橡胶工艺学 重点
橡胶加工工艺学 复习资料
第一章绪论1. 简述橡胶材料的特点？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。
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。
电绝缘性：橡胶和塑料一样是电绝缘材料。
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。
必须进行硫化才能使用，热塑性弹性体除外。
必须加入配合剂。
2. 生胶、混炼胶、硫化胶的定义？1．生胶：没有加入配合剂且尚未交联的橡胶。
一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成，可以溶于有机溶剂。
2．混炼胶：生胶与配合剂经加工混合均匀且未被交联的橡胶。
常用的配合剂有硫化剂、促进剂、活性剂、补强填充剂、防老剂等。
3．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。
一般不溶于溶剂。
3. 硫化体系、防护体系、增塑体系的定义1）硫化体系：与橡胶大分子起化学作用，使橡胶由线型大分子变为三维网状结构，提高橡胶性能、稳定形态的体系。
2）防护体系：加入防老剂，延缓橡胶的老化，提高制品的使用寿命。
3）增塑体系：降低制品硬度和混炼胶的粘度，改善加工工艺性能。
第二章橡胶硫化1. 详细叙述硫化的历程？硫化历程是橡胶大分子链发生化学交联反应的过程，包括橡胶分子与硫化剂及其他配合剂之间发生的一系列化学反应以及在形成网状结构时伴随发生的各种副反应。
可分为三个阶段：1．诱导阶段硫化剂、活性剂、促进剂之间的反应，生成活性中间化合物，然后进一步引发橡胶分子链，产生可交联的自由基或离子。
2．交联反应阶段可交联的自由基或离子与橡胶分子链之间产生连锁反应，生成交联键。
3．网构形成阶段交联键的重排、短化，主链改性、裂解。
2. 硫化曲线的四个阶段？根据硫化历程分析，可将硫化曲线分成四个阶段，即焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化阶段和过硫化阶段。
《橡胶工艺学》复习思考题
《橡胶工艺学》复习思考题绪论1、简要说明生胶、混炼胶、硫化胶的区别和联系。
2、橡胶最典型的特征是什么？3、橡胶配方的基本组成包括哪些成分？各成分有何作用？4、橡胶基本的加工工艺过程有哪些？5、橡胶配合加工过程中的测试内容包括哪些？第一章生胶1、写出通用橡胶的名称和英文缩写。
2、天然橡胶的分级方法有哪几种？烟片胶和标准胶各采用什么方法分级？3、什么是塑性保持率？有何物理意义？4、天然橡胶中非橡胶成分有哪些？各有什么作用？5、什么是自补强性？6、写出天然橡胶的结构式。
从分子链结构分析为什么NR容易被改性，容易老化？7、NR最突出的物理性能有哪些？为什么NR特别适合作轮胎胶料？8、IR和NR在结构和性能上有什么不同？9、根据合成方法不同，丁苯橡胶有哪两种？10、轮胎胎面胶中使用丁苯橡胶主要是利用其什么特点？为什么SSBR比ESBR更适合做轮胎胎面胶料？11、BR最突出的性能有哪些？轮胎的胎侧使用BR是利用其什么特点/12、什么是冷流性？影响冷流性的因素有哪些？各是如何影响的？13、为什么乙丙橡胶特别适合作电线电缆的外包皮？为什么乙丙胶特别适合作户外使用的橡胶制品如各种汽车的密封条、防水卷材等？14、IIR最突出的性能有哪些？IIR作内胎是利用其什么特点？为什么IIR可以用作吸波材料？15、什么橡胶具有抗静电性？通用橡胶中耐油性最好的橡胶是什么？16、什么是氧指数？哪些橡胶具有阻燃性？17、为什么CR的耐老化、耐天候性要优于其他不饱和橡胶？18、耐热性、耐油性最好的橡胶是什么？什么橡胶可以耐王水的腐蚀？19、耐高低温性能最好的橡胶是什么？耐磨性最好的橡胶是什么？可以做水果保鲜材料的橡胶是什么？为什么硅橡胶特别适合制作航空航天器密封材料？20、哪些橡胶具有生理惰性，可以植入人体？21、通用橡胶中，哪些橡胶具有自补强性？22、什么是热塑性弹性体？23、SMR5、SCR10、SBR1502、SBR1712各表示什么橡胶？第二章硫化体系1、什么是硫化？橡胶硫化反应过程可分为哪几个阶段？2、画出硫化曲线，标出各阶段的名称。
炼胶工艺培训资料
炼胶工艺培训资料引言：炼胶工艺是一项关键性、复杂性较高的生产工艺，广泛应用于橡胶制品生产中。
本文将深入讨论炼胶工艺的基本原理、工艺流程以及常见问题解决方案，旨在帮助读者全面了解炼胶工艺，提高生产效率和产品质量。
概述：为了满足市场需求和提高橡胶制品的性能，炼胶工艺被广泛应用于橡胶行业。
炼胶过程主要包括炼胶机的选择、原料的配合、炼胶机的操作和质量控制。
在炼胶过程中，橡胶原料的分散性、塑性和耐磨性得到了显著提高，从而保证了橡胶制品的质量和性能。
正文内容：1.炼胶机的选择1.1炼胶机的种类1.2选择适合的炼胶机的关键因素1.3主要炼胶机的性能指标2.原料的配合2.1橡胶原料的种类和特性2.2橡胶配方设计的基本原则2.3各种填充剂和助剂的选择与使用3.炼胶机的操作3.1炼胶机的工作原理3.2炼胶机的操作步骤和注意事项3.3炼胶过程中的常见问题及解决方案4.质量控制4.1炼胶过程中的监测指标和方法4.2质量控制的关键环节4.3炼胶工艺的优化和改进5.常见问题解决方案5.1炼胶过程中的胶温控制问题及解决方案5.2炼胶过程中的混炼时间控制问题及解决方案5.3炼胶过程中的添加剂配比问题及解决方案5.4炼胶过程中的胶料污染问题及解决方案5.5炼胶过程中的能耗控制和环保问题解决方案总结：炼胶工艺是橡胶制品生产中至关重要的一环，正确的炼胶工艺可以有效提高产品质量和生产效率。
本文详细介绍了炼胶工艺的基本原理、工艺流程和常见问题解决方案。
希望通过本文的学习，读者能够全面了解和掌握炼胶工艺，提高自身的技术水平和工作效率。
同时，也希望橡胶行业可以通过不断学习和创新，不断优化改进炼胶工艺，推动整个行业的可持续发展。
橡胶工艺学试题库简答题
橡胶工艺学试题库简答题一、简答题（共60小题）1、常用热氧老化防老剂的作用机理是什么？（举三类分别说明）。
正确答案：链终止型防老剂：其作用主要是与链增长自由基R·或RO2·反应，以终止链增长过程来减缓氧化反应。
破坏氢化过氧化物性防老剂：机理是破坏氢过氧化物，使它们不生成活性游离基，延缓自动催化的引发过程，一般不单独使用，而是与酚类等抗氧剂并用，称为辅助防老剂。
金属离子钝化剂：主要是酰胺类、醛胺缩合物等，他们能与酚类和胺类防老剂有效地并用。
主要是铜抑制剂和铁抑制剂，可有效降低金属离子的浓度。
2、混炼操作开始前，需进行哪些准备工作？正确答案：各种原材料与配合剂的质量检验：配合剂的检验包括纯度、粒度及其分布、机械杂质、灰分及挥发分、酸碱度等；生胶的检验包括化学成分、门尼粘度、物理机械性能。
对某些配合剂尽心补充加工：固体配合剂的粉碎、干燥和筛选；低熔点固体配合剂的融化和过滤；液体配合剂的加温和过滤；粉状配合剂的干燥和筛选。
油膏与母炼胶的制造：为防止粉状物料的分散、损失及环境污染，有时候将某些配合剂、促进剂等事先以较大比例与液体软化剂混合制成膏状使用；而母炼胶是某些配合剂与生胶单独混合制成的物料。
称量配合操作：即按配方规定的原材料品种和用量比例，以适当的衡器进行称量搭配。
3、什么是液体橡胶？与普通橡胶相比有什么优缺点？（15分）正确答案：指室温下为粘稠状可流动的液体，经适当的化学反应后可形成三维网状结构，成为具有与普通橡胶类似性能的材料。
优点：易于实现机械化、自动化、连续化生产，不需用溶剂、水等分散介质便看实现液体状态下的加工。
缺点：扩链后的强度及耐挠曲性不如固体橡胶，加工需另建系统，现有设备不适用，材料成本高。
4、什么是压延效应？其原因是什么？正确答案：压延效应是指压延后的胶片在平行和垂直于压延方向上出现性能各向异性的现象。
原因：橡胶大分子链的拉伸取向；形状不对称的配合剂粒子沿压延方向的取向。
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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，说明胶料的黏度越大，常用ML〔1+4〕100℃表示。
●门尼焦烧：这是个说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。
这个时间越大说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，挤出物外表光滑，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。
3橡胶工艺学第二章橡胶的硫化体系
特点：
焦烧时间长，硫化速度快。 适用于合成橡胶的高温快速硫化和厚制
品的硫化。该类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。
31
Ⅲ.秋兰姆类：
ห้องสมุดไป่ตู้
结构通式为：
R' S
S
R'
N C Sx C N
R
R
R，R’为烷基，芳基或其它基团
双键 自由基 Or 离子型加成
∵硫化前后双键数目变化不大。
∴反应主要在α-H上反应，以自由基 机理为主。
7
㈡、硫化历程
第一阶段：诱导期，活性剂，促进剂，硫 黄之间相互作用，生成带有多硫促进剂侧 基的橡胶大分子。线型分子，能流动。
第二阶段：交联反应，带有多硫促进剂侧 基的橡胶大分子与橡胶大分子之间发生交 联反应，生成交联键。初期网状分子，已 不能流动。
H， D
NA-22，
CZ
NOBS，
DZ
18
按促进速度分类：
国际上习惯以促进剂M对NR的硫化速度 为标准，以比较促进剂的硫化速度。
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
英文 简称 ZDM
C ZDC
BZ
PX
基团
R,R’为甲基，M为 锌
R,R’为乙基，M为 锌
R,R’为丁基，M为 锌
R为乙基，R’为苯 基，M为锌
36
特点：
此类促进剂比秋兰姆更活泼。 过渡金属离子使橡胶的不饱和键更易
极化，硫化速度更快，属超超速级酸 性促进剂。 诱导期极短，适用于室温硫化和胶乳 制品的硫化。
橡胶加工工艺期末复习重点
补强剂是炭黑。
26. 生胶即尚未被交联的橡胶，由线形大分子或者带支链的线性大分子 39. 炭黑按制造方法可分为炉法炭黑、槽法炭黑、热裂解炭黑、新工艺
构成。
炭黑。
27. 生胶随温度的变化有三态，即玻璃态、高弹态和粘流态。
40. 白炭黑的化学成分是二氧化硅，可分为气相法和沉淀法两大类，其
28. 橡胶按来源与用途可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。
补强效果次于炭黑。
29. 合成橡胶分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两大类。
41. 橡胶发生老化的主要因素有热氧老化、光氧老化、臭氧老化和疲劳
30. 天然橡胶大分子链结构单元是异戊二烯。
老化。
31. 产量最大的一种合成橡胶是丁苯橡胶，其结构单元是苯乙烯和丁二 42. 橡胶的增塑实际上就是增塑剂低分子与橡胶高分子聚合物形成分子
胶为完全饱和性橡胶，不能用硫磺来硫化，必须用过氧化物来硫化。 17. 橡胶配方五大体系：生胶体系、硫化体系、补强填充体系、防护体
5. 丁基橡胶（IIR）由异丁烯与少量异戊二烯单体在低温下共聚而成
系、增塑体系
6. 丁腈橡胶耐气透性良好（有极性的缘故），但电绝缘性不好，属于半导 18. 生胶和混炼胶可塑度的测定通常有三种方法：压缩法、旋转扭力法
51. 化学结构和含硫量能影响硫化特性
污染，保证胶料的混炼质量，将某些配合剂、促进剂等事先以较大比
二、判断题
例与液体软化剂混合制成膏状混合物。
1. 粉末橡胶指粒径在 1 毫米以下的粉末状橡胶。
9. 母炼胶：将在通常混炼条件下短时间内难以混合均匀且混炼生热量多，
三、名词解释
能耗较大的某些配合剂以较大的比例事先与生胶单独混合制成组分比
橡胶或橡胶制品在加工贮存和使用的过程中由于受内外因素的综合作用如热氧臭氧金属离子电离辐射光机械力等使性能逐渐下降以至于最后丧失使用价值这种现象称为橡胶的老化
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NR3.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NR4.乙丙橡胶EPM/EPDM，饱和非极性，-[CH2-CH2]-m-[CH2-CH(CH3)]n-。
不结晶，EPM只能用过氧化物硫化；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），-[CH2CH=CH-CH2]-x-[CH2-CH(CN)]-y-[CH2-CH(CH-CH2)]-2；耐热性、抗静电性最好；耐油和抗静电制品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/EPDM2.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。
橡胶加工工艺学复习提纲分解
橡胶加工工艺学---复习提纲绪论1. 橡胶材料的定义、基本特点、应用领域答：（1）定义:橡胶是高分子材料的一种；常温下的高弹性是橡胶材料的独有特征．是其他任何材料所不具备的，因此橡胶也被称为弹性体。
（2）基本特点：a)具有高弹性橡胶的弹性模量小，一般在1-9.8Mpa。
伸长变形大，伸长率可高达1000％，仍表现有可恢复的特性，并能在很宽的温度（-50－+150℃）范围内保持有弹性。
b)具有粘弹性橡胶是粘弹性体，由于大分子间作用力的存在，使橡胶受外力作用，产生形变时受时间、温度等条件的影响，表现有明显的应力松弛和蠕变现象，有振动或交变应力等周期作用下，产生滞后损失。
c)具有缓冲减震作用橡胶对声音及振动的传播有缓和作用，可利用这一特点来防除噪音和振动。
d)具有电绝缘性橡胶和塑胶一样是电绝缘材料。
e)具有温度依赖性高分子材料一般都受温度影响，橡胶在低温时处于玻璃态变硬变脆，在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至燃烧等。
f)具有老化现象如同金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因环境条件变化而发生老化，使性能变坏，使用寿命缩短。
g)必须进行硫化橡胶必须加入硫磺或其它能使橡胶硫化（或交联）的物质，使橡胶大分子交联成空间网状结构，才能得到具有使用价值的橡胶制品，但是热塑橡胶可不必硫化。
（3）应用领域：a)橡胶是重要的工业材料，同时又是重要的战略物资，在交通运输、建筑、电子、石油化工、农业、机械、军事、医疗等各个工业部门以及信息产业都获得了广泛的应用。
应用广泛。
b)橡胶的最大用途是在于作轮胎，包括各种轿车胎、载重胎、力车胎、工程胎、飞机轮胎、炮车胎等，一辆汽车约需要240Kg橡胶，一艘轮船约需要几吨橡胶，一架飞机需要600kg橡胶，一门高射炮约需要86Kg橡胶。
c)橡胶的第二大用途是作胶管、胶带、胶鞋等制品，另外如密封制品、轮船护弦、拦水坝、减震制品、人造器官、粘合剂等，范围非常广泛。
2．相关概念：橡胶、生胶、混炼胶、硫化胶答:（1）橡胶：橡胶是一种材料，具有特定的使用性能和加工性能，属有机高分子材料。
橡胶加工工艺基础知识
橡胶加工工艺基础知识一、塑炼橡胶受外力作用产生变形,当外力消除后橡胶仍能保持其形变的能力叫做可塑性。
增加橡胶可塑性工艺过程称为塑炼。
橡胶有可塑性才能在混炼时与各种配合剂均匀混合；在压延加工时易于渗入纺织物中;在压出、注压时具有较好的流动性。
此外，塑炼还能使橡胶的性质均匀,便于控制生产过程.但是，过渡塑炼会降低硫化胶的强度、弹性、耐磨等性能,因此塑炼操作需严加控制。
橡胶可塑度通常以威廉氏可塑度、门尼粘度和德弗硬度等表示。
1、塑炼机理橡胶经塑炼以增加其可塑性，其实质乃是使橡胶分子链断裂，降低大分子长度。
断裂作用既可发生于大分子主链，又可发生于侧链。
由于橡胶在塑炼时，遭受到氧、电、热、机械力和增塑剂等因素的作用，所以塑炼机理与这些因素密切相关,其中起重要作用的则是氧和机械力,而且两者相辅相成。
通常可将塑炼区分为低温塑炼和高温塑炼，前者以机械降解作用为主，氧起到稳定游离基的作用；后者以自动氧化降解作用为主,机械作用可强化橡胶与氧的接触.塑炼时，辊筒对生胶的机械作用力很大，并迫使橡胶分子链断裂,这种断裂大多发生在大分子的中间部分。
塑炼时，分子链愈长愈容易切断。
顺丁胶等之所以难以机械断链，重要原因之一就是因为生胶中缺乏较高的分子量级分。
当加入高分子量级分后，低温塑炼时就能获得显著的效果。
氧是塑炼中不可缺少的因素,缺氧时，就无法获得预期的效果。
生胶塑炼过塑炼时，设备与橡胶之间的摩擦显然使得胶温升高。
热对塑炼效果极为重要，而且在不同温度范围内的影响也不同。
由于低温塑炼时，主要依靠机械力使分子链断裂，所以在像章区域内（天然胶低于110℃）随温度升高，生胶粘度下降，塑炼时受到的作用力较小，以致塑炼效果反而下降。
相反，高温塑炼时，主要是氧化裂解反应起主导作用，因而塑炼效果在高温区(天然胶高于110℃）将随温度的升高而增大，所以温度对塑炼起着促进作用。
各种橡胶由于特性不同，对应于最低塑炼效果的温度范围也不一样，但温度对塑炼效果影响的曲线形状是相似的。
橡胶加工工艺知识点总结
橡胶加工工艺知识点总结一、橡胶加工工艺的概述橡胶加工工艺是指将天然橡胶或合成橡胶经过一系列的加工步骤，转化成各种橡胶制品的过程。
这一过程包括原料的选配、混炼、成型、硫化和后处理等环节。
橡胶加工工艺是橡胶工业的核心技术之一，对于提高橡胶制品的质量、降低成本、提高生产效率具有重要意义。
二、橡胶加工工艺的主要环节1. 原料的选配橡胶加工工艺的第一步是原料的选配。
根据橡胶制品的用途和要求，选择适当的橡胶品种和添加剂。
常用的橡胶品种有天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶等。
添加剂包括填料、增塑剂、加工助剂、硫化剂等，它们可以改善橡胶的力学性能、耐热性能、耐老化性能等。
2. 混炼混炼是将橡胶和各种添加剂充分混合、分散、再结合成固体物料的过程。
混炼的目的是使橡胶和添加剂充分结合，提高橡胶的可加工性和性能。
混炼方法主要有研磨法、内配法、开炼法等。
在混炼过程中需要控制混炼温度、混炼时间和混合工艺等参数，以确保混炼质量。
3. 成型成型是利用模具将混炼好的橡胶料加工成各种形状和结构的橡胶制品的过程。
常见的成型方法有压延成型、压缩成型、挤出成型、注塑成型等。
在成型过程中，需要控制温度、时间、压力等工艺参数，以确保成型质量。
4. 硫化硫化是将成型好的橡胶制品加热，使添加的硫化剂与橡胶发生反应，从而形成交联结构，提高橡胶的硬度、强度和耐热性。
硫化方法主要有自发硫化、热硫化、热空气硫化和电子束硫化等。
硫化温度、硫化时间和硫化气氛等因素均会影响硫化效果。
5. 后处理后处理是将硫化好的橡胶制品进行洗涤、切边、检查、包装等工艺环节，最终形成成品。
后处理环节对橡胶制品的外观质量和内在质量都有一定的影响。
三、橡胶加工工艺的关键技术1. 混炼工艺的优化混炼是橡胶加工工艺中的关键环节，它决定了橡胶品质的基础。
在混炼过程中，需要控制混炼时间、温度和混炼顺序等参数，以确保橡胶和添加剂的充分混合。
此外，还需要选择合适的混炼设备和工艺，以达到混炼质量的要求。
橡胶工艺的基本理论知识
三 、橡胶密封条的配方设计
1.主要性能要求
橡胶密封条主要用于密封车辆及建筑物门窗，所用的胶料必 须具有：①优异的耐天候老化、耐臭氧化性能，以保证密封 条有较长的使用寿命。②压缩永久变形小、耐寒性好，以保 证密封条在-50～+70℃下，具有良好的密封性能。③胶料 的压出工艺性能好。
三 、橡胶密封条的配方设计
不发生溶胀、硬化等现象，否则会导致密封失效。 ②具有良好的耐热性、耐磨性，摩擦系数要小，这对线速度较
高的油封尤为重要。 ③具有适度的弹性，能适应轴的粗糙度和偏心度的变化，对动
态偏心有较好跟随能力（随动性）。
二、油封胶料配方设计
2.胶种的选择 制造油封的胶种主要有丁腈橡胶、丙烯酸脂橡胶、氟橡胶和硅橡胶。通常 在一般的燃油、液压油、机油的润滑油中，温度在-40～+120℃时，可 选用丁腈橡胶；在-20～＋150℃的齿轮油中可选用丙烯酸脂橡胶；在40～+200℃的 各种油类和腐蚀性较大介质中可选用氟橡胶；在-100～ +250℃的高温、高速油封，可选用硅橡胶。若进入橡胶中的油比被抽出 的组分多时，硫化胶就膨胀；反之收缩。收缩过大会使唇口和轴的过盈 量减少，随动性下降。而膨胀过大，会改变油封的结构参数尺寸，使径 向力下降，导致密封失效。因此，油封胶料密封介质中的体积变化率应 尽可能的减少。
胶料加工过程中常见几种缺陷的原因
1.焦烧原因 混炼时辊温过高； 胶料贮存温度过高； 硫化体系选择不当。
化性能很差。 A.有促进剂的硫黄硫化体系： a.普通硫化体系：促进剂/硫黄=0.6-0.8/2.5 70%以上是多硫交联键、硫化胶的耐热氧老化性差、动态疲劳
性能好。 适用范围：室温下，动静态性能要求高的制品
(二)橡胶的硫化体系
橡胶工艺基础知识
一、 橡胶分类及特点
• 丁基橡胶 IIR
Butyl Rubber,为异丁烯与少量异戊二烯聚合而成,因甲 基的立体障碍分子的运动比其他聚合物少,故气体透过性减 少,对热、日光、臭氧之抵抗性大,电器绝缘性佳；对极性 容剂抵抗大,一般使用温度范围为-54-110 ℃.
优点：对大部份一般气体具不渗透性,对阳光及臭气 具良好的抵抗性可暴露于动物或植物油或是可气化的化学 物中。
优点：具良好的抗油,抗水,抗溶剂及抗高压油的特 性，良好的压缩性，抗磨及伸长力。
缺点：不适合用于极性溶剂之中,例如酮类、臭氧 、硝基烃,MEK 和氯仿.
适用于制作燃油箱、润滑油箱以及在石油系液压油 、汽油、水、硅油、二酯系润滑油等流体介质中使用的 橡胶零件,特别是密封零件.可说是目前用途最广、成本 最低的橡胶密封件用胶料。
• 二段开炼：
▪ →开炼小药，硫化体系，发泡体系 ▪ →硫化胶仃放待用
• 混炼机器也是密炼机与开炼机。
四、 橡胶硫化
四、 橡胶硫化
• 硫化定义：即“交联”或“架桥”，线性高分子通过交
联作用而形成的网状高分子的工艺过程。
四、 橡胶硫化
• 硫化过程
四个阶段：
1.焦烧段
2.热硫化段
3.平坦硫化阶段
4.过硫化阶段
优点： 具良好抗候性及抗臭氧性， 具极佳的抗水性 及抗老化性 ，电绝缘性能优良，耐化学腐蚀，冲击弹性 较好。
缺点：硫化速度慢；与其它不饱和橡并用难；不建议 用于食品用途或是暴露于芳香氢之中。
主要用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀、电气绝缘等几 个领域。如：轮胎的浅色胎侧、电缆、耐热运输带、门 窗密封条、密封垫圈等。
M
A
A1
A2
B
C
橡胶工艺基础知识
橡胶工艺基础知识
名词解释：
1. 橡胶：它是一种有机高分子弹性化合物，具有：
(1)长链高分子（分子量在几万至几十万以上）
(2)分子链各链节的运动活泼。
(3)分子链各链节间容易转动，卷曲。
(4)分子间作用力小。
(5)常温为无定型。
(6)分子间可以交联，且交联前后具有必要的性能。
2. 硫化：混炼胶在一定条件下，橡胶分子由线形结构转变成网状结构的交联过程称为硫化。
3. 老化：
橡胶制品在成型加工、长期储存和使用过程中，由于受氧、臭氧、变价金属离子以及其他化学物质的作用，受机械应力、光、高能辐射等物理作用以及霉菌、昆虫等生物的作用和侵蚀，会逐渐变软发粘、变硬、发脆或龟裂，物性降低，这种现象就称为老化。
4. 焦烧：
在硫化以前的各个加工操作及贮存过程中，由于机械作用产生的热量或高温条件，使胶料产生早期硫化，导致塑性下降，从而使其后的操作难以进行，这种现象为焦烧或早期硫化。
5. 硫化三要素：
即：硫化时间、硫化温度、硫化压力称为硫化三要素。
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5橡胶工艺学第四章橡胶补强与填充体系pll
对混炼吃料及分散的影响： 炭黑的粒径越细混炼越困难，吃料慢、耗 能高、生热高、分散越困难。主要是因为粒 径小，比表面积大，需要湿润的面积大。 炭黑结构对分散影响明显，高结构比低结 构的吃料慢，但分散快。
炭黑胶料混炼时间与分散程度、流变性能、 橡胶物理机械性能的关系见下图
2.比表面积（表面活性）: 单位㎡/g。 测定方法有电镜法，BET法（低温氮 吸附法），CTAB法（大分子吸附法） 和碘吸附法。只有BET法测得数据表 示总表面积，另几种数据仅表示外表 面积。
3.结构度：表明炭黑聚集体的链枝结构 的发达程度，接近于球形的结构度低， 链枝多的结构度多。采用高芳香烃油 类生产的高耐磨炉黑有较高的结构度。 结构度的测定有电镜法及图像分析法， 吸油值法，视比容法及水银压入法等。
第三节 炭黑对橡胶加工性能的 影响
一.炭黑的结构与包容橡胶
包容胶是在炭黑聚集体链枝状结构中屏蔽的那部 分橡胶，又称为吸留橡胶，见示意图3-4.C形代表炭 黑聚集体的刚性体，交叉线代表橡胶；屏蔽在C形窝 中的橡胶为包容胶。
• 包容胶的测算 Medalia经验公式
二.炭黑的性质对混炼过程及混炼胶的 影响
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一.炭黑结合胶及影响因素
• 炭黑结合胶概念 • 结合胶生成原因 • 影响结合胶因素
（1）比表面积 （2）混炼薄通次数 （3）温度 （4）橡胶性质 （5）陈化时间
• 二.炭黑性质对硫化胶一般技术性能的影响 • 三.炭黑性质对硫化胶动态性能的影响 • 四.炭黑性质对硫化胶导电性能的影响
第五节 炭黑的补强机理
炭黑对橡胶的补强效果
胶种
SBR NBR EPDM BR NR
未补强 的拉伸强度
/MPa 2.5-3.5
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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NR3. 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NR4. 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/EPDM2. 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 232n4. 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>CR6. 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/kg7. 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>CZ16. 秋兰姆类:一般含有两个活性基和两个促进基，因此硫化速度快、焦烧时间短，应用时要注意焦烧倾向。
一般不单独使用，与噻唑类、次磺酰胺类并使用;当此促进基中的硫原子数大于或等于2时，硫化时能析出活性硫原子，参与硫化反应，可以作硫化剂使用，用于无硫硫化、高温快速硫化，制作耐热胶种17. 胍类:是碱性促进剂中用量最大的一种，结构中有活性基团，但没有促进基和其他基团，硫化起步慢，操作安全性好，硫化速度也慢。
适用于厚制品的硫化，产品易老化龟裂，且有变色污染性。
常与M、DM、CZ等并用，即可以活化硫化体系又克服了自身的缺点，只在硬质橡胶制品中单独使用18. 活性剂氧化锌和硬脂酸的作用:A活化硫化体系—氧化锌和硬脂酸作用生成锌皂，提高了氧化锌在橡胶中的溶解度，并与促进剂作用形成在橡胶中溶解性良好的络合物，火花了促进剂的硫磺，提高了硫化效率B提高硫化胶的交联密度—氧化锌和硬脂酸生成可溶性锌盐，锌盐与轿帘先驱体螯合，保护了弱键，使硫化生成较短的交联键，提高了交联密度C提高硫化胶的耐老化性能—硫化胶在使用过程中，多硫键断裂，生成的硫化氢会加速橡胶的老化，但氧化锌和硫化氢作用生成硫化锌，消耗硫化氢，减少了硫化氢对交联网络的催化分解;另外氧化锌能缝合断开的硫键，对交联键起稳定作用。
19. 补强:能使橡胶拉伸强度、撕裂强度及耐磨耗性同时得到提升的作用20. 硬质CB:N110，SAF，超耐磨炉黑 ;N220，ISAF，中超耐磨炉黑;N330，HAF，高耐磨炉黑;S330，IPC，易浑槽黑21. 软质CB:N660，GPF，通用炉黑;N770，SRF，半补强炉黑22. 结合橡胶:也称炭黑凝胶，是指炭黑混炼胶中不能被香蕉的良溶剂溶解的那部分橡胶。
实质是填料表面上吸附的橡胶，即填料与橡胶间的界面层中的橡胶。
生成原因:吸附在炭黑表面的橡胶大分子链与炭黑表面基团结合，加工混炼硫化称大量自由基或离子与炭黑结合，产生化学吸附;炭黑粒子表面对橡胶大分子吸附力大于溶解力的物理吸附23. 影响生成因素:A炭黑比较面积，增大而增大B婚恋薄通次数C温度:处理温度上升而增加，混炼温度上升而减少D橡胶性质:不饱和度增加，分子量增加，而增加E陈化时间增加而增加 24. 炭黑性质对结合橡胶的影响:A炭黑粒径的影响—粒径小，撕裂强度、定伸应力、硬度均提高，弹性和伸长率下降，压缩永久变形变化很小。
因为粒径小，比表面积大，使橡胶与炭黑间的界面积大，两者间相互作用产生的结合胶多B炭黑结构的影响—因为填料的存在就减少了硫化胶中弹性橡胶大分子的体积分数，结构高的炭黑包荣胶多，就更大程度地减少了橡胶大分子的体积分数。
结构对耐磨耗性只有在苛刻的磨耗条件下才表现出一定的改善作用，对其他的性能也有一定影响C炭黑表面性质的影响—炭黑粒子表面形态的影响(炭黑离子表面的活性及结晶尺寸对补强作用有一定影响，表面粗糙度对橡胶补强不利)、炭黑粒子表面化学基团影响(表面的含氧基团对同用不饱和橡胶的补强作用影响不大，而对像IIR弹性体来说各氧官能团对炭黑的补强作用非常重要，含氧基团多的槽法炭黑补强性高)25. 炭黑性质对胶料加工工艺的影响:A炭黑--降低，混炼越难，高结构比低结构吃料慢，但分散快B炭黑--降低，结构度增加，填充连上升，混炼胶粘度越高，流动性降低C炭黑结构性高，混炼胶基础工艺性能好，口形膨胀率小，半成品表面光滑，易挤出D PH低的炭黑起好的防焦烧作用 26. 橡胶氧化反应机理—自动催化自由基链反应:A链引发，橡胶大分子RH受到热或氧的作用后，在分子结构的弱点处(支链、双键)生成大分子自由基R?(RH—R?+H?)B链传递，R?在氧作用下，自动氧化成氧化自由基ROO?和大分子过氧化物ROOH，ROOH分解成链自由基R?+O2—ROO? ;ROO?+RH—ROOH+R? ;ROOH—RO?+?OH ;2ROOH—RO?+ ROO?+HO;2RO?+RH—ROH+R? ;ROO?+RH—ROOH+R? ;?OH+RH—R?+HO C链终止，大分子链2自由基相互结合生成惰性分子，终止链反应R?+ R?—R—R;R?+RO?—ROR;R?+ ROO?—ROOR;ROO?+ ROO?—非自由基产物27. 影响热养老化的因素:A生胶分子结构—a主链结构，碳链橡胶中，饱和比不饱和耐氧化，杂链比碳链橡胶耐氧化b侧基，双链上有无侧基和取代基极性不同，耐热氧老化性不同c共聚组分，共聚橡胶的耐氧化性与共聚物中第二组分或第三组分的种类和数量有关B硫化影响——a交联键类型，氧化速度是传统>有效>过氧化物b硫化橡胶中网络外物质的影响，TMTD硫化的天然橡胶具有好的耐氧化性c 硫化胶中变异结构的影响，例分子内硫环一直氧化，促进剂侧挂基团和共轭三烯或共轭二烯加速氧化d温度，每升高10度氧化速度增加一倍28. 防老剂:有能力抑制各种老化因素的作用，延缓橡胶使用寿命的化合物。