应力松弛: 恒温恒应变下，材料内部的应力随时间延长而逐渐衰减的现象。
滞后现象: 聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象称为滞后现象内耗:聚合物在交变应力作用下，产生滞后现象，使机械能转变为热能的现象。
流变性:物质在外力作用下的变形和流动性质,主要指加工过程中应力，形变，形变速率和粘度之间的联系剪切变稀流体:流动时表现粘度随剪切应力或剪切速率增加而逐渐下降的流体。
挤出胀大:挤出机挤出的高聚物熔体直径比挤出模孔直径大的现象。
切力增稠流体:流动时表现粘度随剪切应力或剪切速率增加而逐渐增大的流体。
橡胶及塑料加工工艺重点青岛科技大学
1、 高分子结构层次，构象、构型、构造结构层次：组成高分子不同尺寸的结构单元在空间的相对排列。
构型：指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
构象：是指分子中的原子或原子团由于C－C 单键内旋转而形成的空间排布(位置、形态)。
构造：单体键合成大分子链的几何形状 2、影响柔顺性的因素有哪些？并举例柔顺性： 高分子长链能够改变其构象的性质。
影响因素：内在因素(结构因素)主链结构：当主链中含C-O，C-N，Si-O 键时，柔顺性好。
含有孤立双键时，柔顺性好。
当主链中由共轭双键组成时，由于共轭双键因p 电子云重叠不能内旋转，因而柔顺性差，是刚性链。
如聚乙炔、聚苯：侧基(或取代基)：极性越小，作用力小，易旋转，柔顺性好；体积：越大，位阻越大，越不易旋转柔性差；数量：多，相互作用大，柔性差；位置：对称时，分子间距大，链间作用力小，柔顺性好。
其它结构因素(支化与交联, 分子链长度, 分子间作用力, 聚集态结构等)：支链，分子间距增加，分子间作用力降低，柔性好；交联，柔性差。
外界因素：温度, 外力及溶剂等；温度高，热运动愈大，内旋转愈自由，柔性好；外力：作用快，来不及运动，柔性差。
3、取向单元类型及特点。
取向单元分两类:链段取向和分子链取向。
链段取向:分子链的排列杂乱的, 链段沿外场方向平行排列;（高弹态下通过单键的内旋转造成链段运动来实现）。
分子链取向:整个分子链沿外场方向平行排列,链段不一定取向.（粘流态下通过链段的协同运动实现）。
4、取向和结晶的异同点相同：都与高分子有序性相关相异：取向态是一维或二维有序，结晶态是三维有序取向状态在热力学上是一种非平衡态；取向过程: 分子在外场作用下的有序化过程;解取向: 外场除去后，分子热运动又使分子重新回复无序化。
热力学上是一自发过程。
5、取向和结晶对制品性能的影响 取向对高聚物性能的影响取向方向的拉伸强度显著提高、材料呈现各向异性的特性（单轴拉伸）、热稳定性能得到相应提高。
橡胶加工工艺基础知识
橡胶加工工艺基础知识一、塑炼橡胶受外力作用产生变形,当外力消除后橡胶仍能保持其形变的能力叫做可塑性。
增加橡胶可塑性工艺过程称为塑炼。
橡胶有可塑性才能在混炼时与各种配合剂均匀混合；在压延加工时易于渗入纺织物中;在压出、注压时具有较好的流动性。
此外，塑炼还能使橡胶的性质均匀,便于控制生产过程.但是，过渡塑炼会降低硫化胶的强度、弹性、耐磨等性能,因此塑炼操作需严加控制。
橡胶可塑度通常以威廉氏可塑度、门尼粘度和德弗硬度等表示。
1、塑炼机理橡胶经塑炼以增加其可塑性，其实质乃是使橡胶分子链断裂，降低大分子长度。
断裂作用既可发生于大分子主链，又可发生于侧链。
由于橡胶在塑炼时，遭受到氧、电、热、机械力和增塑剂等因素的作用，所以塑炼机理与这些因素密切相关,其中起重要作用的则是氧和机械力,而且两者相辅相成。
通常可将塑炼区分为低温塑炼和高温塑炼，前者以机械降解作用为主，氧起到稳定游离基的作用；后者以自动氧化降解作用为主,机械作用可强化橡胶与氧的接触.塑炼时，辊筒对生胶的机械作用力很大，并迫使橡胶分子链断裂,这种断裂大多发生在大分子的中间部分。
塑炼时，分子链愈长愈容易切断。
顺丁胶等之所以难以机械断链，重要原因之一就是因为生胶中缺乏较高的分子量级分。
当加入高分子量级分后，低温塑炼时就能获得显著的效果。
氧是塑炼中不可缺少的因素,缺氧时，就无法获得预期的效果。
生胶塑炼过塑炼时，设备与橡胶之间的摩擦显然使得胶温升高。
热对塑炼效果极为重要，而且在不同温度范围内的影响也不同。
由于低温塑炼时，主要依靠机械力使分子链断裂，所以在像章区域内（天然胶低于110℃）随温度升高，生胶粘度下降，塑炼时受到的作用力较小，以致塑炼效果反而下降。
相反，高温塑炼时，主要是氧化裂解反应起主导作用，因而塑炼效果在高温区(天然胶高于110℃）将随温度的升高而增大，所以温度对塑炼起着促进作用。
各种橡胶由于特性不同，对应于最低塑炼效果的温度范围也不一样，但温度对塑炼效果影响的曲线形状是相似的。
青岛科技大学橡胶工艺讲稿5
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（5）青岛科技大学, 橡胶, 讲稿, 工艺, 原理§3-6炭黑对橡胶的补强机理炭黑补强作用使橡胶的力学性能提高，同时也使橡胶在粘弹变形中由粘性作用而产生的损耗因素提高。
例如tanδ、生热、损耗模量、应力软化效应提高。
因应力软化效应能够比较形象地说明大分子滑动补强机理，因此将两者结合一起讨论。
一．应力软化效应（一）应力软化效应的含义硫化胶试片在一定的试验条件下拉伸至给定的伸长比λ1时，去掉应力，恢复。
第二次拉伸至同样的λ1时所需应力比第一次低，如图3-18所示，第二次拉伸的应力-应变曲线在第一次的下面。
若将第二次拉伸比增大超过第一次拉伸比λ1时，则第二次拉伸曲线在λ1处急骤上撇与第一次曲线衔接。
若将第二次拉伸应力去掉，恢复。
第三次拉伸，则第三次的应力应变曲线又会在第二次曲线下面。
随次数增加，下降减少，大约4~5次后达到平衡。
上述现象叫应力软化效应，也称为Mullins效应。
应力软化效应用拉伸至给定应变所造成的应变能下降百分率ΔW表示。
（3-10）式中 W1 —第一次拉伸至给定应变时所需要的应变能；W2 —第一次拉伸恢复后，第二次（或更多次数）再拉伸至同样应变时所需的应变能。
（二）应力软化效应的影响因素应力软化效应代表一种粘性的损耗因素，所以凡是影响粘弹行为的因素对它均有影响。
填料及其性质对应力软化效应有决定性作用。
1．填充的影响2．填料品种对应力软化效应的影响3．炭黑品种对应力软化效应的影响总的趋势是补强性高的炭黑应力软化效应比较高，反之亦然。
（三）应力软化的恢复应力软化有恢复性，但在室温下停放几天，损失的应力恢复很少，而在100℃×24h真空中能恢复大部分损失的应力。
因为炭黑的吸附是动态的，在恢复条件下，橡胶大分子会在炭黑表面重新分布，断的分子链可被新链代替。
剩下的不能恢复的部分称为永久性应力软化作用。
二．炭黑的补强机理近半个世纪以来，人们对炭黑补强机理曾进行了广泛的探讨。
橡胶加工复习提纲
1、橡胶粒子的结构如何？加氨后橡胶粒子保护层的变化怎样？橡胶粒子上吸附有蛋白质和脂肪酸等构成橡胶粒子的保护层。
加氨后橡胶粒子保护层的脂肪酸与氨反应生成了铵皂，在橡胶粒子表面形成保护膜。
2、决定天然胶乳稳定性的因素有哪些？胶乳的稳定性一般指胶乳的机械稳定性、化学稳定性和热稳定性。
胶乳的不稳定和胶凝与酶、酸、碱、盐、机械作用、脱水作用、温度及天然胶乳内非橡胶物质等因素有关。
3、胶乳浓度表示方法有哪些？胶乳的浓度通常用干胶含量和总固形物含量来表示。
干胶含量是指胶乳中能被酸凝固出来的干物质的质量与胶乳质量之比。
总固形物含量是指胶乳直接加热烘干后所得的干物质的质量与胶乳质量之比。
4、为什么要做好鲜胶乳的早期保存？制胶生产能否顺利进行，产品质量好与坏，生产成本高与低，首先取决于鲜胶乳的质量，而鲜胶乳的质量好坏，关键在于鲜胶乳的早期保存。
5、天然橡胶为什么会自然凝固？胶乳中含有很多细菌，同时也含有蛋白质、糖类、无机盐等，是细菌最好的“营养品”。
在温度、酸碱度适宜的条件下，胶乳里的细菌很快就生长和繁殖。
随着细菌的繁殖生长，胶乳中的糖类被吸收利用，转化成各种酸，主要是挥发性脂肪酸，这些酸性物质的产生，使胶乳PH不断降低；同时，细菌分泌出来的蛋白分解酶将胶乳保护层的蛋白质分解为氨基酸再吸收利用；胶乳中固有的凝固酶使蛋白质变性，胶乳中含有的钙、镁等金属离子是酶的活化剂，含量高时，酶的活性更大。
胶乳中有些酶还会分解类脂物而产生高级脂肪酸，与钙、镁等离子结合，能生成不溶于水的皂，使橡胶粒子脱水，这一系列因素就致使胶粒的保护层受到破坏，使胶乳自然凝固。
6、测定胶乳有什么现实意义？进行全面测试总固形物、干胶含量、总固形物与干胶差、氨含量、挥发脂肪酸值、机械稳定度、颜色、气味各项技术指标，能规范化生产，利于控制加工工艺，控制生产成本，提高产品质量。
7、什么是胶园“六清洁”？为什么要做好胶园“六清洁”？①、树身和树头清洁；②、清洁胶刀；③、清洁胶杯；④、清洁胶舌；⑤、清洁胶刮；⑥、清洁胶桶。
青岛科技大学橡胶机械单元重点
前言什么是橡胶机械橡胶制品加工所用的机器及设备开练机1. 了解当代炼胶车间的特点。
中心化；使用大容量的炼胶设备；采用双螺杆挤出机代替开炼机压片；实行计算机和网络远程管理；胶料生产线机械化、联动化、自动控制水平越来越高2 掌握塑炼、混炼、压片、供胶及热炼等工艺的概念及他们之间的区别，分别采用什么方法可以达到目的。
1）塑炼：把弹性生胶转变成可塑状态的工艺加工过程。
（塑炼机）2）混炼：将各种配合剂混入生胶中制成质量均匀的混炼胶的工艺过程。
（混炼机）3）压片：在开炼机上把胶料压成一定的宽度和厚度的工艺过程。
（压片机）4）供胶：在开炼机上把压成一定的宽度和厚度的胶料，送到下一步工艺（挤出、压延）的工艺过程。
5）热炼：根据工艺要求，在开炼机上把胶料加工成一定的温度和可塑度，并送到下一步工艺（热喂料、压延）的工艺过程。
（热炼机）6）不同点：辊筒面形状不同塑炼机，混炼机及压片机的辊面是光滑的，而热炼机的表面可能带有沟槽。
5. 掌握开炼机的工作原理。
依靠两个相对回转的辊筒对胶料产生挤压、剪切作用，经过多次捏炼，以及捏炼过程中伴随的化学作用，将橡胶内部的大分子链打断，使配方中的各种成分掺和均匀，而最后达到炼胶的目的。
从辊筒间隙中排出的胶片，由于两个辊筒表面速度和温度的差异而包覆在一个辊筒上，重3掌握开炼机强化炼胶效果应具备的条件。
1）使胶料摩擦角大于接触角（φ>α）以便把胶料带入辊距；2）使前后辊速（线速度）不相等，以便对辊隙中的胶料进行强烈的挤压和剪切；3）炼胶时，需要切割翻胶，以破坏胶料的封闭回流线，加强物料的分散效果；4）炼胶过程中不断调整辊距，以改变速度梯度，提高炼胶效果。
4. 掌握横压力的概念及其影响因素。
1）胶料在辊隙间对辊筒产生的径向作用力亦即横压力，又称分离力。
2）影响因素：胶料的性质、加工温度、辊距和辊筒线速度等。
5. 掌握开炼机功率消耗的特点1）胶过程中，传动电动机的功率消耗是不均匀的。
2）消耗的功率大。
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名词解释链段：链段是指高分子链上划分出来的可以任意取向的最小单元。
柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质均聚物：由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物。
共聚物：由两种或两种以上不同单体经聚合反应而得的聚合物。
近程结构：一个或几个结构单元的化学组成、空间结构及其与近程邻近基团间的键接关系。
远程结构：相距较远的原子（团）间在空间的形态及其相互作用。
取向态结构：由于大分子链的取向而形成的聚集态结构。
聚集态结构：高分子材料中分子链与链间的排列与堆砌结构。
构象：分子中由于共价单键的旋转所表现出的原子或基团的不同空间排列。
构型：在立体化学中，因分子中存在不对称中心而产生的异构体中的原子或取代基团的空间排列关系。
松弛时间：黏弹性材料作松弛试验时，应力从初始值降至1／e(=0.368)倍所需的时间。
普弹性：材料瞬时产生的由内能变化导致的可逆小形变的特性高弹性：小应力作用下由于高分子链段运动而产生很大的可逆形变的性质。
所产生的形变称为高弹形变。
强迫高弹性：玻璃态高分子在大应力作用下由熵变导致的大形变，升温后可回复。
玻璃化转变温度：是玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度粘流温度：Tf为高弹态与粘流态间的转变温度，叫做粘流温度或软化温度力学松弛：由分子运动的松弛特性导致的高分子力学性能也具有时间依赖性的特性。
蠕变：恒温、恒负荷下，高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象应力松弛：恒温恒应变下，材料内部的应力随时间延长而逐渐衰减的现象。
滞后现象：聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象称为滞后现象内耗：聚合物在交变应力作用下，产生滞后现象，使机械能转变为热能的现象。
流变性：物质在外力作用下的变形和流动性质,主要指加工过程中应力，形变，形变速率和粘度之间的联系剪切变稀流体：流动时表现粘度随剪切应力或剪切速率增加而逐渐下降的流体挤出胀大：挤出机挤出的高聚物熔体直径比挤出模孔直径大的现象。
切力增稠流体：流动时表现粘度随剪切应力或剪切速率增加而逐渐增大的流体。
熔融指数：表示塑胶材料加工时的流动性的数值门尼粘度：反映橡胶加工性能的好坏和分子量高低及分布范围宽窄的数值可塑度：是指被测试样在一定外力作用下产生压缩形变的大小和除去外力后保持形变的能力。
高分子的基本概念、高分子的结构1. 高分子有何特征?（1）分子量很高或分子链很长，这是高分子化合物最根本的特点。
（2）高分子是由很大数目的结构单元通过共价键相连接而成（均聚物，共聚物）（3）高分子的结构具有不均一性（多分散性）（4）大多数高分子的分子链具有一定的柔顺性2. 试分析线型、支链型、交联型高分子的结构和性能特点?线型：形状：整条高分子犹如一条又细又长的线，大分子既可卷曲成团，也可舒展成直线，这取决于高分子链本身的柔性及所处的外部条件。
通常各种橡胶、大多数的纤维、塑料等都属线形大分子。
特点：既可溶解又可熔融，易于加工成型。
支链型：链分子在二维空间键合增长所形成的高聚物。
其主链上带有长短不一的支链，支链的形状有星型、梳型、无规支链型等几种。
特点：与线形大分子相比，带短支链的高聚物更易溶解和熔融，且机械强度低此外，支链型高聚物大分子上有叔碳原子，其反应活性高，所以热稳定性差，易老化变硬变脆。
交联型：高分子链之间通过支链或某种化学键相键接，形成的三维网状大分子热固性塑料、硫化橡胶都属于网状大分子。
特点：若分子间形成网状结构，则整个高聚物可看成一个大分子，既不溶解也不熔融，只能熔胀。
随着分子间交联程度的增加，材料的弹性降低，但机械强度和硬度都增加3. 以丁二烯和苯乙烯共聚物为例，说明单体共聚方式对高聚物性能的影响。
1）75%的丁二烯和25%的苯乙烯无规共聚，共聚物具有良好的弹性，是丁苯橡胶；2）20%的丁二烯和80%的苯乙烯接枝共聚，共聚物是韧性很好的耐冲击PS塑料；3）若苯乙烯与丁二烯进行嵌段共聚生成S-B-S三嵌段共聚物，其分子链中段是聚丁二烯，两端是聚苯乙烯链段，则为热塑性弹性体。
4. 说明下列各组高分子链柔顺性的差别并说明原因1) PE(聚乙烯) PP（聚丙烯）PS（聚苯乙烯）2) PP> PVC > PAN 取代基极性大小，极性越大，链的柔顺性越小3) 氯丁橡胶PVC PP4) BR SBR NR 主链结构，主链上含有非共轭的双键，则高分子链的柔顺性好5. 什么叫结晶度？结晶度的大小对高聚物性能有哪些影响？定义：结晶高聚物中结晶部分所占的百分数。
影响：1)力学性能：模量↑；硬度↑；伸长率↓；冲击强度↓；拉伸强度—（非晶区处于高弹态）↑；2) 其它性能：耐热性能↑；耐溶剂性↑；溶解性能↓；抗气透性↑；密度↑；光学透明性↓6. 取向方式有哪些？对材料的力学性能各产生哪些影响？取向方式：链段取向，整链取向。
影响：1性能变化：取向前-各向同性；取向后-各向异性2一般情况下，材料的力学性能（拉伸强度、弯曲强度等）在取向方向上显著增强，而在垂直于取向方向上则有所下降；3结晶聚合物，取向后材料的密度和结晶度都会增大，使材料的使用温度得到提高4由于折射率在取向方向和垂直方向上有差别，取向后的材料还会出现双折射现象高聚物的弹性和力学松弛现象1高弹性的特点弹性模量小。
2）形变量大。
3）弹性模量随温度上升而增大。
4）高弹形变有时间依赖性——力学松弛特性。
5）形变过程有明显的热效应。
2画出线形高聚物和交联高聚物的应力松弛曲线和蠕变曲线。
应力松弛曲线蠕变曲线3从分子运动的角度解释高聚物的蠕变、应力松弛、滞后及力学损耗产生的原因。
蠕变和应力松弛的根本原因：外力作用下，高分子链自身产生的缓慢构象重排和分子链的滑移。
影响因素：1）分子结构：分子链的柔顺性：高，应力松弛速度快，抗蠕变性差；分子间作用力：高，应力松弛速度慢，抗蠕变性好；交联或结晶：应力松弛速度慢，抗蠕变能力好。
2）温度：只有当温度在Tg附近几十度的范围内，链段在外力作用下可以运动。
但运动时受到内摩擦阻力较大，链段只能缓慢的改变去构象，应力松弛及蠕变现象才比较明显。
3）外力作用速度：只有在外力作用时间基本接近或等于应力松弛时间，方可观察到明显的应力松弛现象。
滞后的原因：受到外力作用时，链段运动要受到内摩擦阻力的作用，链段通过热运动达到新平衡需要时间，由此引起应变落后于应力的现象。
内耗的原因：分子链的结构：对于柔性的高分子，一般是分子的极性越高，取代基数目越多，取代基体积越大，则分子间相互作用力越大，分子运动时受到的内摩擦阻力越大，则内耗就越大。
内耗大小：BR＜NR＜SBR＜NBR ＜IIR 刚性链分子的滞后一般比柔性链分子的轻，在同样的力场中变形小，因此内耗低。
高聚物的流变性1、与低分子相比，高聚物的粘性流动有何特点？1)粘度大，流动性差：高聚物熔体的粘度比小分子液体大得多2)高分子流动是通过链段的位移运动来完成的：粘流态下大分子运动的基本结构单元不是分子整链，而是链段2、液体流动曲线有几种类型？大多数高聚物流体属于哪种类型？牛顿流体，非牛顿流体。
高分子流体不完全服从牛顿流动定律，属于非牛顿型流体3、高聚物流动性的表征方法有哪些？熔体流动速率（MFR），又称为熔融指数（MI）2）门尼粘度3）可塑度4）拉伸粘度4、何为挤出胀大？产生原因是什么？如何预防？定义：挤出机挤出的高聚物熔体直径比挤出模孔直径大的现象原因：样品的弹性模量太大，在挤出时弹性模量被储存，当离开挤出机，弹性模量迅速恢复，结果造成挤出胀大。
预防：引起聚合物弹性形变储能剧烈变化区域为：模孔入口处，毛细管壁和模孔出口处。
模口设计成流线型，提高加工温度、降低挤出速率等。
高聚物的分子运动和热转变1、高分子热运动的特点？（1）分子运动的多样性①运动单元的多样性②运动方式的多样性（2）分子运动具有时间依赖性——松弛特性（3）分子运动具有温度依赖性——时-温等效原理2、画出非结晶性高聚物的热机械曲线（温度-形变曲线），并从分子运动的角度对曲线各阶段特征加以解释。
3、影响结晶高聚物Tm的因素有哪些？（1）分子结构①主链结构的组成②分子间作用力③分子链柔性④分子链的对称性和规整性（2）结晶温度（3）拉伸（4）杂质4、在选择高分子材料时，Tg有何参考价值？（1）工艺意义①是非晶热塑性塑料(如PS,PMMA和硬质PVC等)的使用温度的上限②是非晶性橡胶(如NR天然橡胶,BSR Rubber丁苯橡胶等)使用温度的下限（2）学术意义①聚合物分子链柔性②表征高聚物的特征指标5、试述影响高聚物玻璃化转变温度的因素。
（1）化学结构①主链②侧基结构③分子间作用力④分子量（2）交联度（3）增塑剂（4）共聚、共混的影响（5）作用力的影响（6）外力作用频率和升温速率的影响高聚物的断裂、屈服和强度1、试画出高聚物材料典型的应力-应变曲线，并从分子运动的角度对曲线各阶段特征加以解释。
2、弹性形变-屈服-应变软化-冷拉-应变硬化-断裂3、应变软化：当应力超过屈服应力σA后，应力与应变不再保持线性关系，到达Y点，应力达到最大值，此时非晶态高聚物的链段开始运动，卷曲的分子链沿拉伸方向伸展，结晶态高聚物的微晶也进行重排，甚至某些晶体可能破裂，发生取向，出现较大应变，而应力几乎不变或先降低后不变。
4、应变硬化：此时应变变化不大，而应力又急剧增加，直至断裂。
配合剂1、橡胶制品为什么要使用配合剂？共分哪几大类？各自的作用是什么？配合剂的作用：1、改善或提高制品的物理机械性能及使用性能；2、改善材料的工艺加工性能；3、节约聚合物原材料或降低制品成本。
分类：分成硫化体系、补强填充体系、防护体系、增塑体系和其它专用配合剂。
硫化体系：促使橡胶大分子发生硫化（或交联反应）的配合体系。
补强填充体系补强剂：亦有增容或填充作用，填充剂也有一定补强作用，二者没有严格界限，故亦将其统称为填料。
防护体系：防止橡胶老化增塑体系：改善橡胶的加工工艺性能：通过降低分子间作用力，使粉末状配合剂更好地与生胶浸润并分散均匀，改善混炼工艺；通过增加胶料的可塑性、流动性、粘着性改善压延、压出、成型工艺；改善橡胶的某些物理机械性能：降低制品的硬度、定伸应力、提高硫化胶的弹性、耐寒性、降低生热等；降低成本：价格低、耗能省2、了解各种塑料添加剂的作用？1)特性添加剂是改进塑料制品的某种特性，如物理机械性能、柔韧性、阻燃性等包括增塑剂、填充剂、增强剂、偶联剂、着色剂、阻燃剂、抗静电剂、防霉剂、冲击改性剂和降解剂等2)稳定剂延缓或防止塑料在物理（加热、光）和化学（氧、微生物）因素作用下发生降解的物质。
包括热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、抗微生物剂3)加工添加剂使塑料易于成型或提高成型效率的添加剂。
包括润滑剂、脱模剂。
塑炼、混炼工艺1、什么叫塑炼？塑炼的目的及其实质是什么？（1）塑炼的定义：通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方式，使橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软而富有可塑性状态的工艺过程。