橡胶技术全解

《橡胶工艺》

绪论

一、橡胶材料的特征

1、橡胶材料的特点

(1)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。

(2)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。

(3)电绝缘性：橡胶和塑料一样是电绝缘材料。

(4)有老化现象

(5)必须进行硫化才能使用，热塑性弹性体除外。

(6)必须加入配合剂。

2、常见概念

（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（硫化）。或弹性高聚物，是未交联和已交联两种状态的总称。

注：

1）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。

2）橡胶在室温下具有高弹性。

3）橡胶能够被改性是指它能够硫化。

4）改性的橡胶即硫化胶不溶解但能溶胀。

①生胶——原料橡胶，即没有加入配合剂且尚未交联的橡胶。分子呈线型结构。

按形态分固态生胶(干胶)和胶乳或乳胶（指高聚物的粒子分散在水介质中所形成的具有一定稳定性的胶体分散体系。）

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。

②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。或：生胶经过加工和配合已交联的橡胶。即交联结构的橡胶。

（2）橡胶类似物——指橡胶代用品，可部分代替橡胶来使用。如再生胶、硫化胶粉。

二、橡胶的发展历史

1.天然橡胶的发现和利用

（1）考古发现人类在11世纪就开始使用橡胶。

（2）1493~1496年哥伦布发现美洲大陆时看到当地民玩耍橡胶球并将其带回欧洲，欧洲人开始认识天

然橡胶。

（3）1735年，法国科学家 Condamine等将当地居民所制橡胶制品带回欧洲，引起进一步研究和利用橡胶的兴趣。

（4）1770年宗教家Priestley因发现橡胶能擦去铅笔痕迹，在英语中取印第安的“揩擦物”Rubber为橡胶定了英文名。

（5）1823年在英国建立第一个橡胶工厂，将橡胶溶于苯中制成防水布生产雨衣。此为橡胶工业的开始。（6）1826年Hancock发现了用机械使橡胶获得塑性的方法，这一发现奠定了现代橡胶加工方法的基础。（7）1830年至1876年英国人把橡胶树种和幼苗从伦敦皇家植物园移植到印尼、新加坡、马来西亚等地，完成了野生天然橡胶变成人工栽培种植的艰难工作。

（8）1839年，C．Goodyear发明橡胶硫化法：将橡胶和硫磺共热，特别是在铅化合物存在下与硫磺共

热之后，橡胶就会变成坚实而富有弹性的物质，不再因温度的改变而变硬发粘。

（9）1888年英国医生Dunlop发明了充气轮胎。

（10）1904年发现某些金属氧化物有促进硫化作用，但效果不十分明显。1906年发现苯胺有促进硫化

作用，直到1919年才开始大量应用噻唑类促进剂。

（11）1920年炭黑作为橡胶的补强剂大量使用。

2.合成橡胶的工业化和发展

（1）合成橡胶的历史一般认为从1879年布却特发现异戊二烯聚合试验开始，直到1900年人们了解了

天然橡胶分子结构后，合成橡胶才真正成为可能。

（2）在高分子链状结构学说和橡胶弹性分子动力学理论指导下， 1914~1918年第一次世界大战期间德国生产了甲基橡胶，开了合成橡胶生产的新纪元。

（3） 1932年，前苏联大规模生产丁钠橡胶后相继生产的合成胶有氯丁、丁苯及丁腈橡胶。

（4）50年代，Zeigler-Natta发现定向聚合法，导致了合成橡胶工业的新飞跃。

（5）1965~1973年出现热塑性弹性体，这是第三代橡胶。

3.我国橡胶发展简况

（1）我国从1904年开始种植天然橡胶，并于20世纪50年代初将橡胶树北移试种成功。在北纬18°~24°的广西、云南等地大面积种植橡胶树。

（2）1915年在广州建立了第一个规模甚小的胶鞋工厂。

1919年，在上海建立清和橡皮工厂

1927年，在上海建立正泰橡胶厂，生产胶鞋

1928年，建立大中华橡胶厂，生产胶鞋

1937年，日本在青岛建立现在的青岛橡胶二厂

三、橡胶工业的重要性

1.橡胶是重要的工业材料，同时又是重要的战略物资，应用广泛。

2.目前世界橡胶制品的品种和规格的总数约有10万之多。

四、橡胶制品的分类

各类轮胎；胶管胶带类；鞋类；工业制品（杂制品）

五、本科程的内容

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。配合剂——在生胶中所加入的各种化学药品。

类型功能

生胶及橡胶类似物基本材料（主体）

硫化体系（硫化剂促进剂起硫化作用

活性剂防焦剂）

补强填充剂改善某些性能（提高物机性能，降低成本）

软化增塑剂改善加工操作性能

防老剂改善（提高）质量，延长使用寿命

专用配合剂赋予特殊性能

配方例子：微孔凉拖鞋配方

NR 100；防D 1；S 3.5；石蜡7；促M 1.1；凡士林 5促DM 1.1；陶土 0.78

ZnO 5 ； MgCO3 60；硬脂酸 7 ；发泡剂H 6.5；矿油1.5；钛青蓝 3.5

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、硫化等工艺

六、本科程的特点

1.专业性强

2. 需记忆的东西多：

①各种常用生胶的代号、性能、结构。

②配合剂的品种、分类、性能等。

③各工艺过程的工艺条件。

3.理论性、实践性强。

第一章生胶

概述

一、橡胶的分类

1.按来源与用途分

天然橡胶（NR）和合成橡胶(SR)（包括通用合成橡胶和特种合成橡胶）

2.按外观形态分