橡胶基础知识

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橡胶产品基本知识

橡胶产品基本知识
REACH的高关注物质(SVHC):第1批(15种)、第2
批(17种)……….
◎配方试验结果
★拉伸性能 两配方均达标,优选配方的拉伸强度明显提高。
优选配方
原配方 技术指标
邵尔A型硬度,度
36
36
30~38
拉伸强度,MPa
拉断伸长率,%
753
727
≥ 500
★环境加速试验 — 原配方的耐酸碱性和耐热老化性与技术指标有差
该产品安装在洗衣机视窗上,为浅色密封圈,硬度很低
(邵尔A型硬度要求耐酸30~38度),耐酸性和碱性洗涤
液,耐热,颜色均匀且耐紫外线变色,耐水,有较好的耐
磨、屈挠和耐久性……..
视窗
门封
◎ 原材料选择
○ 生胶
☆ 根据各种橡胶的特性,选用三元乙丙橡胶是合理的。
☆ 低硬度胶料必须加入大量的软化剂(油),无法炼胶操作。需要使用充
● 再生胶 、 胶粉
2.2 特性 (已复印编写的《各种橡胶性能一览表》发给大家,供工 作中参考,下面对有关品种简介)
● 天然橡胶 ◎橡胶树 →割胶→ 胶乳 →凝固→加工→胶片 ◎ 优点:强度高、弹性好、
耐磨、耐疲劳、耐寒、工艺 性能好…..
缺点:耐热不高、不耐 油、耐老化(臭氧、热、 氧、天候)差….. ◎应用:最广泛。轮胎、 胶管胶带、胶鞋、减震
○软化体系
☆乙丙橡胶首选石蜡油。虽然充油乙丙橡胶4551A中含有50%重量的 油,但为了达到30-40度胶料硬度,还要再补充添加石蜡油。
☆美国和国产克拉玛依高压加氢石蜡油,符合门封胶料物性和加工的 要求,而且环保符合欧盟法规。
○其他助剂
包括着色剂、加工助剂、酸碱度调节剂、脱模剂等都要认真选用

橡胶基础知识

橡胶基础知识

橡胶基础知识橡胶是一种天然或合成材料,具有各种特殊性质,因此被广泛用于各种领域。

它具有弹性,抗腐蚀性,耐磨损性,抗折断性和压缩性等性质。

在汽车工业、医药工业、建筑业等多个领域中,橡胶都有非常广泛的应用。

橡胶的基本结构橡胶的基本结构是由聚合而成的长链分子。

在聚合反应中,化学物质将分子结合在一起,形成高分子量聚合物。

聚合物的不同项目之间的结构有所不同,导致聚合物性质的显著变化。

橡胶的聚合物是由多个单体结构组成的,这个单体结构与橡胶的性质有关。

橡胶的天然来源橡胶的自然来源是橡胶树。

橡胶树的一种叫做毒蓖树,其种子中富含乳白色的液体,名为乳汁。

这种乳汁可以被提炼成天然橡胶。

天然橡胶是一种极富弹性的材料,它可以被拉伸和挤压,恢复原始形状和大小,而不会失去其物理性质。

橡胶的合成来源人造橡胶是通过化学合成而制成的。

它由石油或天然气聚合生成的聚合物组成。

合成橡胶可以被制成各种类型,以适应不同的应用领域。

不同种类的橡胶1. 天然橡胶天然橡胶是通过从橡胶树的乳汁中提取制得的。

这种橡胶具有很高的弹性,弯曲和扭曲性能,但其机械性能很低,不能经受高温和高压。

2. 丁基橡胶丁基橡胶是一种合成橡胶,具有很好的抗温性和耐油性能。

因此,这种橡胶通常用于机械密封和管道密封等高温和高压环境。

3. 丁腈橡胶丁腈橡胶具有良好的耐油和抗性能,可以在低温环境环境下表现出色。

4. 氟橡胶氟橡胶是一种用于温度范围较广的高性能橡胶。

它具有良好的耐化学性,耐高温性和耐油性能,因此经常应用于制造高性能密封件和管道。

5. 氯丁橡胶氯丁橡胶通常用于制造工业密封件和橡胶板。

由于它的耐化学性和耐油性能较高,可以在苛刻的环境和化学物质下工作。

6. 丙烯酸酯橡胶丙烯酸酯橡胶通常用于制造长寿命和高强度的橡胶制品。

它具有良好的抗切割性和高弹性,因此经常用于制造轮胎和其他高重负荷的制品。

总之,橡胶是用于各个领域的关键材料。

了解橡胶的基本知识对于正确使用橡胶及其性能的确定均是非常重要的。

橡胶材料基础

橡胶材料基础

橡胶材料基础一、引言橡胶作为一种重要的工程材料,在各个领域都有着广泛的应用。

本文将对橡胶的种类、性质、加工工艺、配方与性能、老化与防护以及环保与回收等方面进行详细介绍,以帮助读者更好地了解和掌握橡胶材料的基础知识。

二、橡胶种类与性质1. 天然橡胶:天然橡胶是从橡胶树中提取的天然高分子材料,具有优良的弹性和耐磨性,主要用于制造轮胎、橡胶管、橡胶鞋等产品。

2. 合成橡胶:合成橡胶是由石油化工原料经过聚合反应制成的,种类繁多,如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。

合成橡胶具有优良的耐高温、耐油、耐腐蚀等性能,广泛应用于工业领域。

三、橡胶的加工工艺1. 炼胶:将天然或合成橡胶与其他辅助材料进行混合、捏合,使其具有一定的塑性和弹性。

2. 压延:将炼好的胶料压成一定形状的薄片或薄膜。

3. 压出:将胶料通过模具压成各种形状的制品。

4. 硫化:将橡胶制品在一定温度和压力下进行加热,使其发生交联反应,提高其力学性能和使用寿命。

四、橡胶的配方与性能1. 配方:根据制品的性能要求,选择合适的橡胶、助剂和填料,通过合理的配方设计,获得所需的性能。

2. 性能:橡胶材料具有弹性、耐磨性、耐疲劳性、耐高温性、耐油性等性能特点,适用于不同领域的应用。

五、橡胶的老化与防护1. 老化:橡胶在使用过程中,由于受到氧气、臭氧、紫外线等环境因素的影响,会发生性能下降的现象。

2. 防护:为了减缓橡胶的老化,可以采取以下措施:选择合适的配方、控制加工工艺、避免长时间暴露在恶劣环境中等。

六、橡胶的环保与回收1. 环保:随着环保意识的提高,越来越多的橡胶制品采用环保型配方和加工工艺,减少对环境的污染。

2. 回收:对于废弃的橡胶制品,可以通过回收再利用的方式降低资源浪费和环境污染。

回收方法包括物理回收和化学回收两种,根据不同情况选择合适的回收方式。

七、结论本文对橡胶材料的基础知识进行了详细介绍,包括种类与性质、加工工艺、配方与性能、老化与防护以及环保与回收等方面。

橡胶加工基础知识培训

橡胶加工基础知识培训

炼胶车间基础知识培训第一章:生胶与原材料一、生胶二、配合剂第二章:半成品胶料的生产一、配料二、塑炼三、炼胶四、翻胶五、不合格胶料对制品的影响第三章:工业卫生第四章:安全生产第一章生胶与原材料一、生胶生胶是橡胶制品的主要原材料,常用的生胶主要有:天然胶(NR)、丁腈胶(NBR)、氯丁胶(CR)、三元乙丙胶(EPDM)、顺丁胶(BR)、硅胶(Q)、氟胶(FKM)、丙烯酸脂胶(ACM)、再生胶(RR)等。

其中氟胶、丙烯酸脂胶、丁腈胶、氯丁胶耐油性能好,属耐油性橡胶;三元乙丙胶耐老化性能极佳,在阳光下曝晒3年不见裂纹;氯丁胶具有优良的阻燃性;硅橡胶的耐温性能最宽,可在(-100~300℃)范围内使用。

二、配合剂1、补强剂凡在胶料中主要起补强作用的填料叫做补强剂.常用补强剂有:高耐磨碳黑(HAF)、通用碳黑(GPF)、半补强碳黑(SRF)、快压出碳黑(FEF)、喷雾碳黑、2#气相百碳黑、沉淀白碳黑等等。

2、填充剂凡是在胶料中主要起填充作用的填料叫填充剂。

常用的填充剂有:轻质碳酸钙(CaCo3)、陶土、软木糠等。

3、硫化剂在一定条件下,能使橡胶发生硫化的物质称为硫化剂。

常用的硫化剂有:硫磺(S)、过氧化二异丙苯(DCP)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)、3#硫化剂、TCY等。

4、促进剂凡能加快硫化反应速度,缩短硫化时间,降低硫化反应温度,减少硫化剂用量,并能够提高或改善硫化胶的物理机械性能的配合剂,称为硫化促进剂。

常用促进剂有:促D、促M、促DM、促TT、促CBS、促BZ、促PZ、促DTDM、促Na—22等等。

它们用量虽少,但对硫化速度具有重要作用。

5、硫化活性剂硫化活性剂又称助促进剂,它的作用是加入橡胶中参与硫化反应过程,提高促进剂的活性,使促进剂进一步充分发挥其最大的促进作用。

常用活性剂有:氧化锌(ZnO)、硬脂酸(SA)等。

6、防焦剂防焦剂也叫硫化迟缓剂.它的作用是使胶料在加工过程中不发生早期硫化现象,但又不妨碍在硫化温度下充分发挥促进剂的作用,从而提高了胶料加工操作的安全性。

橡胶基础知识

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3.电绝缘性:橡胶和塑料一样是电绝缘材料。
4.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。
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Polymer Materials
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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,现在,我国NR产量占世界第 四位。
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
1)塑炼:降低生胶的分子量,增加塑性,提高可加工性。
2)混炼:使配方中各个组分混合均匀,制成混炼胶。
3)压延:混炼胶或与纺织物、钢丝等骨架材料通过压片、压型、贴合、 擦胶、贴胶等操作制成一定规格的半成品的过程。
4)压出:混炼胶通过口型压出各种断面的半成品的过程,如内胎、胎面、 胎侧、胶管等。
5)硫化:橡胶加工的最后一道工序,通过一定的温度、压力和时间后, 使橡胶大分子发生化学反应产生交联的过程。
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Polymer Materials
我国橡胶工业从50年代后开始飞速发展,逐渐形成了以上海的正泰、 大中华,青岛的橡胶二厂,黑龙江的桦林橡胶厂为中心的橡胶工业 格局号称橡胶界的四大家族。其中正泰、大中华生产胶鞋、胶带, 胶二和桦林生产轮胎。到1990年止,全国县级以上的橡胶企业就有 1000多家,产值180亿元,约占全国工业总产值的1.5%,约占化工工 业总产值的25%。90年代,我国橡胶工业得到了蓬勃发展,个体、 私营橡胶企业如雨后春笋般发展起来,仅山东省大小橡胶企业就有 1000多家,青岛市有几百家,96年以后由于受气候等因素的影响, 世界NR的产量锐减,致使NR的价格飞涨,橡胶工业的发展受到一 定程度的影响,但在国内工业总产值、化工工业总产值中仍然占有 相当比重。橡胶企业主要集中在北京、上海、山东、沈阳、贵阳、 重庆、牡丹江等地。我院为我国橡胶工业的发展作出了突出贡献, 为橡胶工业培养了近万名人才,许多毕业生已成为各个橡胶企业的 负责人和骨干技术人员。

橡胶基本知识

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橡胶生产工艺及过程:1、橡胶加工的目的及基本工艺过程有哪些?橡胶是一种具有高弹性的材料,在国民经常各部门获得广泛的应用。

橡胶加工工艺是一门十分重要的严密的生产工艺,橡胶加工的目的就是要为橡胶制品准备高质量的部件和胶料,并且制成各部门所需要的优质的橡胶制品。

要把橡胶制成各种各样的制品,首先必须将橡胶的强韧的弹性状态转变为柔软的,便于加工的塑性状态,同时,单纯用橡胶制成的制品,其性能十分不完善,成本也高,就必须加入各种配合剂,因此必须进行混炼加工,其次各种橡胶制品都具有比较复杂的结构。

要将橡胶制成各种部件或一定形状的半成品,经过成型,硫化才能得到具有一定性能和结构的制品,因此,橡胶有加工具有重要的意义和作用。

橡胶制品一般要经过如下几个基本工艺过程:1、生胶和配合剂的准备;2、生胶的塑炼;3、生胶配合剂的混炼;4、胶料的压延;5、纺织物的侵胶、涂胶和压延挂胶6、胶料的压出;7、橡胶制品的成型;8、硫化。

2、生胶在加工前要经过哪些处理?生胶有运输和保管过程中,胶块表面常会粘着木屑、砂子等杂质,有的还有老化,发粘或发霉。

在冬天。

有的胶块还会硬化,冻结和结晶的现象。

这样的胶直接投入生产,势必会直接影响硫化胶的物理机械性能,而且给生产工艺带来一定的困难。

因此,生胶必须经过以下加工处理,使之符合工艺要求后才能投入生胶。

1)生胶的清洗:用清水和钢刷进行冲刷,目的是清除表面的粘污和老化,发粘或发霉的胶块。

2)烘胶:在烘房中进行,使生胶软化干燥。

烘胶的温度和时间要求:烘胶房的温度烘胶时间夏季:50-60℃ 24-36小时冬季:60-70℃ 36-72小时如果烘胶温度太低或时间不够,则达不到软化目的:烘胶温度太高或时间太长,则胶块会发生老化,表面发粘,致使生胶物理机械性能下降。

3)切胶:生胶从烘房中取出后用切胶机切或小块,块重量以胶种而定。

如天然胶一般为20公斤左右,氯丁胶每一般不超过10公斤。

4)破胶:将胶块用破胶贡(或开炼机)进行机破碎,以提高塑炼效率,破胶滚距一般为2-3毫米,滚温控制在45℃以下,通过7-8次滚距后,打卷送下一工序进行素炼。

橡胶基础知识

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第一章概论一、橡胶的作用橡胶是一种高分子弹性体,是重要的战略物资和经济物质。

橡胶与国民经济与人民生活密切相关,对我国农业、工业、国防、科学技术、交通运输、人民生活都起着极为重要的作用。

二、橡胶工业开展史人类使用橡胶已有二百多年历史。

1770年,人们开始用橡胶树上自然凝固的橡胶来制造文具橡皮等。

1823年在英国建立了世界上第一个橡胶工厂,它将橡胶溶于有机溶剂中,然后涂在布上,生产发防水胶布。

1826年汉考克〔Hancock〕发现橡胶反复通过两个转动圆筒的缝隙后,弹性下降,易于加工,从而诞生了专用橡胶设备,为现代橡胶加工方法奠定了根底。

直到1839年美国科学家固特异〔Goodyear〕发现了橡胶可用硫黄硫化方法改善其强度、弹性与耐温性后,橡胶才真正进入工业化生产阶段,开辟了橡胶制品广泛应用的前景。

1880年邓录普〔Dunlop〕发明了充气轮胎,利用橡胶制造轮胎,使橡胶制品从雨衣、雨鞋等日常用品转入以轮胎、胶带等工业用品为主,使橡胶工业突飞猛进地开展起来。

我国橡胶工业仅有几十年的历史,1917年萌芽于##,建立起第一个小型橡胶厂,以后相继在##、##、##等地建立起小型橡胶工厂。

经过几十年的开展,到今天橡胶工业已成为我国化学工业的重要组成局部,橡胶消耗量居世界首位,产品品种已达到四万种以上,是世界上橡胶制品的生产大国。

三、橡胶制品的分类橡胶制品通常分五大类,即轮胎、管带、工业用品、胶鞋与其他〔文化、医疗卫生、日常用品等〕。

四、橡胶制品生产根本工艺高弹性是橡胶特有的性质,这种高弹性增加了产品制造的困难,生胶需要经过加工,才能制成各种各样的制品。

同时,单纯的橡胶,其性能是不十分完善的,为了提高制品的使用性能,改善加工性能,节约生胶,降低本钱,必须在生胶中参加各种配合剂。

其胶料的组成,可概括五个体系。

主体材料:生胶、橡胶代用品硫化体系:硫化剂、促进剂、活性剂、防焦剂补强与填充体系:补强剂、填充剂增塑与软化体系:增塑剂、塑解剂、软化剂防护体系;化学防老剂、物理防老剂其他性能体系:着色剂、发泡剂、芳香剂、其他专用配合剂橡胶制品生产的根本工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化六个根本工序,如下图。

橡胶基础知识简介

橡胶基础知识简介

建立一流的内训体系 树立良好的企业文化氛围 打造一流的学习型企业 方正培训
气泡.发孔
原因: 硫化不足. 压力不足. 模内或胶料中有杂质或油污. 硫化模温过高. 硫化剂加少了,硫化速度太慢.
气泡.发孔的解决措施
加压 加长硫时 调整配方,加快硫化速度. 多排气. 模温不能过高. 增加硫化剂用量.
特种合成橡胶
三元乙丙胶 ( EPDM )
1
乙烯\丙烯\第三单体. 综合性能优良,用途广泛.
2
硅胶 ( SR 或Q )
3
使用温度范围最广,-120---+250℃,毒性最低.
4
氟胶 ( FKM 或 FPM )
5
防火.耐油.耐溶剂是所有胶中最好的.
6
聚氨酯 ( PU ) : 耐磨最好.
重皮.开裂
原因: 硫化速度太快,胶流动不充分. 模具脏或胶料粘污迹. 隔离剂或脱模剂太多. 胶料厚度不够.
重皮.开裂的解决措施
降低模温,减慢硫化速度. 保持胶料.模具清洁. 少用隔离剂或脱模剂. 胶料够厚.
产品脱模破裂
原因: 模温过高或者硫时过长. 硫化剂用量过多. 脱模方法不对.
产品脱模破裂
NBR7001 (单位:份数) N3350生胶 100 氧化锌 5 硬脂酸 1 防老剂RD 1 DR分散剂 1 N774碳黑 75 白碳黑 15 碳酸钙 40 DOP 12 硫磺 1.5 促进剂TT 0.5 促进剂CZ 1.5
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橡胶基础知识简介
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), 具有其它材料所没有的高弹性.因而也称为弹性体. 橡胶的起源: 由热带美洲天然的哭泪树的乳液晒干凝固而成. 发展: 硫化法的发明.

橡胶的基础知识

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橡胶的基础知识1、关于橡胶硫化橡胶根据橡胶原料和配合剂的种类、配比以及生产工艺的不同,会有很大的区别。

根据各种实际使用要求,橡胶的种类和配合剂的选择是非常重要的。

比如汽车轮胎需要高强度、耐屈服、耐磨耗;油封件需要耐油、耐热;内胎需要耐气体透过性能,等等。

决定硫化橡胶特性的主要因素是橡胶原料。

当然为了得到橡胶弹性的硫化剂、其他的辅助剂、软化剂、防老化剂等,也是影响橡胶特性的因素。

但是充分理解橡胶原料的特征是最重要的。

通过硫磺或其他架桥剂,橡胶分子之间互相结合形成立体的纲目结构,一般称之为硫化或架桥。

通过这种硫化/架桥,橡胶产生了弹性。

生胶料硫化橡胶2、橡胶的配合剂·硫化剂硫磺、过氧化物、etc ·硫化促进剂M、DM、CZ、TS、TT ·硫化促进助剂ZnO、硬脂酸、etc ·防老化剂·辅助剂碳黑、硅石、etc ·填充剂碳酸钙、etc ·软化剂、可塑剂·粘着剂·加工助剂·其他3、硫化橡胶的物理性能·基本物理性能拉伸强度(T B)伸长率(EB)拉伸应力(M100、M300)抗撕裂强度(TR)硬度(HS)·耐久寿命的性能老化性能(TB、EB等的保持率)压缩永久变形(C-set)·受环境影响的性能低温性能耐油性(浸泡试验)耐药品性(浸泡试验)·特殊性能粘着力(剥离试验)·其他4、橡胶的种类5、橡胶的特性1)NR天然橡胶、IR异戊橡胶优点·由于是纯橡胶,机械强度良好·橡胶弹性很大、作动时发热小·润滑性能优·抗撕裂强度是各种橡胶中最大的·耐寒性良好缺点·耐油性很差·与其他通用合成橡胶相比,耐磨耗性差·耐热老化性不够2)SBR丁苯橡胶优点·在通用橡胶中,有耐油性等少许优点·相比NR,耐热性、耐老化性、耐磨耗性优缺点·耐寒性是通用橡胶中最差的·橡胶弹性有点低、作动发热大·相比NR,撕裂强度低3)BR顺丁橡胶优点·橡胶弹性是各种原胶料中最大的·耐磨耗性优·耐寒性优缺点·抗撕裂强度低、容易产生碎屑·相比NR、SBR,机械强度低4)CR氯丁橡胶优点·难燃、粘着性能优·有着与NR相近的弹性·耐候性、耐氧性、耐热性比普通橡胶优·纯胶料时也具备充分的机械强度缺点·耐寒性差·耐水性、电气绝缘性差5)NBR丁晴橡胶优点·耐油性极优是具有代表性的耐油性合成橡胶·机械强度优缺点·耐寒性差·耐氧性差·对极性溶剂的耐溶剂性差6)EPDM乙丙橡胶优点·耐候性、耐氧性、耐热性非常好·耐药品性很好、对极性溶剂的耐溶剂性也好·耐寒性、耐水性、电气特性优缺点·耐油性同NR,很差·作动发热有点大·抗撕裂强度稍差7)IIR丁基橡胶优点·耐气体透过性能特别好·耐候性、耐氧性、耐热性优·反弹性是橡胶中最小的,冲击吸收特性优·耐水性、耐药品性优·电气绝缘性优缺点·橡胶弹性不够,耐磨耗性差·相比EPM、EPDM,耐热性、耐氧性差8)CSM氯磺化聚乙烯橡胶优点·有着与EPDM相同的耐氧性、耐热性·有着与EPDM相近的耐药品性·与CR相近的中等程度的耐油性·电气绝缘性稍优缺点·具有塑料的特性、物理性能的温度依存性较大·压缩永久变形大9)U尿烷橡胶优点·可以制造从软质到硬质海绵、从软质到硬质橡胶·耐磨耗性、机械特性优·耐油性、耐氧性优缺点·耐湿热性差·有加水分解性,耐水性、耐药品性差·作动发热会储留在内部10)Q硅酮橡胶优点·耐寒性、耐热性极优是从高温(约230℃)到低温(约-60℃)唯一能使用的橡胶·耐溶剂性、耐氧性、耐候性优缺点·高温饱和水蒸气下会发生分解重合、发生劣化·价格高·机械强度低、特别是抗撕裂强度差·强酸、强碱下弱11)FKM氟橡胶优点·耐热性和硅酮胶相同,非常好·耐油性、耐化学药品性极优·对含有芳香族、脂肪族、卤化物的,有特别好的耐溶剂性·有难燃型,耐气体透过性与IIR相同缺点·价格比同类特殊橡胶高出一截·强碱下很弱·在含有低分子量的醚、脂、酮类下较弱·耐寒性差6、橡胶的耐油性、耐药品性1)耐油性一般耐油性比较好的是FKM、NBR、多硫化橡胶等,显著较差的是NR、IR、SBR、BR、IIR、EPDM等,CR、CSM、丙烯橡胶、尿烷橡胶则属于中间位置。

橡胶技术基础知识问答

橡胶技术基础知识问答

橡胶技术基础知识问答一)什么是橡胶老化?在表面上有哪此表现?答:橡胶及其制品在加工,贮存和使用过程中,由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏,最后丧失使用价值,这种变化叫做橡胶老化。

表面上表现为龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、长霉等。

影响橡胶老化的因素有哪些?引起橡胶老化的因素有:a)氧、氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应,分子链发生断裂或过度交联,引起橡胶性能的改变。

氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。

B臭氧、臭氧的化学活性氧高得多,破坏性更大,它同样是使分子链发生断裂,但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。

当作用于变形的橡胶(主要是不饱和橡胶)时,出现与应力作用方向直的裂纹,即所谓“臭氧龟裂”;作用于变形的橡胶时,仅表面生成氧化膜而不龟裂。

C)热:提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。

但热的基本作用还是活化作用。

提高氧扩散速度和活化氧化反应,从而加速橡胶氧化反应速度,这是普遍存在的一种老化现象——热氧老化。

D)光:光波越短、能量越大。

对橡胶起破坏作用的是能量较高的紫外线。

紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和交联外,橡胶因吸收光能而产生游离基,引发并加速氧化链反应过程。

经外线光起着加热的作用。

光作用其所长另一特点(与热作用不同)是它主要在橡表面进生。

含胶率高的试样,两面会出现网状裂纹,即所谓“光外层裂”。

E)机械应力:在机械应力反复作用下,会使橡胶分子链断裂生成游离荃,引发氧化链反应,形成力化学过程。

机械断裂分子链和机械活化氧化过程。

哪能个占优势,视其所处的条件而定。

此外,在应力作用下容易引起臭氧龟裂。

F)水分:水分的作用有两个方面:橡胶在潮湿空气淋雨或浸泡在水中时,容易破坏,这是由于橡胶中的水溶性物质和清水荃团等成分被水抽提溶解。

水解或吸收等原因引起的。

特别是在水浸泡和大气曝露的交替作用下,会加速橡胶的破坏。

但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用,甚至有延缓老化的作用。

橡胶基础知识

橡胶基础知识

橡胶基础知识橡胶是一种不断发展的工程材料。

从自然橡胶发展到合成橡胶,再到高分子弹性体,橡胶的种类越来越多,应用范围也越来越广。

橡胶的定义是一种高分子化合物,具有高度的可拉伸性和可回弹性。

橡胶在应用中广泛地使用在密封、减震、气垫、橡胶软管、轮胎、橡胶地垫、橡胶管道、橡胶破碎机橡胶零件等方面。

其中,汽车轮胎、皮革、印刷墨汁、自行车胎和人造橡胶等应用最为广泛的橡胶产品。

橡胶的分类有两种,一种是天然橡胶,另一种是合成橡胶。

天然橡胶是由橡胶树中的乳液提取而来,是一种高分子有机成分,其中又包含了约98%的高分子碳水化合物及少量的蛋白质、油脂和灰分。

而合成橡胶则是通过人工合成的高分子化合物,具有与天然橡胶相似的性质,但是比天然橡胶优良的特性是合成橡胶的种类和特性更灵活,可以根据需要进行改良和提高,不仅能适用于不同的业务领域,而且具有更广泛的市场需求。

关于橡胶的物理性质,其品质与物水的机械性能、耐热性和抗老化性能有关。

而橡胶的化学性能则和各类有机溶剂、硝酸、氢氧化物等有关。

一般来说,橡胶的耐候性能、抗紫外线、抗氧化、抗臭氧、耐酸碱性较大程度上取决于其化学构成,这个特性对长期使用的橡胶制品具有非常重要的意义。

橡胶由于其高分子化学构成,具有许多特殊性质,如在变形时可以恢复原来的形状,也可以随变形而变形,在机械应力作用下表现出接近弹性的性质。

橡胶还具有非常高的抗寒性,因为在低温下还可以保持较大的伸长量。

此外,橡胶也具有耐化学腐蚀和耐高温性的特点,使得他们在航空、飞行器和汽车等领域得到了广泛的应用。

关于橡胶的加工过程,橡胶一般不适用于单独作为材料来应用,需要经过一定的加工过程后才能使用到它的全部优良特性。

橡胶加工主要包括几个过程,如混炼、成型、硫化和后处理等。

其中混炼是指将橡胶与其他添加剂(如填料和增塑剂)混合在一起,使之成为胶体。

橡胶经过混炼之后,可以被用于成型,如挤出成型、压缩成型、注射成型等,使之成为所需要的产品,而硫化过程则是将成型后的橡胶制品加热,在硫化质量控制下使其形成三维网络结构,这个过程使得橡胶制品具有出色的耐用性和抗热性。

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橡胶基础知识张殿荣《现代橡胶配方设计(第二版)》出版日期: 2001丁苯橡胶、顺丁橡胶等非结晶性橡胶,不配合补强剂时,硫化胶的强度很低,根本无法使用。

因此长期以来,人们为提高橡胶性能、改善加工工艺、降低材料成本等进行了大量的实践。

硫化体系(包括交联剂、助交联剂、促进剂、活性剂)可使线型的橡胶大分子通过化学交联,形成一个立体空间网络结构,从而使可塑的粘弹性胶料,转变成高弹性的硫化胶;补强填充剂则能保证胶料具有要求的力学性能,改善加工工艺性能和降低成本;软化剂等加工助剂可使胶料具有必要的工艺性能,改善耐寒性,也可降低成本;防老剂能提高硫化胶的耐老化性能,并对各种类型的老化起防护作用。

综上可见,橡胶材料是生胶与多种配合剂构成的多相体系,橡胶材料中各个组分之间存在着复杂的化学作用相物理作用。

目前虽然可借助微机算出配方和某些物理性能之间的定量关系,但尚不能完全用理论计算的方法确定各种原材料的配比,在一定程度上仍依赖于长期积累的经验。

在配方设计方法方面,橡胶制品工业长期以来使用单因素的均匀变量为基础的传统方法。

1951年,英国的鲍克斯和威尔逊创立3三因素以上的试验设计法。

近年来随着计算机的发展与普及,把科学的数理方法如正交试验设计法、回归分析法应用到橡胶配方优化设计上,可使橡胶配方设计由单因素的多次试验改为多因素的一次试验,应用计算机进行配方试验的数据处理,优选配方,通过少量的试验,即可获取大量的有用信息,从而简化了实验程序,加快了研究进程,节约了大量的人力、物力和时间,同时能发现配方中各组分与硫化胶性能的相关性与规律性。

正交试验:因子——影响胶料性能指标的因素的通称,如原材料,工艺条件等;水平——指每个因子可能处于的状态,它可以是原材料的品种、用量,也可以是工艺参数等。

任何一个橡胶配方都不可能在所有性能指标上达到全优。

在许多情况下,配方设计应遵循如下基本原则:①在不降低质量的情况下,降低胶科的成本;②在不提高胶构成本的情况下,提高产品质量。

要使橡胶制品的性能、成本和工艺可行性三方面取得最佳的综合平衡。

用最少物质消耗、最短时间、最小工作量,通过科学的配方设计方法,掌握原村科配合的内存规律,设计出实用配方。

基础配方基础配方又称标准配方,一般是以生胶和配合剂的鉴定为目的。

当某种橡胶和配合剂首次面世时,以此检验其基本的加工性能和物理性能。

其设计的原则是采用传统的配合量,以便对比,配方应尽可能的简化,重现性较好。

基础配方仅包括最基本的组分,由这些基本的组分组成的胶料,既可反映出胶料的基本工艺性能,又可反映硫化胶的基本物理性能。

可以说,这些基本组分是缺一不可的。

在基础配方的基础上,再逐步完善、优化,以获得具有某些特性要求的性能配方。

不同部门的基础配方往往不同,但同一胶种的基础配方基本上大同小异。

天然橡胶(NR)、异戊橡胶(IR)和氯丁橡胶(CR)可用不加补强剂的纯胶配合,而一般合成橡胶的纯胶配合,其物理—机械性能太低而无实用性,所以要添加补强剂。

性能配方为达到某种性能要求而进行的配方设计,其目的是为了满足产品的性能要求和工艺要求,提高某种特性等。

性能配方应在基础配方的基础上全面考虑各种性能的搭配,以满足制品使用条件的要求为准。

实用配方又称生产配方。

在试验室条件下研制的配方其试验结果并不是最终的结果,往往在投入生产时会产生一些工艺上的因难,如焦烧时间短、压出性能不好、压延粘辊等,这就需要在不改变基本性物理性能和使用性能的方法来调整工艺性能,也就是说在物理性能、使用性能和工艺性能之间进行折中。

胶生产配方符合生产使用要求的质量配方,称为生产配方。

生产配方的总质量通常等于炼胶机的容量,例如使用开炼机混炼时,炼胶机的容量(装胶量)Q,用下列经验公式计算:Q=D·L·γ·K式中:Q——炼胶机装胶量,kg;D——辊简直径,cm;L——辊筒长度,cm;γ——胶科相对密度;K——系数(0.0065-0.0085)。

Q除以基本配方总质量即得换算系数α。

α = Q/基本配方总质量橡胶设计理论近年来,很多研究者采用了一种高分子材料“三方块”设计方案(见表1—19),目前该没计方案在并用与共混的体系中尤为适用。

“三方块”设计方案的主要特点是.在传统的第一方块和第三方块之间,有意识地加了一个第二方块。

第二方块的加入,为设计提供了理论根据,减少了试验工作的盲目性,是寻求结构与性能之间关系的有效方法,大大改进了传统的研究方法。

橡胶材料“三方块”设计方案第一方块 第二方块 第三方块图1 橡胶材料“三方块”设计方案例如,通过电子显微镜可以研究胶料中炭黑和各种填料的分散状态,以及聚合物并用或共混体系中分散相的大小、组成及界面的形态结构等;用X 射线衍射可测定生胶和硫化胶中的结晶度,研究配合剂的原始形态和硫化混炼过程中的结构变化,以及炭黑的结构、骨架材料的结晶度和取向度等;通过热分析(DTA 、DSC)可以测定聚合物的玻璃化温度(Tg),判断共混物的相容性,分析弹性体的结晶度,研究和分析橡胶的硫化过程,鉴别胶料的热稳定性、抗老化稳定性以及评价防老剂在橡胶中的防护效果等;用核磁共振波谱仪可以研究橡胶的微观结构,以及橡胶硫化和补强的机理等;通过红外光谱、紫外光谱等色谱分析可以鉴定聚合物的成分、主链结构、结晶度、序列分布等;通过流变仪可以研究胶料的粘度与剪切应力、剪切速率、温度等的关系,以及聚合物流动中的粘弹行为等;用粘弹谱仪可以分析硫化胶的动态粘弹性等动态力学性能,为某些制品(如减震制品)的配方设计提供重要依据。

未硫化橡胶加工性能的试验配合剂在混炼胶中分散度的检测:分散度测定方法,可分为直接测定法和间接测定法两种。

1.直接测定分散度的方法以撕裂、拉伸、切割等方式制得胶料的新鲜表面,再借助仪器或肉服来观察表面测定分散度,或者对胶料超薄切片,进行内部结构的观察以测定分散度。

分散度的直接测定法有:①ASTM(美国材料试验协会)D2663标难(A 法——肉眼判断法和B 法——凝聚块计数法);②显微照相法(GB 6030、B-S法);③采用分视野反射光显微镜的分散度计;④汞针式表面粗糙度测定仪。

2.间接测定分散度的方法间接法是使用特定的仪器,对试样进行某些物理性能的测定。

其测定结果与直接测定分散度结果相对照,从而得到胶科的分散度。

方法有电阻法或电导法、超声波法、微波法以及精确相对密度测定法等。

生胶、混炼胶的流变性影响橡胶加工性能的流变性质主要是胶料的粘度和弹性;1.可塑度的测试这是采用压缩的方式测定胶料流动性大小的一种试验方法。

常用的仪器有威廉姆塑性计、德弗塑性计、快速塑性计三种,主要用于工厂快检。

上述三类塑性计中以快速塑性计较为先进,其全部测试仅需40s,比威氏塑性计提高效率9倍,可适应工艺高速化的需要。

快速塑性值按GB3510规定的方法测定。

用快速塑性计除测定快速塑性值外,还可测定塑性保持指数,用以衡量天然橡胶的耐老化性能——指数高,说明耐老化性能好。

它是目前测定天然橡胶耐老化性能最快速且灵敏的力法,通过它可快速鉴定天然橡胶的质量,用于生产控制。

塑性保持指数的计算公式如下:式中PRI——塑性保持指数;Pt——3个老化试样30min后快速塑性值中值;Po——3个试样老化前的快速塑性值中值。

2.门尼粘度的测试这是以转动的方式测定胶料流动性大小的一种试验,通过测定转子在转动过程中转动力ML表示:其中M为门尼粘度值;L为大转矩的大小来表征胶料的流动性。

门尼粘度用10041子;l表示预热时间为1 min;4表示转子转动时间为4min;100为试验温度(℃)。

试验的仪器采用单速或变速的门尼粘度计。

目前门尼粘度计已广泛用于橡胶工业的科学研究和工艺控制,门尼粘度已成为各种橡胶和胶料的重要指标。

与压缩型的塑性计相比,门尼粘度的切变速率高更接近实际工艺条件,而且试样简单、测试的精确度较好,并可自动记录、打印和绘图。

3.门尼焦烧的测试用门尼粘度测定门尼焦烧时间和硫化指数。

在一定的交联密度范围内,交联密度随硫化时间增加而增大,同时胶料的粘度也随之升高,因此可用门尼粘度值变化的情况来反映胶料早期硫化的情况。

国家标准(GBl233)规定:当用大转子转动的门尼粘度值下降到最低点后再转入上升5个门尼粘度值所对应的时间,即为焦烧时间(t5)。

从最低门尼粘度值上升35个门尼粘度值的时间为t35,见图1—2。

硫化指数Δt30=t35-t5 (用大转子试验时)硫化指数可以表征硫化速度,硫化指数小,表示硫化速度快;硫化指数大,则表示硫化速度慢。

4.应力松弛加工性能试验可作为塑性计与门尼粘度测试结果的补充。

这种试验能测定应力松弛,还能测定弹性复原性。

因为橡胶加工都与“弹性记忆”或松弛效应有关,所以用应力松弛加工性能试验机,对进一步了解胶料的工艺性能、正确地评估胶料加工性能更为有利。

常用的仪器有压缩型应力松弛加工性能试验机、锥形转子应力松弛加工性能试验机、动态应力松弛试验机等。

5.流变性和口型膨胀等的测试采用毛细管压出的方法来测量胶料的粘度和流变速率、切变应力、温度的关系,试验材料膨胀系数等,通过试验可以测定聚合物或胶料的表观粘度、剪切应力、剪切速率、口型膨胀、“熔体断裂”、应力松弛及焦烧等性能,对了解和评价胶料的加工性能十分重要。

常用的仪器有,高化氏流动性测定仪、各种类型的毛细管流变仪等。

6.胶料加工综合性能的测试用同一种仪器可以测出胶料多方面的工艺性能,如密炼机混炼时的转矩-时间曲线,用该曲线和由密炼机得到的功率-时间曲线,通过功率积分仪可求得单元功。

单元功与混炼工艺中的门尼粘度、口型膨胀、炭黑分散以及结合胶等性能有一定的相关性,已被作为表征橡胶混炼加工性能的有用参数。

采用单元功原理绘制的混炼工艺轮廓图,可将试验室的混炼工艺参数扩大应用到生产中。

还可以测定焦烧时间、硫化速率,进行压出试验等。

布拉本达(Brabender)塑性仪,是这类测试仪器中的典型代表。

7.胶料硫化特性的测试橡胶在硫化过程中的全部性能变化,可用硫化仪连续、迅速、精确的测出。

通过硫化仪可以了解整个硫化历程和胶料在硫化过程中的主要特性参数,如初始粘度、焦烧时间、正硫化时间、硫化速度、硫化平坦期、过硫化状态(返原情况)以及达到某一硫化程度所需要的时间等,还能直观地描绘出整个硫化过程的硫化曲线,因而是橡胶工业中科研与生产均不可缺少的测试手段。

目前硫化仪的型号很多,大体上可分为有转子硫化仪和无转子硫化仪两种,目前的发展趋势是由有转子硫化仪向无转子硫化仪转变。

因为有转子硫化仪的试样体积大、耗胶多,转子本身不能加热,试样温度达到稳定所需的时间长;另外转子与胶料产生的摩擦力也计入了胶料的剪切模量之中,这就降低了数据的重现性水平,因此目前各生产硫化仪的主要公司都推出了无转子硫化仪,其中的佼佼者仍然是美国孟山都(Mosanto)公司的Mosanto2000型。

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