橡胶产品基本知识

●合成橡胶 合成橡胶品种很多，原料复杂， 工艺流程长 原料：石油 →大多数合成橡胶 电石 →氯丁橡胶 氟石→氟橡胶；萤石→硅橡胶； 粮食→酒精→丁苯橡胶（50年代） 单体：1种→均聚胶；2种→二元胶；3种→三元胶….. 催化剂：各公司有差别，属技术秘密 聚合方式：乳液聚合（多）、溶液聚合（多）、悬浮聚合、 气相聚合、固相聚合、化学反应….. 生胶形态：胶包（最多）、片状、块状、粒状、粉末状、 粘稠状（“液体橡胶）
◑几种非污染性防老剂并用。
○补强填充体系
◑乙丙橡胶是非自补强性橡胶，强度很低。必须添加补强剂才有使用 价值。 ◑炭黑是乙丙橡胶最好的补强剂，但浅色照片不能用。 ◑浅色橡胶补强剂首选白炭黑（二氧化硅）。白炭黑用量↑，优点： 强度↑耐磨↑抗撕↑，耐酸性↑缺点：耐碱↓硫化速度↓加工困难↑ 变形↑ 制品起泡↑（白炭黑水分指标≤7%，而且易吸潮） ◑为调节耐酸碱性、硬度、强度、弹性……,在白炭黑基础上并用其他 填充剂 — 矽丽粉（德国）、纳米硫酸钡、煅烧陶土。 ◑碳酸钙价格低廉，不耐酸，不能选用。
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2.主要橡胶品种和特性
2.1 品种 ● 天然橡胶※（NR) ● 合成橡胶
(注：红色带※号的橡胶，洗衣机和其他家电使用较
有可能使用 的胶种）
◎ 异戊橡胶（合成天然橡胶，IR) ◎ 丁苯橡胶 ※（SBR) ◎ 顺丁橡胶 ※（BR) ◎ 丁腈橡胶 ※ （NBR）、氢化丁腈橡胶（HNBR）、丁腈橡胶/聚氯 乙烯共混胶（NBR/PVC) ◎ 氯丁橡胶※（CR) ◎丁基橡胶 （IIR)、氯化丁基橡胶※（CIIR)、溴化丁基橡胶(BIIR) ◎ 乙丙橡胶（二元乙丙橡胶— EPM、三元乙丙橡胶※—EPDM ) ◎氯醚橡胶（均聚氯醚橡胶—CO、二元氯醚橡胶—ECO、三元氯醚 橡胶—GECO)
◎乙丙橡胶 ○ 品种
第3单体 ENB DCPD VNB HD 二元乙丙橡胶（EPM) ◑ ◑ — — — — 三元乙丙橡胶（EPDM) ◑ ◑ ◑ 或 ◑ 或◑ 或◑ ※ ENB—亚乙基降氷片烯；DCPD—双环戊二烯；VNB—乙烯基降氷 片烯；HD—1，6-己二烯。ENB型EPDM占乙丙橡胶绝大多数。VNB 型EPDM是最新的品种（2009推出）。HD型EPDM(杜邦）已停产。 目前，全世界乙丙橡胶大约有400多种商品牌号。还有一些充油乙丙 橡胶（充油量10~100份），供低硬度制品选用。 ○ 特性 耐热（~150℃)、耐寒（~ 硫化- 50℃）、耐候和耐臭氧极好可长期在 户外使用、电性能优、耐酸碱、耐水、耐高温蒸汽…… 缺点：不耐矿物油和溶剂、粘合差（自粘、与其他材料粘）、硫化 困难、易喷霜（喷白）、耐磨和变形性稍逊…… ○ 应用 电线电缆、屋面防水卷材、汽车密封条、家用电器……
◎ 丙烯酸橡胶（ACM)、乙烯/丙烯酸酯橡胶(VAMAC) ◎ 硅橡胶※（MVQ，有的图纸写作 Si — 不规范） ◎ 氟橡胶 （FKM) ◎ 氟硅橡胶（MFVQ) ◎ 聚氨酯橡胶（PU) ◎ 氯化聚乙烯橡胶（CM) ◎ 氯磺化聚乙烯橡胶（CSM） ◎ 聚硫橡胶（T) ◎ 乙烯/醋酸乙烯橡胶（EVM) …… 通常生橡胶为固态（胶包、胶片、胶块、胶粒或松散絮 状），有些品种有 胶乳（如天然胶乳、羧基丁苯胶乳、 丁腈胶乳……) 液体橡胶（如丁腈胶乳…… )
●热塑性弹性体 （TPE、TPR） ●●合成型热塑性弹性体 ◎ 苯乙烯系热塑性弹性体（SBS、SEBS、SEPS、SIS) ◎ 聚酯系热塑性弹性体（TPEE) ◎ 热塑性聚氨酯弹性体（TPU、PUR) ●●橡塑共混型热塑性弹性体 ●●● 部分动态硫化热塑性弹性体（TPO) ●●● 全动态硫化热塑性弹性体（TPV) ◎热塑性乙丙橡胶 （EPDM / PP TPV) ◎ 其他许多种TPV（略） ● 再生胶 、 胶粉
◑环保项目检测结果
法规 RoHS 项目 限量,mg/kg Pb 1000 Cd 100 Hg 1000 Cr+6 1000 PBB 1000 PBDE 1000 ZEK01-08 PAHs (第1类） （第2类） 苯并（a）芘 1 20 16种总和 10 200 REACH 16种SVHC 1000 ※ ND — 未检测出 SGS检测结果 原配方 优选配方 16 17 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND 47.9 ND ND 8.74 ND
乙烯
丙烯
◎丁腈橡胶 ○ 品种 丁二烯与丙烯腈的共聚物， 丙烯腈 强度 耐油 耐寒 耐热 耐磨 导电 根据丙烯腈含量和门尼粘度 不同，形成许多商品牌号。 丁腈橡胶俗称“耐油橡胶”，并不完全正确。它对矿物油有很好的 抗耐性，但对一些油品并不耐或较差。 ○特性 优良的耐矿物油性能。 视丙烯腈含量、增塑剂品种、硫化体系等不同，有不同的耐热 （~+100℃、甚至+120℃）耐寒性能（- 20~- 40℃、甚至-60℃）。 导电性好。与金属粘合好。缺点：耐候、耐臭氧很差 ○ 应用 密封件（油封、O形圈、皮碗等等）、液压胶管、耐油胶管、印刷胶 辊及许多工业和民用耐油配件。 氢化丁腈橡胶, 价昂（380元/kg) ; NBR/PVC
结论：合格
4. 结构设计和模具设计
●结构设计
◎通用橡胶制品（轮胎、管带、胶鞋和密封件如油封、0 形圈。往复密封等），一般由橡胶生产部门设计。 专用橡胶制品和开发的产品，一般由主机厂设计。最好 是以主机厂为主，橡胶厂配合。 ◎结构设计的基本原则： ○保证满足使用要求。 ○形状、尺寸及公差配合符合部件组装要求。 ○橡胶生产工艺能否做得出来（充模、脱模…..)？ ○模具能否加工？ ○必须保证橡胶制品模压硫化中充分排气。
距，优选配方全部合格，比原配方有很大改进。 ◐耐碱性（1%白猫牌洗衣粉溶液，60℃x168h) 优选配方 原配方 技术指标 硬度变化，度 0 -5 ± 10 拉伸强度变化率，% -9.8 -21.6 ±15 拉断伸长率变化率，% -5.6 -31 ±30 ◐耐酸性（1%白猫牌彩漂液，60℃x168h) 优选配方 原配方 技术指标 硬度变化，度 -1 -4 ± 10 拉伸强度变化率，% -2 -23.6 ±15 拉断伸长率变化率，% -3.9 -28 ±30 ◐耐热老化性能（115℃x100h) 优选配方 原配方 技术指标 硬度变化，度 +3 +3 ±10 拉伸强度变化率，% -5.4 -54 ±30 拉断伸长率，% - 8.9 -38 ±40 优选配方 原配方 技术指标 ◐紫外线灯照射试验（168h) 不变色 变色很微 —
○国内一些老橡胶工作者，出版了专著，供配方设计参考： 杨清芝（石化社） 张殿荣 （化工社） 纪奎江（化工社） 谢忠麟
（化工 社）
硫 化 剂
促 进 剂
活 性 剂
防 老 剂
抗 氧 剂
UV 稳 定 剂
炭黑 白炭黑 ……
碳酸钙 陶土 滑石粉 ……
硫化体系
防老体系
补强
/ 填充体系
混炼胶
软化体系
软 化 剂 软 化 剂
◎硅橡胶 ○ 品种 高温硫化硅橡胶（固体硅橡胶） 乙烯基硅橡胶(大多数使用品种） 氟硅橡胶、苯基硅橡胶…… 室温硫化硅橡胶 液体硅橡胶 硅凝胶 ○特性 耐高温（一般~200℃、特殊250~300℃）、耐低温（-60℃以下）、电性能和 耐候耐臭氧极好、生理惰性…… 缺点：不耐油、强度低、易撕裂、不耐磨、需二段硫化、难粘合….. ○应用 高温硫化丁腈橡胶应用广泛：电线电缆、电器配件、胶辊、密封件、医用 制品 室温硫化硅橡胶：幕墙和门窗密封胶（硅酮胶）、粘合剂、制模胶…. 液体硅橡胶：接触食品的制品（如蛋糕模）、生活用品（如奶嘴）、医用 制品….. 氟硅橡胶—耐油的硅橡胶，价昂，苯基硅橡胶—耐高温低温。耐辐射，价昂
S
Sn
橡胶大分子
硫化橡胶 （化学交联）
SBS （物理交联）
热塑性乙丙橡胶 （全动态硫化）
3. 配方设计和试验
配方设计 配方试验 结构设计 模具加工 硫化
配方
混炼胶
制品
○ 橡胶配方设计是经验科学，象中医开处方。很辛苦、很困难。 理论基础 + 前人经验 + 本人经验 + 动手操作 + 测试水平 +判断能 力 ○ 橡胶配方比中药配方更复杂，其中起什么化学反应和物理作用？不明。 ○ 用户（主机厂）与生产厂（橡胶厂）配合 + 沟通+合作+理解，是成 功 的基础。 ○ 橡胶配方并不神秘，配方保密是利益的需要 ○ 不要迷信专家、外国人。专家解决不了的问题，工人、助工也能解决。
其他助剂
橡胶胶料 配方组成
加 工 助 剂
增 粘 剂
阻 燃 剂
抗 静 电 剂
导 电 剂 等等……
●以滚筒洗衣机门封为例，对配方设计进行说明。
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
橡胶制品基本知识
（讲座）
1. 什么是橡胶？
●橡胶是具有高弹性的高分子聚合物。经受外部应 力（拉伸、压缩、剪切）时，可产生大应变，除 去外力时，可迅速回复（接近）原状。 生胶（未硫化胶） ● 橡胶 硫化胶（交联橡胶）
生胶是线性大分子，只有通过硫化（交联），线性大分子 形成3维网状结构，成为硫化胶，才具有高弹性、抗形变 和各种特性（如耐热、耐油、耐候、耐磨….)。除特殊制 品外，橡胶制品都是硫化胶。
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 13.83 8.89 ≥ 7.0 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
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 …..
还有许许多多橡胶，限于时间略去，欢迎垂询！
●热塑性弹性体
生产制品时，常温是弹性体（橡胶），高温下熔融流动、可以用热塑 性塑料加工设备加工（注塑、挤出、吹塑等），冷却后又回复橡胶弹 性。边角料可重复利用。 ◎SBS—大量用于鞋类和沥青改性。不耐热、不耐油、不耐磨，基本 上不用于电器。 SEBS—加氢SBS，克服了SBS的许多缺点，应用于电线电缆、电 器、医疗用品…… ◎热塑性乙丙橡胶（EPDM / PP TPV)—耐热、油、寒良好，电性能 和耐候优…..用于电线电缆、汽车密封条和波纹防尘罩、电器…… S S
◐原材料选用必须符合环保法规
例如REACH、RoHS、TRGS、ZEK 01……涉及 Pb、Cd、Hg、Cr (VI) 、PBB、PBDE（十溴二 苯醚…) 、 短链氯化石蜡、邻苯二甲酸酯增塑剂(二丁 酯、二辛酯…)、含致癌N-亚硝胺的促进剂（TMTD、 BZ、TRA、NOBS、DTDM…)、含致癌芳胺的偶氮 着色剂、多环芳烃（PAHs)…… REACH的高关注物质（SVHC)：第1批（15种）、第2
黄色充油EPDM 509x100
白色充油EPDM 4551A
○硫化体系
◑EPDM可以用硫黄或过氧化物硫化体系，考虑到4551A的第三单体 含量高，采用硫黄硫化体系。 ◑为了硫化速度快（生产效率）、产品不喷霜（保证质量），采用几 种 超速/中速促进剂并用。 ◑常规的活性剂—氧化锌/硬脂酸并用。
○ 防老体系
◎ 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 油乙丙橡胶。国产胶充油量少、质量不稳定，不予采用。国外胶有多家生产， 其中DSM公司有充油量100份的 Keltan509x100，适用。 ◑ 但是，509x100充黄色石蜡油，不环保（多环芳烃—PAHs).耐紫外线变 色性差。改用新充油胶—充100份无色石蜡油的Keltan 4551A，物理性能基 本不变，无PAHs、耐紫外线变色性大大改善。
○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