橡胶工艺学绪论共50页
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。
橡胶加工工艺介绍PPT课件
1.1.2.4 螺杆机塑炼
• 影响塑炼效果的主要因素是塑炼温度、填胶
速度和生胶温度等。
• （1）塑炼温度
• （2）填胶速度
• （3）生胶温度
1.2 混炼
• 1.2.1 混炼的基本理论
• 1.2.2 混炼方法
• （1）混炼胶是由粒状配合剂分散于生胶中组
成的分散体系，具有胶态分散体系的若干重要 特征。
• （2）配合剂分散在橡胶中，当其每一颗粒完
全被橡胶包围和湿润，方可获得最佳的混炼效 果。
• （）配合剂的表面性质影响橡胶对配合剂的
湿润。
• （4）当混炼时，橡胶分子会结合到活性填料
粒子表面上，成为不溶于橡胶溶液的结合橡胶。
• 1.2.2.2.1 开炼机混炼的影响因素
（1）辊筒的转速和速比 （2）辊距 （3）辊温 （4）混炼时间 （5）容量和堆积胶量 （6）配合剂添加量 （7）加药顺序
1.2.2.3 密炼机混炼
• 1.2.2.3.1 密炼机混炼操作方法
（1）一段混炼法 （2）分段混炼法 （3）逆顺序加料混炼法
1.2.2.3.2 密炼机混炼的影响因素
生胶的可塑性与其分子量有密切的关系。 分子量越小，橡胶的粘度就越低，可塑性也越 大。生胶在塑炼过程中，可塑性的提高是通过 分子量的降低来实现的。
温度对塑炼效果有重要的影响，在不同的 温度范围内，温度对塑炼的作用具有双重性。 低温塑炼，以机械力破坏作用为主；高温塑炼， 则以热氧化为主。
静电是由于橡胶受到强烈的机械捏炼和反 复变形而产生的。静电的作用会使空气中的氧 活化，而促使橡胶分子氧化断键。
• （2）塑炼方法
橡胶加工基础-绪论
橡胶加工基础绪论一、橡胶的特性及橡胶工业的地位橡胶通常是一类分子链柔性好、内聚能密度较低的有机高分子材料。
未经加工的橡胶即生胶，其分子量一般很大，在几十万以上，甚至高达上百万，经过硫化加工后的橡胶即硫化胶则具有交联的体形网状结构。
橡胶具有低的玻璃化温度(远低于室温)，在室温上下宽阔温度范围内，表现出良好的高弹性。
所以橡胶也常被称为弹性体。
橡胶高弹性表现的程度与温度及外力的作用有关，还与橡胶的结构及分子参数有关。
生胶的分子量越大，越能表现出高弹性机制，在温度一形变曲线上有较宽的高弹区(如图1)。
有些生胶，虽具有结晶性，但由于溶点低，结晶度低，且由于分子量巨大，因此在室温上下较宽的温度范围内，能显示出突出的高弹性(如图2)。
图1分子量对温度形变曲线影响图2结晶高聚物的温度－形变曲线1－非结晶聚合物2－通常的结晶聚合物3－特高分子量结晶聚合物不过，生胶在显示出高弹性的同时，总还有较大的不可逆的塑性形变。
长时间力的作用会出现明显的塑性流动，甚至有的贮存过程中于自重作用下会发生“冷流”。
因此，使用状态的橡胶制品，不应是生胶状态，而应是硫化了的橡胶。
硫化胶由于存在在网络，限制了塑性流动，受外力作用时，塑性形变很小，充分显示出高弹性，温度－形变曲线上不再有粘性流动区(如图3)。
图3交联对温度－形变曲线的影响1－线型低聚物2－线型高聚物（如生胶）3－交联型聚合物（如硫化胶）橡胶的高弹性使其获得了广泛的应用，并且任何其它材料难以取代。
此外，橡胶优异的耐疲劳特性、阻尼特性、高的耐水性、不透气性、对腐蚀介质的稳定笥、优良的电绝缘性和耐低瘟性，更扩大了橡胶的应用范围，成为重要的工业材料，广泛用于轮胎、胶管、胶带、胶鞋、工业制品(如减震制品、密封制品、化工防腐材料、绝缘材料、胶辊、胶布及其制品等)以及电线电缆的制造。
从日常生活到工农业各个部门，交通运输、能源建设、医疗卫生、文化体育等都需要大量的橡胶制品。
在现代科学技术领域里，如原子能工业、电子计算机、各种精密仪器仪表、海洋开发、空间技术等方面，具有各种特殊性能的橡胶制品更是大显身手。
塑料橡胶成型工艺及设备绪论ppt课件
二维流动：流道截面上各点的速度需要两个 垂直于流动方向的坐标表示。
三维流动：流体的流速要用三个相互垂直的 坐标表示。
2.1.2高聚物的流动性
2.1.2.5拉伸流动和剪切 流动
剪切流动： 质点速度沿垂直于流
动方向变化。
2.1.2高聚物的流动性
b、流动方程：τ－τy =ηp* (dν/dr )= ηp·
2.1.3流体类型及其流动特征
式中τy为屈服应力；ηp为刚度系数，等于流动曲 线的斜率。
c、不流动的原因：因为流体在静止时形成了凝胶 结构，外力超过τy时这种三维结构即受到破坏。
d、属于此类型的流体有：牙膏、油漆、沥青等。
2.1.3流体类型及其流动特征
弹性效应）
2.1.2高聚物的流动性
2.1.2.1层流与湍流 层流：流体主体的流动是按彼此平行的流层
进行，同一流层之间隔点速度彼此相同，各层速 度不一定相等，各层之间无可见的扰动。 湍流：流体各点的速度大小，方向随时间而 变化。流体内出现扰动。
2.1.2高聚物的流动性
层流和湍流的区分以雷诺准数（Re）为依据。 雷诺数由下式定义：
1.5学习方法及规律
本课程是一门实践性很强的课程，除了课 堂教学外，还需要学生在实验、实习中联系生 产实际去理解和掌握。这就要求我们不仅要掌 握各种成型工艺和设备的原理、特点、工艺过 程的选择和控制等基本内容，还要从更深层次 培养自己的动手能力、实践能力和自己进行独 立思考、分析问题和解决问题的能力。
吹塑 铸塑 旋转模塑 层压材料的成型 压延 涂层 泡沫塑料成型 热成型 其它
1.2 塑料、橡胶制品的生产
橡胶制品的生产
橡胶工艺绪论解析
弹性：物体受外力作用变形后，除去作用力时能恢复原来形状的性质熵弹性：只有熵才能贡献的弹性叫熵弹性普弹性：高分子材料在外应力的作用下被拉伸时，在屈服点之前只产生小的线性可逆形变，其应力和应变从虎克弹性定律，此种性质称为普弹性粘弹性：高聚物所表现出的既具有粘性又具有弹性的性质碳链橡胶：主链全部由碳原子组成的橡胶硬质橡胶：玻璃化温度在室温以上、几乎不能拉伸的橡胶称为硬质橡胶杂链橡胶：主链中除碳原子外还有其它原子的橡胶分子链柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性临界分子量：聚合物的性质随分子量的增加或减少，变化规律发生转折所对应的分子量。
平均分子量：测定分子量的一种统计平均值，通常有数均分子量，粘均分子量，重均分子量，Z均分子量生胶：没有加入配合剂且尚未交联的橡胶分子量分布：由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法混炼胶：生胶与配合剂经过加工混合均匀且未被交联的橡胶硫化胶：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冷冻结晶：在冷冻条件下，产生局部的有序排列，并出现一定的排列形状拉伸结晶：在拉力的作用下产生形变，此时无规的分子链会顺着应力方向移动和定向，形成结晶空间构型：二烯类橡胶分子链中的双键，阻碍其两侧链节的自由转动，使双键两侧的基团固定化，产生空间异构现象。
问答题（1）一般来说，塑料、橡胶、纤维哪种分子量大?其分子结构各有什么特点?答：橡胶>塑料>纤维。
塑料基本有两种分子结构，线型和体型。
线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点；体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，所以没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。
橡胶分子量大，分子链容易旋转，分子链柔性好。
橡胶工艺学绪论
间后，使橡胶大分子发生化学反应产生交联的过程。
3. 测试：
➢ 原材料质量控制 ➢ 加工工艺过程管理 ➢ 成品质量控制
4. 表征橡胶性能的指标： １．门尼黏度：橡胶的本体黏度，常用ML表示，数值越大表明
胶料黏度越大。 ２．门尼焦烧：表明胶料焦烧时间的指标，通常是120度下测
后，欧洲人才知道橡胶的这种性质。 • 1735年，法国科学家Condamine参加南美洲科考，带回了最早的橡胶制品。 • 1823年，英国人马凯尔创办了世界上第一个橡胶厂，生产防水布，这是橡胶工业的开始。 • 1826年，Honcock发明了双辊炼胶机。 • 1839年，Goodyear发明了硫化，这两项发明为橡胶工业的发展奠定了基础。 • 1876年，英国开始在东南亚殖民地国家种植橡胶树 • 1888年，Dunlop发明了充气轮胎 • 1904年，发现硫化活化剂ZnO，炭黑可以补强（S.C.Mote） • 1906年，发现促进剂苯胺，效果比无机的好 • 1921年，发现促进剂D，从此橡胶工业得到迅速发展。
3．国内橡胶工业的发展概况 • 我国从1904年开始在雷州半岛等地种植NR，50年代将橡胶
树北移种植成功，并在云南、广西等地大面积种植。 • 1915年，在广州建立第一个橡胶加工厂—广州兄弟创制树
胶公司，生产鞋底 • 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
橡胶工艺学
Rubber
橡胶工艺学
第一部分 绪论 第二部分 橡胶的配合体系 第三部分 橡胶的加工工艺
橡胶配方和工艺概论.ppt
橡胶制品的分类
应用示例—轮胎、减震制品 .
轮胎
减震橡胶制品
汽车减震橡胶制品
橡胶发展的里程碑
1493~1496年哥伦布认识天然橡胶。
橡胶的起源
在哥伦布发现美洲以前（1492年），中美
洲和南美洲的当地居民就已经开始了应用： 他们从某些树木的树皮割取胶乳，制成实 心胶球、鞋子、瓶子或其他用品，这种树 当地称为：ulli或cau-uchu意思是“流泪 的树”， 学名为巴西橡胶树.
（2）低粘度橡胶
在制造恒粘橡胶时再另加入4份非污染型环烷
油，使NR的门尼粘度为50±5。
这也使贮存中粘度稳定的NR。
（3）易操作橡胶
在制胶过程中加入部分硫化胶乳。 最显著的特点是胶料的压出、压延膨胀和收缩
性小，压出的制品表面光滑，压出速度快，特 别适合于形状复杂和尺寸要求精确的压出制品。
橡胶基本知识培训
浙江庆大橡胶内部培训资料
1.概论
橡胶是重要的工业材料，同时又是重要的战略物资
目前世界橡胶制品的品种和规格的总数约有10万之多
橡胶的定义
通俗定义:
橡胶是一种高弹性的高分子化合物 （分子量一般在10万 以上）,因而具有 其它材料所没有的高弹性.因而也称为弹 性体.
橡胶的基本特性
通用合成橡胶
氯丁橡胶（CR） 乙丙橡胶（EPM、EPDM） 丁基橡胶（IIR） 异戊橡胶（IR）
合成橡胶
氟橡胶（FPM） 硅橡胶（MVQ或Q） 聚氨酯橡胶（PU） 丙烯酸酯橡胶（ACM） 特种合成橡胶 聚硫橡胶（T） 氯化聚乙烯（CPE） 氯磺化聚乙烯（CSM） 氯醚橡胶或氯醇橡胶（CO、ECO） 环氧化天然橡胶（ENR）
（3）标准胶（颗粒胶）：
(完整word版)橡胶工艺学
炭黑补强硫化胶拉伸出强度：25～35MPa
各种橡胶的机械强度比较：NR＞IR＞CR＞IIR＞NBR＞SBR＞BR
耐屈挠疲劳性好：一般在20万次以上。
耐磨性好：
耐磨性与橡胶的强度有关。由于橡胶的强度高，所以耐磨性好。
绝缘性好：
NR是一种绝缘性很好的材料，如电线接头外包的绝缘胶布就是纱布浸NR胶糊或压延而成的。
1．一般性能：
①CR的力学性能较高：自补强＋极性橡胶
②良好的耐油性能：CR属于耐油橡胶，但耐油性不如NBR。
③良好的耐疲劳性能：用于同步带、齿形带
④较差的低温性能：CR的最低使用温度为－30℃，在油中的耐低温性能优于ACM、CPE、高ACN含量的NBR和FPM，因为它在低温下结晶。
NR的结构式：NR的分子链中双键旁有三个α位置a、b、c，实验证明，这三个位置上的α—H的解离能不同，活性也不同，与伯氢c相比，a、b是仲氢，脱氢容易，所以反应活性大。而a与b相比，由于脱氢后形成的大分子自由基稳定（与侧甲基的超共扼作用），所以活性更大。反应活性a>b>c。
①NR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。
2.一种是按照外观质量分级，如烟片胶、绉片胶。另一种是根据理化指标分级（后者比较科学）：
这是标准胶的分级方法，是指按机械杂质、塑性保持率、塑性初值、氮含量、挥发分含量、灰分含量、颜色指数等理化性能指标进行分级的橡胶。一般用聚乙烯薄膜包装。其中：
塑性保持率又称抗氧指数（PRI），是指生胶在140℃×30min加热前后，华莱氏可塑度的比值。
①NR大分子本身有较高的柔性—σ键易旋转。
②NR分子链侧基少且体积小，对σ键的影响小。
橡胶工艺学多媒体教程(绪论)
特征
电绝缘性 (insulating property)
有老化（aging）现象
二、橡胶工艺学主要内容
compound Text
橡胶配合
性能测试
•配合与配方
•配合内容 •配方组成 •各成分作用 •表示方法
•配方设计
formula/recipe
formulation
橡胶加工
• 炼胶(compounding) • 压延(calendering) • 挤出(extruding) • 成型(assembling) • 硫化(curing)
1、橡胶配方的组成
生胶(raw rubber)：天然橡胶、通用合成橡胶、特种合成橡胶
硫化体系(curing system)：由硫化剂、促进剂、活化剂组成
补强填充体系：补强剂（炭黑、白炭黑、短纤维等）、
配
填充剂（碳酸钙、陶土、滑石粉、粘土）
方 防护体系：防老剂、光屏蔽剂、防霉剂
增塑与操作体系：增塑剂、润滑剂、分散剂、防焦剂等 特种配合体系：增粘剂、着色剂、阻燃剂、导电剂、发泡
• 20世纪初，橡胶配方设计起步，促进剂不断更新，发现炭黑有补强作 用，使炭黑成为橡胶工业必不可少的原材料。
现焦烧(scorch)现象。
（4）硫化特性(cure characteristics)
用硫化仪(cure meter)测硫化曲线，获得胶料 的硫化特性参数，如焦烧时间(scorch time)、正 硫化时间(optimum cure time)长短、硫化速度快 慢、交联程度、返原(reversion)现象及程度等。
第十三章 硫化工艺（3学时）
4
《橡胶工艺学》精品课程多媒体教程
绪论
2学时
主要内容： （1）橡胶的概念与特征 （2）橡胶工艺学的主要内容 （3）橡胶的发展历史及趋势 （4）橡胶的应用
2020年(塑料橡胶材料)橡胶工艺原理讲稿橡胶工艺原理讲稿
（塑料橡胶材料）橡胶工艺原理讲稿橡胶工艺原理讲稿《橡胶工艺原理》讲稿绪论一．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：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。
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。
其它如比重小、硬度低、柔软性好、气密性好等特点，都属于橡胶的宝贵性能。
表征橡胶物理机械性能的指标：１．拉伸强度：又称扯断强度、抗张强度，指试片拉伸至断裂时单位断面上所承受的负荷，单位为兆帕（MPa），以往为公斤力／平方厘米（kgf/cm2）。
２．定伸应力：旧称定伸强度，指试样被拉伸到一定长度时单位面积所承受的负荷。
计量单位同拉伸强度。
常用的有100％、300％和500％定伸应力。
它反映的是橡胶抵抗外力变形能力的高低。
３．撕裂强度：将特殊试片（带有割口或直角形）撕裂时单位厚度所承受的负荷，表示材料的抗撕裂性，单位为kＮ/ｍ。
４．伸长率：试片拉断时，伸长部分与原长度之比叫作伸长率；用百分比表示。
５．永久变形：试样拉伸至断裂后，标距伸长变形不可恢复部分占原始长度的百分比。
在解除了外力作用并放置一定时间(一般为3分钟)，以%表示。
６．回弹性：又称冲击弹性，指橡胶受冲击之后恢复原状的能力，以%表示。
７．硬度：表示橡胶抵抗外力压入的能力，常用邵尔硬度计测定。
橡胶的硬度范围一般在20~100之间，单位为邵氏A。
二．关于橡胶的几个概念１．橡胶：世界上通用的橡胶的定义引自美国的国家标准ASTM-D1566(America Society of Test and Material)。
橡胶加工工艺学精品文档
R＊＋RO2＊ → ROOR
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橡胶加工工艺学——Rubber Processing Technology
第五章 防老剂
橡胶的热氧老化过程中的结构变化分为两类： 一是分子链裂解，变成较小的分子链，
表现在外观上就是橡胶变软发粘；如NR、IR、 IIR、CO、ECO老化。 二是分子链之间的交联，橡胶变硬、变 脆、失去弹性。如SBR、BR、CR老化。
但防护效果差。
②防CMA 抗臭氧及一般老化效能较好，常用于
胶乳制品，用量小于1份。
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橡胶加工工艺学——Rubber Processing Technology
第五章 防老剂
二、酚类防老剂
1.取代一元酚类
常用品种为防264
功用：抗热氧，兼有一定抗铜毒 ，也可用于塑料及纤
维中作抗氧剂及稳定剂。
OH
活性中心
或
ROOH → RO＊＋OH＊
2ROOH → RO＊＋RO2＊＋H2O ②链增长：
RO2＊＋RH → ROOH＋R＊
自动催化氧化过程
R＊＋O2 → RO2＊ 可能有次级链反应
ROOH 分解 低分子物质 （橡胶氧化裂解）
③链终止
2 RO2＊ → 非自由基化合物＋O2
2 R＊ → R—R
交联，结构化，变硬，变脆
橡胶加工工艺学 —Rubber Processing Technology
主讲人：刘继涛 Email：chm_liujt@ 单 位：济南大学 化学化工学院
橡胶加工工艺学——Rubber Processing Technology
第五章 防老剂
第一节 第二节 第三节
橡胶老化的基本概念及过程 防老剂的品种和类型 防老剂的作用机理