江苏大学 橡胶工艺学考试答案

第一章生胶三．问答题∶

1.天然橡胶包含那些非橡胶成分，它们对橡胶性能会产生哪些影响?

答：蛋白质：NR中的含氮化合物都属于蛋白质。（a）蛋白质有防止老化作用；（b）分解放出氨基酸促进橡胶硫化；（c）使橡胶容易吸收水分，易发霉；（d）蛋白质的吸水性使制品的绝缘性降低。

丙酮抽出物：指橡胶中能溶于丙酮的物质，主要是一些高级脂肪酸和固醇类物质。高级脂肪酸：软化剂、硫化活化剂（促进硫化）甾醇：防老剂

磷脂：分解放出游离的胆碱，促进硫化

少量的胡萝卜素：物理防老剂（紫外线屏蔽剂）

灰分：是一些无机盐类物质，主要成分是Ca、Mg、K、Na、Cu、Mn等。其中K、Na、Ca、Mg影响橡胶的电性能；Cu、Mn等变价金属含量多加速橡胶的老化（限度＜3ppm）。水分：对橡胶的性能影响不大，若含量高，可能会使制品产生气泡。 2.回答问题并解释原因∶

①SBR与NR相比，哪一种更耐热氧老化?

SBR耐热氧老化比NR稍好原因：因为SBR分子链的侧基为弱吸电子基团，NR分子链的侧基是推电子基团，前者对于双键和双键的α氢的反应性有钝化作用，后者有活化作用，其次，苯基体积较大，对于反应可能有位阻作用，丁苯橡胶中双键浓度比天然橡胶稍低。②EPDM与IIR相比，哪一种更耐臭氧老化?

答：EPDM（乙丙橡胶），因为IIR的双键在主链上，而EPDM的双键在侧基上，在主链上影响较大。

③NBR与CR相比，哪一种更耐石油类油类?

答：NBR（丁腈橡胶），NBR中含有极性很强的腈基，在各种基团中腈基的电负性最大。④CR与BR相比，哪一种更耐臭氧老化?

答：CR（氯丁橡胶），因为CR中主要是-CH=CH-结构，氯的存在抑制了-CH=C-中双键的反应性

⑤BR与NR相比，哪一种冷流性大? 哪一种回弹性大?

答：BR冷流性较大，因为BR是溶液聚合的，分子量分布窄，支化少，凝胶少。断裂伸长比λb低及Tg低造成的。

BR比NR回弹性大，因为BR分子链无侧基，分子链柔性较好，分子间作用力较小。 3.在NR、IR、SBR、BR、EPR、IIR、CR和NBR中，哪些属于结晶自补强橡胶?结晶是通过

什么途径对橡胶起补强作用?

答：

4.试简述NR与IR在性能上的主要不同点及原因

未硫化胶流动性好于NR，生胶有冷流倾向，格林强度低，硫化速度较慢，IR压延、压出时收缩率较低，粘合性不亚于NR。

IR硫化胶相比于NR硬度，定伸应力和拉伸强度较低，扯断伸长率稍高，回弹性与NR相同，高温下回弹性比NR稍高，生热性及压缩永久变形、拉伸永久变形都较NR低，IR耐老化性稍逊于NR。

原因：IR微观结构中顺式含量低于NR，即分子规整性低于NR，所以异戊橡胶结晶能力比NR差，分子量分布较窄，不含有NR中那么多的蛋白质和丙酮抽出物等非橡胶成分。 5.试比较高温SBR与低温SBR的主要不同点；充油SBR、充炭黑SBR及充油充炭黑SBR与未填充SBR相比有哪些优点?

高温SBR与低温SBR相比，高温SBR分子量分布指数比低温SBR高，支化程度和凝胶含量比低温SBR高。

SBR分子链柔性较低，Tg较高，分子间作用力大，为改善加工性能，可加入软化剂，充油

SBR比未填充SBR有较好的加工性能。

丁苯橡胶不能结晶，是非自补强橡胶，必须加补强剂，充炭黑SBR比未充填SBR有较好的拉伸强度、撕裂强度等。

6.在不考虑聚合反应的情况下，试说明为什么在EPDM中选用非共轭二烯为第三单体? 选用非共轭二烯是虚妄在分子键中保存双键中非共轭的双键在侧基上，耐老化。

7.根据用途选择一种适当的橡胶①制造水胎或硫化胶囊乙丙橡胶②制造内胎丁基橡胶

③制造耐230℃在石油介质中连续工作的密封件氟橡胶

④具有一定阻燃性、机械强度较高、耐酸碱的运输带覆盖胶氯丁橡胶

8.试比较一下NR、SBR和BR的弹性、耐老化性与硫磺反应性等有何差异?并从化学结构上加以解释。

弹性比较：BR>NR>SBR，因为BR主链上无侧基，NR主链上有侧甲基，SBR侧基是苯基及乙烯基，分子链柔顺性BR>NR>SBR

耐老性比较：SBR＞BR＞NR，因为NR主链上侧基是推电子基团，SBR侧基是弱吸电子基团，前者对于双键及双键α氢有活化作用，后者有钝化作用，BR无侧基，介于两者之间。硫磺反应性比较：NR＞BR＞SBR，因为NR主链上侧基是推电子基团，SBR侧基是弱吸电子基团，前者对于双键及双键α氢有活化作用，后者有钝化作用，BR无侧基，介于两者之间。 9.试从化学结构上说明IIR为何具有优良的耐老化和耐气透性?硅橡胶为何耐高温? 答：对于丁基橡胶，

可以看出分子主链周围有密集的侧甲基，且无极性基团和活性基团。异戊二烯的数量相当于主链上每100个碳原子才有一个双键（单个存在），可近似看作饱和橡胶，所以它耐老化，透气性好。对于硅橡胶来说，硅橡胶是分子主链中为—Si—O—无机结构，热稳定性好，因此耐高温。

10.鉴别橡胶∶

①两包生胶标识模糊，已知其中一包是SBR-1502，另一包是BR-DJ9000,试选择一定的方法，将其准确地区分开来。测玻璃化转变温度、看冷流。

②有两块外观均为黑色的混炼胶，已知其一是掺有少许炭黑的CR，另一块是掺有少许炭黑的BR胶，试至少用两种最简单(不用任何仪器)的方法，将它们分辨开来。

燃烧，CR有刺鼻的味道。观察冷流。

11.分离橡胶∶一块EPDM与一块FPM被混成一块宏观上比较均匀的共混胶，试选用一种适当的方法将其分离开。

12.什么是TPE?如果用PE及PS分别作为硬相，试问这两种TPE的最高使用温度取决于什么?大约应是多少度?

答:TPE指热塑性弹性体，在常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性材料。以PE作为硬相，最高使用温度取决于PE的熔点，大约是146°。

以PS作为硬相，最高使用温度取决于PS的玻璃化转变温度，大约是100℃。 13.什么是再生胶?橡胶再生过程的实质是什么?再生胶有何用途?

答：再生胶的定义：由废旧橡胶制品和硫化胶的边角废料、经粉碎、脱硫等加工处理制得的具有塑性和粘性的材料。实质：橡胶的再生是废胶在增塑剂（软化剂和活化剂）、氧、热和机械剪切的综合作用下，部分分子链和交联点发生断裂的过程。

应用：（1）在轮胎工业中，再生胶主要用于制造垫带，另外也可用于外胎中的钢丝胶、三角胶条以及小型轮胎、力车胎中等。（2）在工业用橡胶制品中也有应用，如胶管、胶板等橡胶制品中。

14.为什么丁苯胶的硫化速度比天然胶慢?