实用橡胶工艺学复习资料大全

绪论橡胶配合加工内容

●主要内容：原料及配合；加工工艺过程；性能测试。

●配合系统：生胶，硫化体系，补强填充体系，防老体系，增塑及操作体

系，特种配合体系。

●加工过程：炼胶，压延，挤出，成型，硫化。

●塑炼：定义为降低分子量，增加塑性，改善加工性能，制成可塑性符合

要求的塑料胶。

●混炼：定义为经过配合，将橡胶与配合剂均匀地混合和分散，制成混炼

胶。

●门尼粘度：用门尼粘度计测量的是橡胶的本体黏度，原理是将胶料填充

在粘度计的模腔和转子之间，合模，在一定温度下（一般为100℃）预热（一般1min），令转子转动一定时间（一般4min）时测得的转矩值（N·m）。该值越大，表明胶料的黏度越大，常用ML（1+4）100℃表示。

●门尼焦烧：这是个表明胶料焦烧时间的指标，通常是在120℃下测定（加

有硫化体系配合剂）从最低点起，上升5个门尼值的时间。这个时间越大表明胶料越不容易发生焦烧，加工越安全。

第一章生胶

分类（按来源）：天然橡胶（NR）和合成橡胶。合成橡胶又分为通用橡胶和特种橡胶。

通用橡胶：丁苯橡胶（SBR）、顺丁橡胶（BR）、异戊橡胶（IR）、丁腈橡胶（NBR）、氯丁橡胶（CR）、丁基橡胶（IIR）、乙丙橡胶（EPM，EPDM）.

不饱和非极性橡胶：NR、SBR、BR、IR；不饱和极性橡胶：NBR、CR；饱和非极性橡胶：EPM、EPDM、IIR；

天然橡胶（NR）主要由顺—1,4—聚异戊二烯构成，其综合性能好。

丁苯橡胶(SBR)是丁二烯和苯乙烯的共聚物，是产量最大的通用橡胶，70%用于轮胎业，根据聚合方法分为乳聚丁苯和溶聚丁苯。

苯乙烯含量对丁苯橡胶性能的影响：随着苯乙烯含量的增加，其SBR的性能向聚苯乙烯趋近。表现为Tg、模量、硬度上升，耐热老化性变好，挤出收缩率变小，挤出物表面光滑，而耐磨性下降，弹性减小。

顺丁橡胶(BR)也称聚丁二烯橡胶，弹性最好的通用橡胶，滞后损失小，生热少。

乙丙橡胶(EPM,EPDM)属于碳链饱和非极性橡胶，耐臭氧老化性和耐热老化性是通用橡胶中最好的，被誉为不龟裂的橡胶。

丁基橡胶(IIR)的分子链上有密集的侧甲基，虽然它的不饱和度很低，但实际上它表现主要是链烷烃的特征，化学性质稳定且为非极性，归属为饱和橡胶，具有良好的气密性和阻尼性（即好的吸震性）。

丁腈橡胶（NBR）丁二烯和丙烯腈的共聚物，主要采用低温乳液聚合，其耐油性好，耐非极性介质最好。

氯丁橡胶（CR）是2—氯—1,3—丁二烯的乳液聚合物，其特点是阻燃性好（CR 因含有氯原子而具有阻燃性，即不自燃，接触火焰时能燃烧，离火自熄，而BR不能自熄），耐老化性较好。

特种橡胶：一类是碳链饱和极性橡胶，一类是杂链橡胶。

碳链饱和极性橡胶具有饱和的极性的碳链，其极性由侧基提供的，侧基有两类：一类是卤素（氯或氟），另一类是酯基。其极性强弱取决于极性侧基的浓度与品种。

杂链橡胶：这类橡胶的分子链上有—Si—O—,—C—O—,—C—N—O—,—C—S—的，他们都是杂链的。

格林强度：未硫化处理的橡胶拉伸强度。

第二章橡胶的硫化体系

✧完整的硫黄硫化体系由硫化剂、活性剂、促进剂三部分组成。

✧硫化的化学反应历程：（1）诱导期；（2）交联反应；（3）网络熟化阶段

✧宏观硫化历程：（1）焦烧阶段；（2）热硫化阶段；（3）平坦硫化阶段；（4）

过硫化阶段。

✧交联效率参数E：形成1 mol交联键所需要的平均硫黄原子的物质的量（mol），

E值提高，硫黄用量增加，交联程度降低。

✧使用促进剂的目的（也是硫化促进剂的概念）：大大地缩短硫化时间，减少

硫磺用量，降低硫化温度，节省能耗，提高硫黄利用率，而且能显著提高橡胶的工艺性能和物理机械性能。

✧普通硫黄硫化体系（CV）：硫化胶网络中70%以上是多硫交联键，具有较高的

主链改性，硫化胶具有良好的初始疲劳性能，室温条件下具有优良的动静态性能，最大缺点是不耐热氧老化，硫化胶不能在较高温度下长期使用。

✧有效硫化体系（EV）：硫化胶网络中单键和双键含量占90%以上，网络具有极

少的主链改性，对硫黄利用率高，该体系的硫化胶具有较高的抗氧老化性能，但初始动态疲劳性能差，用于高温静态制品如密封制品、高温快速硫化体系。

(为获得有效硫化体系可采取两条途径，__高促、低硫配___和_____无硫配合_)。

✧半有效硫化体系（SEV）：硫化胶既具有适量的多硫键，又有适量的单、双硫

交联键，使其既具有较好的动态性能，又有中等程度的耐热氧老化性能。

✧高温快速硫化体系：多使用单硫或双硫键含量高的有效EV和半有效SEV硫

化体系，其硫化胶耐热氧老化性能好。高温硫化体系要求硫化速度快，焦烧倾向小，无喷霜现象

✧平衡硫化体系：该体系在较长的硫化周期内，硫化的平坦性较好，交联密度

基本维持稳定，具有优良的耐热氧老化性和耐疲劳性，特别适合大型、厚制品的硫化。

✧过氧化物硫化胶的网络结构中的交联键为C—C键。

✧无硫硫化：是指分子结构中含硫的有机或无机化合物，在硫化过程中能析

出活性硫，参与交联过程，所以又称无硫硫化。

✧促进剂按 PH值可分为酸性中性和碱性三类；按促进速度可分为慢速级中速

级准速级超速级和超超速级五类。

第三章橡胶的补强与填充体系

补强：是指能使橡胶的拉伸强度，撕裂强度及耐磨性同时获得明显提高的作

用。

填充：可起到增大体积，降低成本，改善加工工艺性能如减少半成品收缩率、提高半成品表面平坦性、提高硫化胶硬度及定伸应力等作用。

炭黑分类（按作用）：（1）硬质炭黑粒径在40 nm以下，补强性高，如超

耐磨、中超耐磨、高耐磨炭黑；（2）软质炭黑粒径在40 nm以上，补强性低，如半补强炭黑、热裂法炭黑等。

炭黑的三大基本性质（补强三要素）：炭黑的粒径（或比表面积），结构性和表面活性。

炭黑的结构度：表征炭黑聚集体的主体形状的一种指标，它表明炭黑聚集体

的链枝结构的发达程度。如果链枝结构不够发达，接近于球形的，那么它的结构度低；如果链枝多，则炭黑的结构度就高，常用DBP吸油值表示。

包容胶：是指在炭黑聚集体链枝结构中屏蔽（包藏）的那部分橡胶，又称吸留橡胶。

结合橡胶;也称炭黑凝胶，是指炭黑混炼胶中不能被橡胶的良溶剂溶解的那部分橡胶。

结合胶的生成原因（或途径）：①吸附在炭黑表面上的橡胶分子链与炭黑的

表面基团结合，或者橡胶在加工过程中经过混炼和硫化产生大量橡胶自由基或离子与炭黑结合，发生化学吸附；②炭黑离子表面对橡胶大分子链那些吸附力大于溶解力的物理吸附。

白炭黑：用作补强剂，效果仅次于炭黑，制备方法有气相法和沉淀法，测定表明，白炭黑表面有羟基、硅氧烷基。因为白炭黑表面的吸附作用强，所以用白炭黑作补强剂时，常添加_____胺类或醇类__以改善其补强性能。

第四章橡胶的老化与防护

✓橡胶老化：橡胶和橡胶制品在加工、贮存或使用过程中，因受外部环境因素的影响和作用，出现性能逐渐变坏，直至丧失使用价值的现象。

✓橡胶主要的老化类型：热氧老化，臭氧老化，光氧老化和疲劳老化。

✓热氧老化：橡胶或橡胶制品在贮存或使用过程中，因同时受到热和空气的作用而发生老化的现象。

✓疲劳老化：橡胶试样或制品在周期性应力和变形作用下出现损坏或发生不可逆的结构和性能的变化现象称为疲劳老化。

✓不饱和碳链橡胶的氧化都是按照自由基连锁反应机理进行的，反应具有自动催化特征：反应主产物过氧化氢起自动催化作用。

✓橡胶氧化过程中结构发生的变化有：降解，交联以及其他结构变化。天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁基橡胶以降解为主；顺丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、