4.2 通用橡胶-NR-SBR-BR-电子课件——【高分子材料 精】
NR、IR、BR、SBR、NBR、EPDM分别是什么橡胶
1、天然橡胶（NR）以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。
弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。
缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐油和耐溶剂性不好，第抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性不高。
使用温度范围：约－60℃~＋80℃。
制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。
特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶－金属悬挂元件、膜片、模压制品。
2、丁苯橡胶（SBR）丁二烯和苯乙烯的共聚体。
性能接近天然橡胶，是目前产量最大的通用合成橡胶，其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天然橡胶均匀。
缺点是：弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差；加工性能差，特别是自粘性差、生胶强度低。
使用温度范围：约－50℃~＋100℃。
主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。
3、顺丁橡胶（BR）是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。
优点是：弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合。
缺点是强度较低，抗撕裂性差，加工性能与自粘性差。
使用温度范围：约－60℃~＋100℃。
一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用，主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。
4、异戊橡胶（IR）是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。
化学组成、立体结构与天然橡胶相似，性能也非常接近天然橡胶，故有合成天然橡胶之称。
它具有天然橡胶的大部分优点，耐老化由于天然橡胶，弹性和强力比天然橡胶稍低，加工性能差，成本较高。
使用温度范围：约－50℃~＋100℃ 可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。
5、氯丁橡胶（CR）是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。
这种橡胶分子中含有氯原子，所以与其他通用橡胶相比：它具有优良的抗氧、抗臭氧性，不易燃，着火后能自熄，耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点；其物理机械性能也比天然橡胶好，故可用作通用橡胶，也可用作特种橡胶。
橡胶加工课件
高温下，塑性流动； 常温下，高弹性；
两种物理状态在 不同T下互相转化
橡胶加工
TPR：嵌段共聚物 硬段：塑料类分子链段； 软段：橡胶分子链段； 低温下：硬段间形成物理 交联点，赋予TPR一定的强度；并呈橡胶弹 性； 高温下：T大于塑料Tg ，物理交联点破坏， 硬段产生流动，——TPR具有可塑性；
橡胶加工
橡胶加工
③ 标准马来西亚胶 （恒粘度橡胶CV，低粘度橡胶LV ） 恒粘度标准马来西亚橡胶CV：制备中用盐酸 羟胺处理，将橡胶分子链上的醛基钝化，粘 度保持不变，具有良好的加工性能。 低粘度标准马来西亚橡胶LV：加入环烷油使 粘度降低。不需塑炼，可进行混炼加工。
橡胶加工
（2）NR的化学组成（%）
橡胶烃 蛋白质 丙酮抽 灰份 水溶物 水分
的电子，与橡胶起化学作用——化学吸附； 橡胶吸附在炭黑的表面，润湿炭黑,炭黑
与橡胶分子间的吸引力大于橡胶分子间的内 聚力——物理吸附；
橡胶加工
橡胶制品成型工艺过程
生胶 塑炼
配合剂
模压
混炼
注压
压延
压出
成型
硫化 橡胶加工
制品
橡胶压延工艺包括： 压片——把胶料制成一定厚度和宽度的
胶片； 压型——在胶片上压出某种花纹； 贴胶和擦胶——在作为制品结构骨架的
C C橡H胶2 加工
CH2 CH
C CH2
CH2 CH
（3）NR性能及应用（通用橡胶） 生胶：σ=2.5 MPa，硫化胶：17 ～ 25 MPa， 炭黑补强：25～35 MPa；拉伸过程中产生结晶， 自补强； 常温下：具有高弹性，弹回率70～80%，伸长率 可达1000%； Tg= -72℃， Tf=130～140℃， Td= -200℃ 耐屈挠疲劳性能、加工性能优。综合性能最好。 应用：大型轮胎、胶布、胶带、胶管。
橡胶技术网 - 通用橡胶配方集锦一NR SBR
3 2 ,2 ,42三甲基21 ,22二氢喹啉聚合物 3 3 N2异丙基2N′2甲基苯基对苯二胺 ;防老剂 4010NA
3. 说明 1) 天然橡胶必须预先进行塑炼 。 2) 不添加软化剂 、增塑剂的原因是因为配
方中加入了大量的再生胶 。 3) 硬度 60°的配方 B 中不加石蜡类防老剂
和防老剂 3C 是因为再生胶中本来就含有防老 剂 ,因此即使不添加 ,同样也具有耐老化性能 。
3. 说明 1) SBR 1502 是非污染性丁苯橡胶 。因此 ,
若添加污染性防老剂 3C 时本应采用 SBR 1500 , 但由于当时一并购进材料 , 所以还是采用了 SBR 1502 。
2) 不使用碳酸钙而使用陶土类填充剂 ,是 配方设计者选择哪种配合剂的问题 ,或者是因 为该橡胶厂实际购买的配合剂品种多 ,便于选 择。
用量 ,份
SBR (J SR1502) 高耐磨炉黑
陶土 环烷系操作油
防老剂 3C 石蜡 (石蜡类防老剂)
1 号氧化锌 硬脂酸
硫黄 (沉淀) 促进剂 DM 促进剂 TT 活性剂有机胺 (Acting B)
合计
100 30 35 25 2. 5 3 5 1 1. 5 1. 5 0. 15 0. 5 205. 15
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·22 ·
世 界 橡 胶 工 业
2005
定 。对此 ,该文作者的配方方法如下 : λ 硬度为 60°～65°的橡胶配方 ,选择炭黑 、
170. 3
3 高分子量脂肪酸酯与不溶性填充剂的混合物 3 3 22(吗啉二硫代)2苯并噻唑
第五章橡胶(高分子材料).ppt
散粒天然橡胶 （自由流动天然橡胶）
有两种产品：一种是粉末橡胶，粒子直径在 0.5~2mm，另一种是细粒橡胶，粒子直径在 1~10mm。使用散粒橡胶，可以取消切包工 序，由于是散粒，混炼时可以自动进料，混 炼周期可以缩短一半，节省能量达35~50%； 由于与配合剂混合特别均匀，可以获得较好 的成品性能。它多用于制造粘合用的胶浆， 其工艺简单，粘着性能良好。但由于制胶过 程比普通橡胶的设备复杂，成本高，而且密 度小，包装和运输费用成倍增加。
环氧化天然橡胶
它是天然胶乳在一定条件下与过氧乙酸反应得到的产物。 目前已商品化生产的有环氧程度分别为10%、25%、50%和 75%（摩尔分数）的ENR10、ENR25、ENR50和ENR75四种 产品。 特点：抓着力强，特别是在混凝土路面上的防滑性能好， 可作为胎面胶使用，以增加在高速公路上的防滑性能；气密 性能好，当环氧话程度达到75%时，气密性与丁基橡胶相同， 可用于内胎或无内胎轮胎；耐油性能好，在非极性溶剂中的 溶胀度显著降低，可用于耐油橡胶制品。 由于市场需求不含氯或氯含量较低的产品，于是就形成 了氯化ENR的构想。对环氧化程度为25%的ENR-25进行氯 化，能得到一种可溶解于普通溶剂的白色物质，具有良好的 成膜性，其含氯量约为47%。但其热稳定性比Cl-NR的还要 差，起始分解温度为115℃，最大分解率时的分解温度为 260℃。关于在工业上的应用，目前尚未见报道。
难结晶橡胶
制备：一是使橡胶产生异构化，因而使结晶 速率大为减慢；二是使用增塑剂法，即在橡 胶中加入长链的脂肪酸酯类的增塑剂，如癸 二酸二异辛酯，使橡胶分子链之间距离增大， 降低分子链之间的相互作用力，有利于链段 和整个分子链的运动，降低玻璃化转变温度。 用途：用于制造低温条件下使用的橡胶制品， 如门窗密封条、坦克车轮的履带和防震垫以 及在南北地区或高空飞行的飞机使用的橡胶 器材等。
4.2 通用橡胶-NR-SBR-BR-电子课件——【高分子材料 精】
2.2.3 SBR的结构与性能关系（重点）
1. SBR分子结构的内涵 • 宏观结构参数：单体比例，平均分子量、分子量分布、分子结构的线
性程度、凝胶含量。 • 微观结构参数：丁二烯链段中顺1，4；反1，4和1，2结构的比例；苯
乙烯、丁二烯单元的分布（嵌段共聚/无规共聚）。
1，4丁二烯结构 (顺式、反式）
3. NR具有较好的加工性能——含有低 分子组分和其它有机小分子。
4.天然橡胶耐热性不高，长期使用温 度不能超过80oC，在100oC下只能短期 使用；耐老化，耐O3性能不高——主 链上存在大量的不饱和双键。
5.NR的耐油性差——非极性橡胶与烃 类油相容性高。
NR的结构特点
不饱和 非极性 侧基量较少 分子链柔顺－Tg～-72oC
拉伸结晶
分子量大
双峰分布
回弹 性高
内耗低、动态生热 小
拉伸和撕裂 强度高
耐磨性、耐弯曲曲挠 疲劳性好
耐热 氧、 耐臭 氧老 化性 能差
耐 加工性能
烃
好
类
油
性
能
差
2.1.5 NR的应用 • 综合性能好，可用来做各种橡胶制品。（除了某些特殊性能要求的制
品外，耐油、耐热等） • 广泛用于:轮胎、胶管、胶带和各种工业橡胶制品。 • 是用途最广泛的一种橡胶，天然橡胶的耗胶量占总耗胶量的35％。
2.1.2 NR的分子链结构和结晶性 （重点） • （1）NR（异戊二烯的均聚物）的异构体结构
对称性差，难于 结晶
对称性较高，较易 结晶
（2）NR的结晶性
异构体形式 晶体熔点/oC
顺 1，4 28
反 1，4α 56
反 1，4β 65
材料特征
弹性体
NR、IR、BR、SBR、NBR、EPDM分别是什么橡胶[指南]
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NR、IR、BR、SBR、NBR、EPDM分别是什么橡胶1、天然橡胶（NR）以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。
弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。
缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐油和耐溶剂性不好，第抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性不高。
使用温度范围：约－60℃~＋80℃。
制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。
特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶－金属悬挂元件、膜片、模压制品。
2、丁苯橡胶（SBR）丁二烯和苯乙烯的共聚体。
性能接近天然橡胶，是目前产量最大的通用合成橡胶，其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天然橡胶均匀。
缺点是：弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差；加工性能差，特别是自粘性差、生胶强度低。
使用温度范围：约－50℃~＋100℃。
主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。
3、顺丁橡胶（BR）是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。
优点是：弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合。
缺点是强度较低，抗撕裂性差，加工性能与自粘性差。
使用温度范围：约－60℃~＋100℃。
一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用，主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。
4、异戊橡胶（IR）是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。
化学组成、立体结构与天然橡胶相似，性能也非常接近天然橡胶，故有合成天然橡胶之称。
它具有天然橡胶的大部分优点，耐老化由于天然橡胶，弹性和强力比天然橡胶稍低，加工性能差，成本较高。
使用温度范围：约－50℃~＋100℃ 可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。
5、氯丁橡胶（CR）是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。
这种橡胶分子中含有氯原子，所以与其他通用橡胶相比：它具有优良的抗氧、抗臭氧性，不易燃，着火后能自熄，耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点；其物理机械性能也比天然橡胶好，故可用作通用橡胶，也可用作特种橡胶。
橡胶基本知识介绍 ppt课件
② 顺丁橡胶是不饱和橡胶，具有与天然橡胶类似的化学性质，可与硫磺 及氧等反应。与天然橡胶比较，其硫化速度较慢，耐老化和耐热性能 好。
③ 顺丁橡胶是非极性橡胶，能溶于烃类溶剂中，不耐油。
④ 顺丁橡胶加工性能较差，粘着性不好，对加工温度的变化较为敏感。 顺丁橡胶在湿滑地面上易打滑，且生胶的冷流性大。
ppt课件
④ 提高分子量可达到高填充 。
⑤ 丁苯橡胶是非结晶性橡胶，因此纯胶强度低，需加入高活性补强剂后方可使用。
⑥ 反式结构多，侧基上带有苯环，因而滞后损失大，生热高，弹性低，耐寒性也超 差。但充油后降低生热。
⑦ 收缩大，生胶强度低，粘着性差。
⑧ 硫化速度慢。
⑨ 耐屈挠龟裂性比天然胶好，但裂纹扩展速度快，热撕裂性能差。
ppt课件
17
3、挤出、裁断
精密挤出、预成型和材料裁断，提高效率的同时，提高产品特性的 一致性。
ppt课件
18
4、硫化
•
严谨而精细的模具检查维护，是产品品质保证的必要手段。
•
各种规格的高精密真空硫化机，满足顾客对各种精密橡胶制品的
加工要求。
ppt课件
19
5、过程控制 尺寸检查、外观检查、CPK控制、投影仪、电子拉力器
22
8、清洗、干燥
• 必要的产品清洗、干燥过程，加上有效的包装方法处理，确保了 产品在无尘的环境下交付给顾客。
ppt课件
23
9、检验 • 100%的外观控制，科学的尺寸检查。
ppt课件
24
10、包装与交付
• 规范精确的称量、清洁无尘的包装、防护得当的外包装、标识清晰， 可追溯的规范装运。
ppt课件
• 4、丁基胶
•
丁基橡胶是异丁烯与少量异戊二烯在低温下聚合的弹性体。
4.2 通用橡胶-2
2.4 丁基橡胶2.4.1 定义与分类丁基橡胶是异丁烯与少量异戊二烯的共聚物。
英文名称（isobutylene isoprene rubber, 缩写IIR）。
丁基橡胶是在低温下（-100～-90o C）下，通过阳离子聚合机理得到的。
IIR在1943年开始工业化生产。
我国从70年代就开始引进，但直到2003年左右才在燕山石化工业化生产成功。
3.异丁烯主链上多而密集的侧甲基，填补了分子链间的孔隙——IIR耐透气性和耐透水性优异。
4.异丁烯主链上多而密集的侧甲基，导致分子链在相对运动时，内摩擦大、内耗高——适合用于阻尼减震材料。
5. IIR的自黏性和互黏性差，与其它通用橡胶相容性低——通过卤化的方法提高黏结性（卤素含量1～2％）。
内胎垫带无内胎轮胎的气密层：要提高该层与轮胎其它部件的粘合，使用的是卤化丁基橡胶。
医用橡胶塞防水卷材利用IIR的高耐热性——耐热运输带；利用IIR的高阻尼性——减震、吸振制品。
2.5.3 CR的性能特点（重点）结晶性橡胶——纯胶强度高，交联纯胶的强度略高于交联纯NR。
弹性低、动态内耗大、耐寒性差。
含有大量—Cl取代基团——阻燃性、耐烷烃油好、黏和强度高、但电绝缘性差。
C－Cl和C＝C的共扼——耐热性、耐候性和耐O性优异，但低于IIR和EPDM。
32.5.4 CR的主要应用CR主要应用于阻燃、耐油、耐天候制品和黏合剂。
耐热、阻燃运输带。
耐油、耐化学腐蚀的胶管。
电线、电缆的外层胶。
门窗密封条。
公路路面添缝材料、桥梁支座的橡胶垫。
2.6 乙丙橡胶 定义与品种结构(重点)性能(重点)应用<一> 定义和品种乙丙橡胶是乙烯与丙烯在齐格勒—纳塔型催化剂催化下的无规共聚物。
根据是否加入第三种双烯类共聚单体分为：二元乙丙橡胶（英文ethylene-propylene-monomer, 缩写EPM）和三元乙丙橡胶（英文ethylene-propylene-diene-monomer,缩写EPDM）。
常用橡胶及功能性材料PPT
二、品种分类及质量标准
天然橡胶按形态可以分为两大类：固体天然橡胶 （胶片与颗粒胶）和浓缩胶乳。在日常使用中，固体 天然橡胶占了绝大部分的比例。
胶片按制造工艺和外形的不同，可分为烟片胶、 风干胶片、白皱片、褐皱片等。烟片胶是天然橡胶中 最具代表性的品种，一直是用量大、应用广的一个胶 种，烟片胶一般按外形来分级，分为特级、一级、二 级、三级、四级、五级等共六级，达不到五级的则列 为等外胶。
2、耐高温性优异：氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是 目前弹性体中最好的。26-41氟胶在250℃下可长期使用，300℃下短期 使用；246氟胶耐热比26-41还好。在300℃×100小时空气热老化后的 26-41的物性与300℃×100小时热空气老化后246型的性能相当，其扯断 伸长率可保持在100%左右，硬度90~95度。246型在350℃热空气老化16 小时之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后保持良好弹性， 在400℃热空气老化110分钟之后，含有喷雾炭黑、热裂法炭黑或碳纤维 的胶料伸长率上升约1/2~1/3，强度下降1/2左右，仍保持良好的弹性。
天然橡胶的耐介质特性。天然橡胶有较好的耐碱性能，但 不耐浓强酸。由于天然橡胶是非极性橡胶，只能耐一些极性溶 剂，而在非极性溶剂中则溶胀，因此，其耐油性和耐溶剂性很 差，一般说来，烃、卤代烃、二流化炭、醚、高级酮和高级脂 肪酸对天然橡胶均有溶解作用，但其溶解度则受塑炼程度的影 响，而低级酮、低级酯及醇类对天然橡胶则是非溶剂。
CO/ECO
ACM FKM VMQ CSM CPE FVMQ
一元/二元均聚氯醚 橡胶 丙烯酸酯橡胶 氟橡胶 硅橡胶 氯磺化聚乙烯橡胶 氯化聚乙烯橡胶 氟硅橡胶
NBR 丁腈橡胶
HNBR 氢化丁腈橡胶
通用高分子材料橡胶PPT课件
第4页/共51页
橡胶的发展历史
（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；
缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。
常用促进剂：二硫化氨基甲酸盐
黄原酸盐类
噻唑类
硫脲类
醛类
醛胺类
第15页/共51页
3、 硫化活性剂 用来提高促进剂的活性，又称助促进剂。
常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。 4、 填充剂
用来提高橡胶的强度、改善工艺性能和降低成本。 用于提高性能的填充剂称为补强剂，如炭黑、二 氧化硅等；另外还有用于降低成本的填充剂，如滑 石粉、硫酸钡等。
骨架材料的用量：雨衣用骨架材料约占80-90％ 输送带约占65％ 轮胎类约占10-15％
第17页/共51页
天然橡胶（NR）
也称杜仲胶，分子链有序，易结晶， 通常温度下为硬质固体。
n为5000~10000，相对分子量在3万~3000万之间， 常温下是无定形高弹性物质。
第18页/共51页
➢ 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、
耗量最大的合成橡胶胶种。 • 耐磨性、耐热性、耐油、抗老化性均比天然橡胶好。 • 缺点是生胶强度低、粘接性差、成型困难、硫化速度慢。
聚合方法：乳液聚合（自由基）、溶液聚合（阴离子）
CH2CH CHCH2 x
CH2CH y CH2CH z CH CH2
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高分子材料课件-4[1].2_通用橡胶共32页文档
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13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。——Байду номын сангаас马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
高分子材料课件-4[1].2_通用 橡胶
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
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1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
高分子材料第五章橡胶
l b、分子链的侧甲基体积小，位阻小； l c、天然橡胶为非极性，分子间相互作用
力小，对分子链内旋转约束和阻碍小。
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高分子材料第五章橡胶
l 2、较高的力学强度。在外力的作用下拉伸 结晶，具有自增强性。
l 纯天然橡胶拉伸强度可达17～25MPa；炭 黑增强后可达25～35MPa。
l 3、在使用条件下无分子链间的相对滑动．即无冷 流现象。因为冷流结果，会使橡胶在负荷下发生 永久变形，去负荷后，不能恢复原形。
l 4、分子量通常大于缠结的分子量，分子量分布一 般较宽。
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高分子材料第五章橡胶
l 思考： l 橡胶高弹性的本质是什么？ l 构型与构象是什么？
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l 特种橡胶是指具有耐高温、耐油、耐臭氧、耐老 化和高气密性等特点的橡胶，常用的有硅橡胶、 各种氟橡胶、聚硫橡胶、氯醇橡胶、丁腈橡胶、 聚丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶和丁基橡胶等，主 要用于要求某种特性的特殊场合。
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高分子材料第五章橡胶
四、橡胶的加工
l 1、生胶的制备：（单体－－聚合－－后处理） l 合成橡胶的聚合工艺主要应用乳液聚合法和溶液
d、收缩大，生胶强度低，粘性差；
e、硫化速度慢；
f、耐屈挠龟裂性比天然橡胶好，但裂纹扩展速
度快，抗撕裂性能差。
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高分子材料第五章橡胶
优点
a、硫化曲线平坦，胶料不易烧焦和过硫；
b、耐磨性、耐热性、耐油性和耐老化性等均比天然 橡胶好，高温耐磨性好，适用于乘用胎；
c、在加工过程中相对分子质量降低到一定程度不再 降低，因而不易过炼，可塑度均匀，硫化橡胶硬度 变化小；
第五章第二节 高分子材料第2课时橡胶与功能高分子 课件 高二化学人教版(2019)选择性必修3
3．下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成网状结构的是：
D
4. 在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时，都要加入交联剂。下列有关说
法错误的是 D
A.加入交联剂都可使线型结构变为网状结构
B.橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增强橡胶的强度
C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为网状结构是为了使它既吸 水又不溶于水
2.高分子分离膜。
(2)分离膜的分类。
分离膜根据膜孔大小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反 渗透膜等,以分离不同的物质。
(3)分离膜的主要材料:主要是有机高分子材料,如醋酸纤维、 芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
(4)分离膜的应用:广泛应用于海水淡化和饮用水的制取,以 及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。
D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
5.聚酯纤维F 和维纶J的合成路线如下
G中官能团的名称是 ， C的结构简式是 ， 芳香烃D的一氯代物只有两 种，则D的结构简式是 ， 反应③的反应类型是 ，
反应②和⑤的化学方程式分 别是： 。
已知：
E也可由A和2，4-己二烯为 原料制备，请写出该合成路 线。已知
壤。可以用于婴幼儿纸尿裤等。
(2)合成思路: 一是改造纤维素或淀粉分子,接入强亲水基团;二是合成 新的带有强亲水基团的高分子。
1. 高吸水性树脂
(3)淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性。在淀粉或纤维素的 主链上再接入带有强亲水基团的支链,提高吸水性能。例如淀 粉与丙烯酸钠在一定条件下发生反应,生成以淀粉为主链的接 枝共聚物。为防止共聚物溶于水,还需在交联剂作用下生成网 状结构的淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
3.合成橡胶 (2)橡胶的分类
橡胶
NR、IR、BR、SBR、NBR、EPDM分别是什么橡胶
NR、IR、BR、SBR、NBR、EPDM分别是什么橡胶1, natural rubber (NR) to rubber hydrocarbon (polyisoprene) based, containing a small amount of protein, water, resin acids, sugars and inorganic salts. The utility model has the advantages of large elasticity, high extension strength, high tear resistance and electrical insulation, good abrasion resistance and drought resistance, good processability, easy adhesion to other materials, and superior performance in synthetic rubber in comprehensive performance. The disadvantage is that oxygen and ozone resistance is poor, easy aging, metamorphism, oil and solvent resistance is not good, the first corrosion resistance of acid and base is low, heat resistance is not high. Temperature range: about 60 DEG C ~80. Make tires, rubber shoes, hose, tape, wire and cable insulation and sheath, and other general products. The utility model is especially suitable for making torsional vibration eliminator, engine shock absorber, machine support, rubber metal suspension element, diaphragm and molded product.2, butadiene styrene rubber (SBR), butadiene and styrene copolymer. Performance is close to natural rubber, is the largest yield of general-purpose synthetic rubber, characterized by wear resistance, aging resistance and heat resistance, more than natural rubber, texture is more natural rubber uniform. Disadvantages are: low elasticity, anti bending, anti tear performance is poor; the processing performance is poor, especially the poor, low strength self adhesive rubber. Temperature range: about 50 DEG C ~100. Mainly used instead of natural rubber to make tires, rubber sheets, hose, rubber shoes and other general products.3, butadiene rubber (BR) is a cis structure by polymerization of butadiene rubber. The utility model has the advantages of good elasticity and wear resistance, good aging resistance, excellent low-temperature resistance, small heat generation under dynamic load and easy metal bonding. The disadvantage is low strength, poor tearing resistance, poor processability and self adhesion. Temperature range: about 60 DEG C ~100. Usually used in combination with natural rubber or styrene butadiene rubber. It mainly produces tyres, tread, conveyor belts and special cold resistant products.4, isoprene rubber (IR) is a kind of CIS structure rubber which is polymerized from isoprene monomer. The chemical composition and solid structure are similar to those of natural rubber, and the properties are very close to natural rubber. Therefore, synthetic rubber is called. It has most of the advantages of natural rubber, anti-aging, because of natural rubber, elasticity and strength than natural rubber slightly lower, poor processing performance, higher cost. Temperature range: about 50 DEG C ~100 can replace the natural rubber production of tires, rubber shoes, rubber hose, tape and other general products.5, chloroprene rubber (CR) by chloroprene do monomer emulsion polymerization of polymers. This rubber molecule containing chlorine atom, so compared with other general rubber: it has excellent oxidation resistance, ozone resistance, non flammable, after the fire can be self extinguishing, the advantages of oil resistance, solvent resistance, acid and alkali resistance, aging resistance, good air tightness; the mechanical performance is better than natural rubber, so canbe used for general rubber, also can be used for special rubber. The main disadvantages are poor cold resistance, large proportion, relatively high cost, bad electrical insulation, easy to stick rolling, easy burning and easy sticking. In addition, rubber poor stability, not easy to save. Temperature range: about 45 DEG C ~100. Mainly used in the manufacture of ozone resistance, aging resistance of the cable sheath and a variety of protective cover, protective cover; oil resistant, chemical resistant hose, tape and chemical lining;。
高分子材料教材4.3大品种特种橡胶.ppt
5.电绝缘性好：主要是EPR吸水率低。
6.耐水性、耐热水、耐水蒸汽性优良。
乙丙橡胶的性能缺点：
1. 双键含量低——硫化速度慢，与不饱和橡 胶并用时，共硫化困难。
2. 加工性能不好，自粘和互粘性差。 3. 耐烷烃油性差、易燃、气密性不好。
<四> 乙丙橡胶应用 优异耐候性——汽车车窗密封条； 耐热水性——汽车发动机散热器软管； 耐O3性——与其它二烯类橡胶并用做轮
胎胎侧和内胎。 耐候、耐水性——高级防水卷材。 电绝缘性——电缆护套及绝缘材料 耐热性——耐热物料输送带。 热塑性树脂（如PP）的增韧改性剂。
3.3 氯丁橡胶
<一> 定义与分类
由2-氯1,3-丁二烯通过乳液自由基聚合而 来的橡胶。英文为：chloroprene rubber，缩 写CR）。
<二> 乙丙橡胶的结构特点（重点） 1. 高饱和性
二元乙丙全饱和结构
三元乙丙主链饱和，带有 少量（1~2%mol)的不饱和 侧基。
2. 乙烯丙烯比例
由于乙烯与丙烯无规共聚，破坏了各自 的规整性，乙丙橡胶是非结晶性橡胶。 分子链间作用力小，且无大侧基——乙 丙橡胶具有较高的柔性和弹性。
为避免丙烯出现嵌段结构产生结晶，乙 烯的含量>50％mol。
弹性低、动态内耗大、耐寒性差。
含有大量—Cl取代基团——阻燃性、耐 烷烃油好、黏和强度高、但电绝缘性差。
C－Cl和C＝C的共扼——耐热性、耐候 性和耐O3性优异。
<三> CR的主要应用 CR主要应用于阻燃、耐油、耐天候制品和
黏合剂。 耐热、阻燃运输带。 耐油、耐化学腐蚀的胶管。 电线、电缆的外层胶。 门窗密封条。 公路路面添缝材料、桥梁支座的橡胶垫。
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3. NR具有较好的加工性能——含有低 分子组分和其它有机小分子。
4.天然橡胶耐热性不高，长期使用温 度不能超过80oC，在100oC下只能短期 使用；耐老化，耐O3性能不高——主 链上存在大量的不饱和双键。
5.NR的耐油性差——非极性橡胶与烃 类油相容性高。
NR的结构特点
不饱和 非极性 侧基量较少 分子链柔顺－Tg～-72oC
NR的分子量分 布呈双峰分布 规律。
低分子量部分 有利于NR的加 工。
高分子量的部 分使NR具有较 高的强度。
小知识：橡胶的加工性
• 橡胶的高弹性对于橡胶的加工成型是不利的。 • 具有一定的塑性对于加工是有利的——塑性是一种在某种给定
载荷下,材料产生永久变形的材料特性。 • 对于橡胶或弹性体材料，分子量越大（熵）弹性越高；而分子
第四章 橡胶和弹性体材料
第二节 通用橡胶
2.1 天然橡胶（NR） 2.2 丁苯橡胶（SBR） 2.3 聚丁二烯橡胶（BR） 2.4 丁基橡胶 （IIR） 2.5 氯丁橡胶（CR） 2.6 乙丙橡胶（EPM）和三元乙丙橡胶（EPDM） 2.7 丁腈橡胶（NBR）
2.1 天然橡胶
2.1.1 天然橡胶的来源 1.天然橡胶来源于植物，这些植物包括：巴西三叶橡胶树、银胶菊、 杜仲树等。其中98％的天然橡胶来自于巴西橡胶树。 2. 天然橡胶的主要原材料是橡胶树新鲜胶乳。将新鲜胶乳经过一系 列加工可得浓缩胶乳（固含量超过60％）和干胶。 3. 天然橡胶的英文为nature rubber,缩写NR。
2.2.3 SBR的结构与性能关系（重点）
1. SBR分子结构的内涵 • 宏观结构参数：单体比例，平均分子量、分子量分布、分子结构的线
性程度、凝胶含量。 • 微观结构参数：丁二烯链段中顺1，4；反1，4和1，2结构的比例；苯
乙烯、丁二烯单元的分布（嵌段共聚/无规共聚）。
1，4丁二烯结构 (顺式、反式）
在-20oC下结晶最快，在室温下 结晶速度很慢。
顺1，4聚异戊 二烯结晶速度 与温度的关系
（3）天然橡胶具有拉伸诱导结晶的特点。
这种拉伸结晶特性对 橡胶的强度有很大的 贡献。NR纯胶就具有 较高的强度。 未增强纯NR硫化胶的 拉伸强度可以达到17 ～25MPa。
硫化NR结晶度与伸长率的关系
2.1.2 NR的分子量与分子量分布（重点） • NR的聚合度很高，～10000，分子量在3～3000万的范围内。
4. 分子链枝化度：高枝化度有利于加工性能， 但不利于力学强度；同时造成链端多内耗大。
5. 凝胶（部分交联的橡胶）含量：凝胶含量高 会造成力学性能下降——凝胶处于交联状态，配 合剂无法混入。
6. 聚丁二烯的结构
1，4丁二烯结 构
乙烯基
(顺式、反式）
乙烯基含量增大，也会导致Tg增大，弹性下降、加 工性能、橡胶与地面的摩擦系数提高，橡胶抗湿滑 性提高；但耐磨性能会略有下降。
2.1.2 NR的分子链结构和结晶性 （重点） • （1）NR（异戊二烯的均聚物）的异构体结构
对称性差，难于 结晶
对称性较高，较易 结晶
（2）NR的结晶性
异构体形式 晶体熔点/oC
顺 1，4 28
反 1，4α 56
反 1，4β 65
材料特征
弹性体
具有塑料性质 具有塑料性质
巴西橡胶树生物合成的天然胶中97％为顺1，4异构体。
量小则塑性提高。
2.1.3 NR的组成
组分 橡胶烃 丙酮抽出物 蛋白质
含量％wt ～93.3
2.89
2.82
灰分 0.39
水分 0.61
脂肪
蜡类
丙酮抽出物
醇类 酯类
磷脂
这些小分子有机物对于 橡胶的加工、硫化和防 老化有利。
蛋白质
极性有机物——吸水，不利于NR的绝缘和耐水性 分解出的有机胺是NR的硫化促进剂和防老剂。
拉伸结晶
分子量大
双峰分布
回弹 性高
内耗低、动态生热 小
拉伸和撕裂 强度高
耐磨性、耐弯曲曲挠 疲劳性好
耐热 氧、 耐臭 氧老 化性 能差
耐 加工性能
烃
好
类
油
性
能
差
2.1.5 NR的应用 • 综合性能好，可用来做各种橡胶制品。（除了某些特殊性能要求的制
品外，耐油、耐热等） • 广泛用于:轮胎、胶管、胶带和各种工业橡胶制品。 • 是用途最广泛的一种橡胶，天然橡胶的耗胶量占总耗胶量的35％。
低温丁苯橡胶炭黑母炼胶(1600系列)
乳液自由聚基合聚丁合机苯橡胶低 低温 温充 充油 油丁 丁苯 苯橡 橡胶 胶(炭17黑00母系炼列胶) (1800系列)
丁苯橡胶
理
高苯乙烯丁苯橡胶
苯乙烯含量50％～7
烷基锂溶聚丁苯橡胶
溶液阴聚离合子理聚丁合苯机橡胶高醇锡反烯偶式溶联聚聚溶丁聚-1，苯丁4 -橡苯丁胶橡苯胶橡胶
2.2 丁苯橡胶
2.2.1 定义
• 丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的共聚物。 • 是用量最大的一种合成橡胶；占合成胶的～55％，占总橡胶用量
的～34％。 • 英文为styrene-butadiene rubber，缩写SBR。
2.2.2 SBR的合成方法和分类
高温丁苯橡胶(1000系列)
低温丁苯橡胶(1500系列)
灰分——无机盐和少量金属化合物，金属离子会促进老化。
2.1.4 NR的性能特点（重点） 1.高弹性——仅次于BR
CH3 H
CH2 C C CH2 n
•与双键相邻C—C键的容易内旋转 。
•分子链上的侧甲基数量少。 •NR非极性分子间作用力低。
Tg～-72oC
2. NR具有较优良的力学性能 • NR是一种结晶性橡胶，可拉伸结晶，NR具有较高的分子量。 • NR纯胶硫化后强度可达25MPa；用炭黑增强后可达35MPa。 • NR的撕裂强度也很高，最高可达98kN/m。 • NR具有良好的耐疲劳性，滞后损失小，生热低。 • NR具有较高的耐磨性。
乙烯基
苯乙烯
2.单体比例
随着苯乙烯含量的提高， 玻璃化转变温度提高，模 量（定伸强度）提高、弹 性下降、加工性能变好。
苯环还具有分散应力提高 耐磨性的作用。
耐热氧老化性能提高，耐 寒性下降。
综合各种性能，普通SBR的 苯 乙 烯 含 量 一 般 为 ～ 23.5 ％。
3. 分子量和分子量分布 • SBR的数均分子量为10～13万。 • 分子量分布宽：强度低、链端多内耗大、加工 性能好。 • 分子量分布窄：强度高，链端少内耗小、加工 性能不好。