橡胶基础知识培训教材(PPT 45张)
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大分子交联,形成空间网络结构,提高性能,稳定 形状. • (1)硫化剂:橡胶分子间的交联助剂 • 一般采用硫磺及含硫化合物，部分合成橡胶 也采用金属氧化物，过氧化物，合成树脂， 胺类皂盐。
• (2)硫化促进剂:加快硫化速度,缩短硫 化时间,提高物理机械性能.
• 按硫化速度快慢分为：氨基甲酸盐类、 秋兰姆类、噻唑类、次磺酰胺类和胍 类
• 常见举例如下： • 氨基甲酸盐类:ZDC,ZDMC • 秋兰姆类:TMTD,TMTM • 噻唑类:M,DM • 次磺酰胺类: NOBS ,CZ,DZ • 胍类:D
• (3)硫化促进助剂(活化剂): 活化胶料 体系,主要有氧化锌(ZnO)和脂肪酸.
• (4)硫化延迟剂(防焦剂):常用的防焦 剂有芳香族有机酸及N-环己基硫代 邻苯二甲酰亚胺(CTP)
三、橡胶的配合
• 橡胶的配合是指：根据成品的性能 要求，考虑加工工艺性能的要求和 成本诸因素，把生胶和各种配合剂 组合在一起的过程。
配合体系
• 1.生胶 • 2.硫化体系 • 3.补强填充体系 • 4.增塑体系 • 5. 防护体系
• 1.生胶种类
• 2.硫化体系 • 作用：与橡胶大分子起化学作用,使橡胶线性
• 碳酸钙、陶土、硅藻土、滑石粉、云 母粉等。
• 4.增塑体系
• 增塑剂通常是一类分子量较低的化合物， 加入胶料中能降低橡胶分子链间作用力， 使粉末状配合剂很好的浸润，从而改善 混炼工艺，使配合剂分散均匀，混炼时 间缩短，节约能耗，并能降低混炼过程 中的升热现象，同时它能增加胶料的可 塑性、流动性、黏着性，便于压延，压 出和成型。
• 增塑剂分类
• （1）石油系增塑剂：常用的有石蜡(油）、 环烷烃、芳香烃。
• （2）煤焦油系增塑剂：常用的有古马隆树 脂，煤焦油。
• （3）松油系增塑剂：松焦油、松香等
• （4）脂肪油系增塑剂：常用的有硬脂酸和 油膏。
• （5）合成增塑剂：邻苯二甲酸酯类，环氧 类、含氯类和磷酸酯类 （后两种为耐燃性 增塑剂)。 常见的有DOP,DBP
• 生物因素:微生物(霉菌,细菌)等
• 1.老化导致的最常见的外观变化：变软、 发粘、变硬、变脆、龟裂、发霉、变色、 失光、粉化等。
• 2.使用性能逐渐变坏表现为：强度降低、 弹性消失、电绝缘性下降，耐磨性降低。
• 3.在老化过程中分子结构发生以下变化： • （1）分子链降解 • （2）分子链之间产生交联 • （3）主链或侧链的改性
• 4.混炼胶：配合剂混合于块状、粒状 和粉末状生胶中的未交联状态,且具 有流动性的胶料。
• 5.硫化胶：使混炼胶在一定的时间、 温度、压力下发生交联反应后的橡 胶。
橡胶分子链硫化前后网络结构示意图
A.生胶
B.硫化胶
二、橡胶的分类
• 1.按来源结构和用途分类
天然橡胶
丁苯橡胶（SBR）
顺丁橡胶（BR） 通用合成橡胶 丁腈橡胶（NBR）
乙丙橡胶（EPDM） 饱和非极性橡胶
丁基橡胶（IIR）
氟橡胶（FKM） 饱和极性橡胶 丙稀酸酯橡胶（ACM）
氯磺化聚乙烯（CSM）
杂链橡胶
硅橡胶（MVQ） 聚硫橡胶（T）
• 3.按形态分类
固体橡胶
按形态分类 液体橡胶
粉末橡胶
• 4.按交联方式分类
化学交联的传统橡胶
热塑性弹性体
热塑性弹性体(TPE) 是常温下表现出硫化 橡胶性能, 而在高温下可进行塑化, 且可用 塑料加工机械进行成型的高分子材料。
四、橡胶的加工
• 对于一般的橡胶，不论做什ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制品均必 须经过炼胶和硫化两个加工过程。
• 常用的加工方式： • 1.塑炼 • 2.混炼 • 3.压延 • 4.压出 • 5.硫化
丁基橡胶（IIR）
合成橡胶
乙丙橡胶（EPDM）
氟橡胶（FKM）
特种合成橡胶
硅橡胶（MVQ） 丙烯酸酯橡胶（ACM）
氯磺化聚乙烯（CSM)
• 2.按化学结构分类
天然橡胶（NR)
不饱和非极性橡胶
丁苯橡胶（SBR） 顺丁橡胶（BR）
异戊橡胶（IR）
碳链橡胶
不饱和极性橡胶 丁腈橡胶（NBR） 氯丁橡胶（CR）
• 5.防护体系
• 老化的概念：橡胶在加工存储和使用过程中， 由于受到光、热、氧、金属元素、腐蚀介质 等外界因素的影响，使其发生物理或化学变 化，导致性能逐渐下降，防护剂能起到抑制 或延迟老化的作用。
• 影响橡胶老化的外部因素:
• 物理因素:热,光,电,应力,变形
• 化学因素:氧,臭氧,SO2 , H2S,NOx,酸,碱,及金属离 子等.
常见的几种防老剂
• 防老剂4010 • 防老剂4020 • 防老剂RD • 防老剂2246 • 防老剂264
• 上述各配合体系中，进一步细分还会 有许多品种及类别，且各自的机理不 同。另外随着橡胶工业的发展，各种 加工助剂及功能材料应用越来越广泛， 诸如塑解剂、分散剂、增粘剂、着色 剂、发泡剂、隔离剂和阻燃剂等。
橡胶基础知识
一、关于橡胶的几个概念
• 1.橡胶：ASTM - D1566 中定义如下，橡胶 是一种材料 ，它在大的形变下，能迅速 而有力恢复其形变，能够被改性。（定 义中所指的改性实质是指硫化。）
• 2.硫化：橡胶的线型大分子通过化学交联 而构成三维网络结构的化学变化过程。
• 3.生胶：尚未被硫化交联的橡胶，由线型 大分子或者带支链的线型大分子构成。
炭黑粒子表面模型
炭黑聚集体的透射电子显微镜照片
补强性填充剂对橡胶补强性的大小, 与橡胶和填充剂的结合力(相互作用)、 补强剂在橡胶中的分散状态关系密切。
• (2)白炭黑
• 超微细粒子的二氧化硅,外观呈白色,其 配合胶料的拉伸强度,耐磨性不如炭黑, 但可用于白色制品或浅色制品.
• （3）无机填料：对橡胶增容，降低 成本，但与橡胶的结合力较差，降低 胶料的物理机械性能。
• 3.补强填充体系 • 补强填充体系,提高胶料物理机械性能. • (1)炭黑: • 炭黑的主要牌号 (ASTM) • N110 (SAF) 俗称:超耐磨炭黑;平均粒径19nm • N220 (ISAF)俗称:中超耐磨炭黑;平均粒径23nm • N330 (HAF) 俗称:高耐磨炭黑;平均粒径29nm • N550 (FEF) 俗称:快压出炭黑 ;平均粒径42nm • N660 (GPF) 俗称:通用炭黑 ;平均粒径60nm
• (2)硫化促进剂:加快硫化速度,缩短硫 化时间,提高物理机械性能.
• 按硫化速度快慢分为：氨基甲酸盐类、 秋兰姆类、噻唑类、次磺酰胺类和胍 类
• 常见举例如下： • 氨基甲酸盐类:ZDC,ZDMC • 秋兰姆类:TMTD,TMTM • 噻唑类:M,DM • 次磺酰胺类: NOBS ,CZ,DZ • 胍类:D
• (3)硫化促进助剂(活化剂): 活化胶料 体系,主要有氧化锌(ZnO)和脂肪酸.
• (4)硫化延迟剂(防焦剂):常用的防焦 剂有芳香族有机酸及N-环己基硫代 邻苯二甲酰亚胺(CTP)
三、橡胶的配合
• 橡胶的配合是指：根据成品的性能 要求，考虑加工工艺性能的要求和 成本诸因素，把生胶和各种配合剂 组合在一起的过程。
配合体系
• 1.生胶 • 2.硫化体系 • 3.补强填充体系 • 4.增塑体系 • 5. 防护体系
• 1.生胶种类
• 2.硫化体系 • 作用：与橡胶大分子起化学作用,使橡胶线性
• 碳酸钙、陶土、硅藻土、滑石粉、云 母粉等。
• 4.增塑体系
• 增塑剂通常是一类分子量较低的化合物， 加入胶料中能降低橡胶分子链间作用力， 使粉末状配合剂很好的浸润，从而改善 混炼工艺，使配合剂分散均匀，混炼时 间缩短，节约能耗，并能降低混炼过程 中的升热现象，同时它能增加胶料的可 塑性、流动性、黏着性，便于压延，压 出和成型。
• 增塑剂分类
• （1）石油系增塑剂：常用的有石蜡(油）、 环烷烃、芳香烃。
• （2）煤焦油系增塑剂：常用的有古马隆树 脂，煤焦油。
• （3）松油系增塑剂：松焦油、松香等
• （4）脂肪油系增塑剂：常用的有硬脂酸和 油膏。
• （5）合成增塑剂：邻苯二甲酸酯类，环氧 类、含氯类和磷酸酯类 （后两种为耐燃性 增塑剂)。 常见的有DOP,DBP
• 生物因素:微生物(霉菌,细菌)等
• 1.老化导致的最常见的外观变化：变软、 发粘、变硬、变脆、龟裂、发霉、变色、 失光、粉化等。
• 2.使用性能逐渐变坏表现为：强度降低、 弹性消失、电绝缘性下降，耐磨性降低。
• 3.在老化过程中分子结构发生以下变化： • （1）分子链降解 • （2）分子链之间产生交联 • （3）主链或侧链的改性
• 4.混炼胶：配合剂混合于块状、粒状 和粉末状生胶中的未交联状态,且具 有流动性的胶料。
• 5.硫化胶：使混炼胶在一定的时间、 温度、压力下发生交联反应后的橡 胶。
橡胶分子链硫化前后网络结构示意图
A.生胶
B.硫化胶
二、橡胶的分类
• 1.按来源结构和用途分类
天然橡胶
丁苯橡胶（SBR）
顺丁橡胶（BR） 通用合成橡胶 丁腈橡胶（NBR）
乙丙橡胶（EPDM） 饱和非极性橡胶
丁基橡胶（IIR）
氟橡胶（FKM） 饱和极性橡胶 丙稀酸酯橡胶（ACM）
氯磺化聚乙烯（CSM）
杂链橡胶
硅橡胶（MVQ） 聚硫橡胶（T）
• 3.按形态分类
固体橡胶
按形态分类 液体橡胶
粉末橡胶
• 4.按交联方式分类
化学交联的传统橡胶
热塑性弹性体
热塑性弹性体(TPE) 是常温下表现出硫化 橡胶性能, 而在高温下可进行塑化, 且可用 塑料加工机械进行成型的高分子材料。
四、橡胶的加工
• 对于一般的橡胶，不论做什ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制品均必 须经过炼胶和硫化两个加工过程。
• 常用的加工方式： • 1.塑炼 • 2.混炼 • 3.压延 • 4.压出 • 5.硫化
丁基橡胶（IIR）
合成橡胶
乙丙橡胶（EPDM）
氟橡胶（FKM）
特种合成橡胶
硅橡胶（MVQ） 丙烯酸酯橡胶（ACM）
氯磺化聚乙烯（CSM)
• 2.按化学结构分类
天然橡胶（NR)
不饱和非极性橡胶
丁苯橡胶（SBR） 顺丁橡胶（BR）
异戊橡胶（IR）
碳链橡胶
不饱和极性橡胶 丁腈橡胶（NBR） 氯丁橡胶（CR）
• 5.防护体系
• 老化的概念：橡胶在加工存储和使用过程中， 由于受到光、热、氧、金属元素、腐蚀介质 等外界因素的影响，使其发生物理或化学变 化，导致性能逐渐下降，防护剂能起到抑制 或延迟老化的作用。
• 影响橡胶老化的外部因素:
• 物理因素:热,光,电,应力,变形
• 化学因素:氧,臭氧,SO2 , H2S,NOx,酸,碱,及金属离 子等.
常见的几种防老剂
• 防老剂4010 • 防老剂4020 • 防老剂RD • 防老剂2246 • 防老剂264
• 上述各配合体系中，进一步细分还会 有许多品种及类别，且各自的机理不 同。另外随着橡胶工业的发展，各种 加工助剂及功能材料应用越来越广泛， 诸如塑解剂、分散剂、增粘剂、着色 剂、发泡剂、隔离剂和阻燃剂等。
橡胶基础知识
一、关于橡胶的几个概念
• 1.橡胶：ASTM - D1566 中定义如下，橡胶 是一种材料 ，它在大的形变下，能迅速 而有力恢复其形变，能够被改性。（定 义中所指的改性实质是指硫化。）
• 2.硫化：橡胶的线型大分子通过化学交联 而构成三维网络结构的化学变化过程。
• 3.生胶：尚未被硫化交联的橡胶，由线型 大分子或者带支链的线型大分子构成。
炭黑粒子表面模型
炭黑聚集体的透射电子显微镜照片
补强性填充剂对橡胶补强性的大小, 与橡胶和填充剂的结合力(相互作用)、 补强剂在橡胶中的分散状态关系密切。
• (2)白炭黑
• 超微细粒子的二氧化硅,外观呈白色,其 配合胶料的拉伸强度,耐磨性不如炭黑, 但可用于白色制品或浅色制品.
• （3）无机填料：对橡胶增容，降低 成本，但与橡胶的结合力较差，降低 胶料的物理机械性能。
• 3.补强填充体系 • 补强填充体系,提高胶料物理机械性能. • (1)炭黑: • 炭黑的主要牌号 (ASTM) • N110 (SAF) 俗称:超耐磨炭黑;平均粒径19nm • N220 (ISAF)俗称:中超耐磨炭黑;平均粒径23nm • N330 (HAF) 俗称:高耐磨炭黑;平均粒径29nm • N550 (FEF) 俗称:快压出炭黑 ;平均粒径42nm • N660 (GPF) 俗称:通用炭黑 ;平均粒径60nm