橡胶工艺学 重点

橡胶工艺学重点

1. 天然橡胶NR，不饱和非极性，顺-1,4-聚异戊二烯。可结晶，结晶对应变响应性敏感，自补强性高;综合性能在所有橡胶中最好，中上强度，高拉伸强度、撕裂强度，高绝缘，弹性高，柔性大;用途—特别是子午轮胎、管带和胶鞋等各种不要求耐油、耐热等橡胶制品

2. 丁苯橡胶SBR，不饱和非极性，丁二烯、苯乙烯，不可结晶，要加补强剂。消耗量在合成橡胶中最大，耐磨性大于NR，强度小于NR，用途同NR

3. 顺丁橡胶BR，不饱和非极性，高顺式-1,4-聚丁二烯，可结晶，自补强性过低。在通用橡胶中弹性和低温性能最好，通途同NR

4. 乙丙橡胶EPM/EPDM，饱和非极性，-[CH-CH]--[CH-CH(CH)]-。不结晶，EPM 只能用过22m23n

氧化物硫化;在通用橡胶中耐老化性最好;主要用于耐热耐老化、耐水、耐腐蚀、电绝缘棒等领域 5. 丁基橡胶IIR，饱和非极性，丁二烯，异丁烯，异戊二烯，可结晶，不可用过氧化物硫化;通用橡胶中阻尼性和气密性最好，稳定性，低弹性最差;主要用于轮胎业、气囊、气密层 6. 丁腈橡胶NBR，不饱和极性，丁二烯，丙腈(ACN)，-[CHCH=CH-CH]--[CH-CH(CN)]--[CH-CH(CH-CH)]-;耐热性、抗静电性最好;耐油和抗静22x2y222

电制品

7. 氯丁橡胶SR，不饱和极性，可结晶，不可用硫黄硫化体系硫化;阻燃性最好;阻燃黏合、耐介质、耐热

8. 硫化是指橡胶的成型大分子链经化学交联而形成三维空间网状结构的化学

过程。 9. 硫化体系:硫化剂、促进剂、活性剂

1. 天然橡胶NR(不饱和非极性)、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

2. 天然橡胶分三叶橡胶和其他橡胶(杜仲胶、银菊胶)。三叶橡胶分通用类、特种胶、改性胶。通用类包括标准胶(恒CV、低黏胶LV)、烟片胶、风干片胶、皱片胶。特种胶包括充油胶、轮胎胶、低蛋白质胶、易操作胶、纯化胶、炭黑共沉胶、散粒胶、胶清胶。改性胶包括难结晶胶、接枝胶、氯化胶、氢氯化胶、环氧化胶、环化胶、解聚胶、热塑性胶

3. 天然橡胶的分子链结构和集聚态结构:主要由顺-1,4-聚异戊二烯构成，占97%以上，其中还有2~3%的3,4-键合结构。链上有少量的醛基，可与蛋白质的分解产物氨基酸反应形成支化和交联，进而促使生胶黏度增高。-(CH-C(CH)=CH-CH)- 可以发生结晶，结晶对应变响应性敏感，自补强性高 232n

4. 天然橡胶的化学性质:NR BR IR SBR NBR CR都是二烯类橡胶，A可与卤素、氢卤酸等亲电试剂发生钦点的离子加成反应，首先形成中间体正碳离子然后完成反应。该反应的速度取决于正碳离

+++子的结构顺序是叔C>仲C>伯C B与自由基反应:与氧、过氧化物、紫外线和自由基抑制剂的反应。速度叔C?>仲C?>伯C? C发生a-H反应，指与双键相邻碳原子上的氢，a-H易于脱掉形成烯丙基自由基，发生取代、氧化反应

5. 天然橡胶的反应性:硫磺促进剂的硫化和热氧化，与HCl的亲电离子型加成反应中反应活性都是NR>BR>CR

6. 天然橡胶的物理力学性质:A弹性:生胶和轻度硫化胶的弹性是高的，表现在0~100?C范围内回弹性为50%~85%，弹性模量仅为钢的1/3000，伸长到350%时，去掉外力后迅速回缩，仅留下15%的永久变形。NR的弹性仅低于BR。NR上中等的弹性来源于他的大分子好的柔性(键的内旋转位垒低、分子链上每四个主链碳原子有一个侧甲基，侧基不密不大、分子间互相作用力不大)B强度:具有相当高的拉伸强

度和撕裂强度，未补强的硫化胶NR可达17~25MPa，补强的可达25~35MPa，撕裂强度可达95KJ/m，且随温度升降变化不那么显著。未硫化胶的拉伸强度比合成橡胶高许多C电性能:NR主要成分橡胶烃是非极性的，因此事电绝缘材料D介质性能:不耐非极性的油;不耐苯、环己烷、异辛烷等，会溶解，硫化胶溶胀。耐极性介质如乙醇、丙酮、水等E热性质:生胶的玻璃化温度-74~-69?C，软化并逐步变为黏流的温度为130?C，开始分解的温度200?C，激烈分解的温度270?C，比热容

1.88KJ/(kg?K)，热导率0.134KW/(m?K)，体积膨胀系数1.5~1.8，燃烧热

44.7KJ/kg

7. 天然橡胶用途:轮胎，特别是子午轮胎、管带和胶鞋等各种不要求耐油、耐热等橡胶制品 8. 普通硫磺硫化体系CV:二烯类橡胶的通常硫磺用量范围的硫化体系，可制得软质高弹性硫化胶。NR不饱和度高，组成中的非橡胶成分对硫化有促进作用，因此促进剂用量少，硫化速度快。对不饱和度极底的IIR、EPDM应用高效快速的促进剂如TMTD、TRA、ZDC作主促进剂，噻唑类为副促进剂。硫磺用量不变时，增加促进剂用量，硫化诱导期不变，硫化速度提高。该体系得到的硫化胶网络中70%以上是多硫交联键(—S—)，交联效率E低，具有较高的主链改性。硫化胶具有x

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。 9. 有效硫化体系EV:促进剂/硫比例上升时，硫化胶的网络结构发生变化，单硫交联键的含量上升，硫的有效交联程度增加，疲劳寿命先上升后下降。A 高促、低硫配合(10:1):提高促进剂用量(3~5份)，降低硫磺用量(0.3~0.5份)B无硫配合:硫载体配合，采用TMTD或DTDM(1.5~2份)配合。这两种配合得到的硫化胶网络中，单键和双键的含量占90%以上，网络具有极少主链改性，此体系中硫磺的利用率高。具有较高的抗热氧老化性能，但其实动态疲劳性能差。 10. 半有效硫化体系SEV:具有适量的多硫键，又有适量的单、双硫交联键，使其有较好的动态

性能和中等程度的耐热氧老化性能，用于有一定使用温度要求的动静态制品，配合方式:A促进剂用量/硫用量约等于1.0/1.0=1 B硫与硫载体并用，促进剂用量与SEV中一致

11. 无硫硫化:含硫的化合物在硫化过程中析出结晶硫，TMTD硫载体硫化

12. 促进剂:能促进硫化作用的物质;防焦剂:防止橡胶在加工过程产生早期硫化现象的物质 13. 促进剂分类:A按化学结构分—噻唑类(M、DM、MZ)、次磺酰胺类(CZ、NOBS、DZ、AZ)、秋兰姆类(TMTD、TMTM、TETD、TRA)、硫脲类(NA-22)、二硫代氨基甲酸盐类(ZDMC、ZDC)、安全类(H)、胍类(D、DOTG)、黄原酸盐类(ZIX)B 按PH值分—酸性(M、DM、TMTD、TMTM、ZDC、AIX)、中性(H、D)、碱性(NA-22、CZ、NOBS、DZ)C按促进速度分—慢速级促进剂(H、NA-22)、中速级促进剂D、准速级促进剂(M、DM、CZ、DZ、NOBS)、超速级促进剂(TMTD、TMTM)、超超速级促进剂(ZDMC、ZDC)

14. 噻唑类特性:酸性、准速级促进剂，硫化速度快，硫化曲线平坦性好，具有良好的耐老化性能，应用范围广。宜和酸性炭黑配合，槽黑可以单独使用，与炉法炭黑配合时要防焦烧。无污染，可以用作浅色橡胶制品。M、DM有苦味，不宜用于食品工业。M硫化速度快，易烧焦;DM比M的焦烧时间长

15. 次磺酰胺类:与噻唑类有相同的促进基，但多了一个防焦基和活性基，克服了焦烧时间短的缺点，是酸、碱并用型促进剂，特点A焦烧时间长、硫化速度快、硫化曲线平坦、硫化胶综合性能好B宜与炉法炭黑配合，有充分的安全性，利于挤出、压延及模压胶料的充分流动性C适用于合成橡胶的高温快速硫化和厚制品的硫化D与酸性促进剂TT并用，形成活化的次磺酰胺硫化体系，可以减少促进剂的用量。此促进剂诱导期的长短与和氨基相连基团的大小、数量有关，基团越大，数量越多，诱导期越长，防焦效果越好如DZ>NOBS>CZ