橡胶基础知识教案课件

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。

橡胶与国民经济及人民生活紧密相关，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、橡胶工业进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（Han cock）发觉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基础。

直到1839年美国科学家固特异（Goodyear）发觉了橡胶可用硫黄硫化方法改善其强度、弹性及耐温性后，橡胶才真正进入工业化生产时期，开发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进展起来。

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

通过几十年的进展，到今天橡胶工业已成为我国化学工业的重要组成部分，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、胶鞋及其他（文化、医疗卫生、日常用品等）。

四、橡胶制品生产差不多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，生胶需要通过加工，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，降低成本，必须在生胶中加入各种配合剂。

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、防焦剂补强及填充体系：补强剂、填充剂增塑及软化体系：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差不多工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化六个差不多工序，如图所示金属材生胶配合钎维材I 溶剂化学处第二章橡胶的种类第一节、天然橡胶一. 天然橡胶的来源天然橡胶是从天然植物中采集出来的一种高弹性材料，自然界专门多植物都含有橡胶成分，其中产量最大，质量最好，经济价值最高的是人 工栽培的三叶橡胶树；目前全世界天然橡胶总产量的 98%以上差不多上产 自这种橡胶树，因此三叶橡胶树在天然橡胶的来源中占有最重要的地位。

切胶， 预加 成型 —► 硫化— —» 成品塑&二、天然橡胶的制造和分级从树上采集的胶乳除含有橡胶成分和水格外，还有少量杂质，如蛋白质、丙酮抽出物、醣分、灰分等；这些成分对橡胶的性能有着重要的阻碍。

烟胶片的制造工艺流程如下：胶乳 _ 粗滤i 稀释沉淀细滤 _凝固一压旷熏烟烟片天然橡胶要紧品种有烟胶片（RSS、绉片胶、风干胶片、颗粒胶或标准马来西亚橡胶（SMR、充油天然橡胶（OEN）、易操作橡胶（SPR、胶清胶、轮胎橡胶、接枝橡胶。

三、天然橡胶的化学组成橡胶和其他有机化合物一样，其化学组成和分子结构不仅决定了它们的化学性质和物理性质，而且决定着它的机械性质。

天然橡胶的化学组成有以下成分：橡胶烃、丙酮抽出物、蛋白质、灰分、水分、水熔物四、天然橡胶的分子量和分子量分布天然橡胶是由许多异戊二烯链节组成，其聚合度n平均在5000左右，平均分子量约35万。

天然橡胶不是单一分子量的物质，而是各种长度不一的分子链的混合物，各种长度的分子链所占比例不同。

分子链长的，其分子量也大，分子链短的，其分子量也小，天然橡胶这种大小不同的分子量各占有不同比例的性质称为橡胶分子量的多分散性或分子量分布。

五、天然橡胶的用途天然橡胶是一种用途广泛的通用橡胶，大量用于制造各类轮胎、胶管、胶带及其它工业橡胶制品，还广泛用于日常生活用品如胶鞋、雨衣及医疗卫生制品的制造。

第二节、合成橡胶一、合成橡胶的进展概况及分类早在I860年，通过对天然橡胶化学组成的分析，就开始了早期人工合成橡胶的研究。

1932年苏联开始了丁纳橡胶的工业化生产；进入六十年代后，合成橡胶品种的开发达到了新的高潮，开发出了专门多专门性能的合成橡胶。

合成橡胶的品种按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两大类。

凡是性能与天然橡胶相近，物理机械性能和加工性能较好，能广泛用于轮胎和其它一般橡胶制品的称为通用合成橡胶；凡是具有耐寒、耐热、耐油、耐臭氧等专门性能，用于制造特定条件下使用的橡胶制品的合成橡胶称为特种合成橡胶。

合成橡胶的要紧品种和分类如下：彳通用合成橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁/ 橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶合成橡胶特种合成橡胶：丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶、丁吡橡胶二、常用合成橡胶的性能和作用1. 丁苯橡胶（SBR丁苯橡胶是合成橡胶中产量最大的品种；是以丁二烯和苯乙烯为单体，在乳液或溶液中用催化剂催化共聚所得的高分子弹性体。

丁苯橡胶的品种依照苯乙烯的含量比例要紧有：丁苯-10、丁苯-30、丁苯-50。

后面数字表示苯乙烯所占的重量百分比；苯乙烯含量高的（超过50%叫高苯乙烯橡胶，适用于耐磨及高硬度的制品，苯乙烯含量低的则适用于耐寒制品。

丁苯橡胶为浅褐色，微具苯乙烯气味，比重0.90-0.93，玻璃化温度-60〜-70 C。

其性能和加工性能如下：1）丁苯橡胶是不饱和橡胶，其分子结构中双键含量较天然橡胶低，且因苯环的存在减少了双键的活性，因此与天然橡胶比较，其硫化速度较慢，胶料不易焦烧或过硫，有较好的耐热、耐氧、耐臭氧、耐日光老化性。

2）丁苯橡胶是非结晶橡胶，没有添加补强剂时抗张强度专门低，约 1.96MPa,加入炭黑补强，抗张强度可达到16.7~23.5MPa，其性能也大为改善。

3）丁苯橡胶分子链侧基中带有庞大的苯环侧基，分子链的柔顺性差、内摩擦大，使其弹性、强度、耐屈挠龟裂、耐撕裂、耐寒性等不如天然橡胶；在加工过程中压延、压出变形大，较难加工。

但与天然橡胶相比，有较好的耐磨性和耐透气性。

丁苯橡胶要紧用于制造各种轮胎和其他绝缘制品，如胶管、胶带、电缆、模型制品和胶鞋等。

2. 顺丁橡胶（BR）顺丁橡胶是顺式-1，4 聚丁二烯橡胶的简称。

它是近年来进展最快的一种通用合成橡胶，用量仅次于丁苯橡胶。

依照顺丁橡胶顺式机构含量分为高顺丁橡胶、中顺丁橡胶和低顺丁橡胶三种。

目前使用和生产的顺丁橡胶都以高顺丁橡胶为主。

顺丁橡胶的物理机械性能接近天然橡胶，某些性能还超过天然橡胶，现介绍如下：1）顺丁橡胶因为其顺式机构，因此具有比天然橡胶还好的弹性，是所有橡胶中弹性最大的一种橡胶；另外具有较好耐寒性、耐磨性，生热性低，耐屈挠性。

2）顺丁橡胶是不饱和橡胶，与天然橡胶比较，其硫化速度较慢，耐老化和耐热性能好。

3）顺丁橡胶是结晶性橡胶，其扯断强度和撕裂强度都比天然橡胶差。

4）顺丁橡胶是非极性橡胶，能溶于烃类溶剂中，不耐油。

由于对油类和补强剂的亲和性能好，能够大量填充油和炭黑而物理机械性能下降较小，因而可降低胶料成本。

顺丁橡胶要紧用于轮胎工业，还能够制造其它耐磨性橡胶制品，如胶管、胶带、胶鞋、胶辊等，也能够用于各种耐寒性要求高的制品和用作防震材料。

3. 异戊橡胶（IR ）异戊橡胶是聚异戊二烯橡胶的简称，化学组成和分子结构与天然橡胶相同，因此又称为合成天然橡胶。

差不多特性：颜色透明光亮，无气体；比天然橡胶纯净，凝胶含量少，无杂质，质量均一；不需塑炼，混炼简便，冬季不用保温；硫化胶的机械强度高，物理性能均衡性好，为最接近天然橡胶的合成橡胶；粘着性好，流淌性好，加工容易，但易发生降解，硫化速度较慢；振动汲取性和电性能好。

应用范围：能差不多代替天然橡胶，用于轮胎、胶带、胶管、鞋和其它工业制品。

尤适于制造食品用制品、医药卫生制品及橡胶丝、橡胶筋等日用制品。

4. 氯丁橡胶（CR）氯丁橡胶是以氯丁二烯为要紧原料，通过均聚或少量其它单体共聚而成的。

氯丁橡胶为浅黄色或褐色弹性体；要紧分为以下三种类型：⑴硫黄调节型（G型）：制造中采纳硫黄或含硫有机化合物（秋兰姆）作调节剂，故含有硫黄和秋兰姆。

其中最常用的为GN-A 型，相当于国产的通用型橡胶。

⑵非硫黄调节型（W型）:聚合时用硫醇化合物作调节剂，故不含硫黄。

相当于国产的54-1 型氯丁橡胶。

⑶其他类型：这类氯丁橡胶多具有专门的性能和专门用途。

要紧有粘接型氯丁橡胶、氯丙橡胶、氯苯橡胶、凝胶氯丁橡胶。

氯丁橡胶在合成橡胶中的综合性能是独一无二的。

如抗张强度高，耐热、耐光、耐老化性能优良，耐油性能均优于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。

具有较强的耐燃性和优异的抗延燃性，其化学稳定性较高，耐水性良好。

缺点是电绝缘性能，耐寒性能较差，生胶在贮存时不稳定。

氯丁橡胶用途广泛，如用来制作运输皮带和传动带，电线、电缆的包皮材料，制造耐油胶管、垫圈以及耐化学腐蚀的设备衬里。

有专门高的抗张强度和气密性，耐无机酸碱的腐蚀性。

特不是它既耐油又耐热，可用来制油箱、印刷胶滚、耐油胶管，也可用作涂料和胶粘剂。

5. 乙丙橡胶乙丙橡胶是乙烯、丙烯为主单体定向共聚制得的共聚物，是橡胶制品工业中一项极为重要的原材料。

可分为二元乙丙橡胶（EPM、三元乙丙橡胶（EPDM 二类。

二元乙丙橡胶是乙烯、丙烯共聚而成，分子链不含双键，不能用硫黄硫化，只能用过氧化物交联，因而限制了它的应用。

三元乙丙橡胶是以乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体共聚而制得；分子主链上，乙烯和丙烯单体呈无规则排列，失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性，从而成为弹性体，由于三元乙丙橡胶二烯烃位于侧链上，因此三元乙丙橡胶不但能够用硫黄硫化，同时还保持了二元乙丙橡胶的各种特性，从而获得了广泛的应用，并成为乙丙橡胶的要紧品种，在乙丙橡胶商品牌号中占90注右。

三元乙丙橡胶常用的第三单体有乙叉降冰片烯(ENB)、双环戊二烯(DCPD)、1，4-己二烯(HD)。

要紧性能：⑴低密度高填充性：乙丙橡胶的密度是较低的一种橡胶，其密度为0.87 。

加之可大量充油和加入填充剂，因而可降低橡胶制品的成本，弥补了乙丙橡胶生胶价格高的缺点，同时对高门尼值的乙丙橡胶来讲，高填充后物理机械性能降低幅度不大。

⑵耐老化性：乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流淌性。

乙丙橡胶制品在120C 下可长期使用，在150-200 C下可短暂或间歇使用。

加入适宜防老剂可提高其使用温度。

以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用。

三元乙丙橡胶在臭氧浓度50pphm拉伸30%的条件下，可达150h以上不龟裂。