5第五章橡胶解析

③提高分子的对称性 有利于 Tg的降低，而破坏分子链的规 整度，如无规共聚、支化、交联等可以避免结晶；
④溶剂和增塑剂的存在会使Tg降低。
（4）化学反应性
①要求足够的 活性，以便于交联； ②要求在使用过程中 活性比较低 ，不发生化学
反应，提高产品的稳定性。
五、橡胶的组分
橡胶是以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增 强材料制成的。
② 硫化促进剂 : 缩短硫化时间，降低硫化温度， 改善橡胶性能。
常用促进剂有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、 噻唑类、硫脲类和部分醛类及醛胺类等有机物。
③ 活化剂： 用来提高促进剂的作用。 常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。
④ 填充剂： 用来提高橡胶的强度、改善工艺性 能和降低成本。
用于提高性能的填充剂称为补强剂，如炭黑、 二氧化硅、氧化锌、氧化镁等；另外还有用于降 低成本的填充剂，如滑石粉、硫酸钡等。
（2）耐热性和耐老化性 橡胶的耐热性主要和 分子主链上的化学键的
键能有关 ，含有 C-C键、 C-O键、 Si-O键、 C-F 键的橡胶具有良好的耐热性。
橡胶中 弱键的存在会引起老化 ，特别是降解 反应，这降低了耐热性以及其它性能。选择键能 较大、饱和性橡胶就具有较好的耐热、耐氧化老 化性能。
（3）耐寒性
（2）在使用条件下不结晶或结晶很小 最理想的情况是在拉伸时结晶，而解除负
荷后结晶又熔化。 因为结晶部分既起分子间的 交联作用，又有利于提高模量和强度，负荷解 除后结晶消失，则不影响其弹性恢复。
（3）无冷流现象 冷流 是指使用过程中出现的分子链间的相对
滑动。因为冷流的结果，会使Fra Baidu bibliotek胶在负荷下发 生永久变形，去负荷后不能恢复原形。因此橡 胶的大分子链必须交联形成网状结构。
四、橡胶的特征和性能
1.结构特征
橡胶是有机高分子弹性体，使用温度范围是 玻璃化温度和粘流温度 之间，因此作为好的橡胶 材料应在较宽的温度范围（ -50—150℃）内具有 优异的弹性。
（1）大分子链有足够的柔性，玻璃化温度应该比 室温低得多
这就要求大分子链内旋转位垒比较小，分子 间作用力比较弱，其内聚能密度小。
? 1965 年—1973 年，热塑性弹性体——第三代橡胶 ?1984年，德国——用苯乙烯、异戊二烯、 丁二烯 作为单体合成集成橡胶（ SIBR）。
三、橡胶的分类
按来源分为
天然橡胶 合成橡胶
通用橡胶 特种橡胶 其它橡胶
橡
块状生胶
胶
按形态分为
乳胶 液体橡胶
粉末橡胶
按加工制品的成型 方法和过程分为
硫化橡胶 热塑性弹性体
1. 天然橡胶的分类
（1）通用天然橡胶
烟片胶和风干胶片
新鲜胶乳
烟片胶
（棕黄色）
风干胶片
（浅色）
酸凝固
压片
烟熏干燥
热空气干燥
干燥 生胶片
绉片胶
新鲜胶乳
漂白
酸凝固
压片
干燥
白色绉片
胶块、胶线 或白绉片的 碎屑等杂交
原料
? 1493 —1496 年，哥伦布第二次航行到美洲——发 现当地人玩的球从地上跳起来——由一种树流出 的浆液制成——欧洲人才知道橡胶这种物质。
? 1823 年，英国人创办了第一个橡胶生产防水布— —橡胶工业的开始。
? 1839 年，固特异——发明了天然橡胶的硫化技术。 ?1888年，Dunlop ——发明充气轮胎——汽车工业
1. 生 胶
生胶是指无配合剂、未经硫化的橡胶。按原 料来源有天然橡胶和合成橡胶。
2.配合剂
用来改善橡胶的某些性能。常用配合剂有硫化 剂、硫化促进剂、活化剂、填充剂、增塑剂、防老 化剂、着色剂等。
① 硫化剂 : 用来使生胶的结构由 线型 转变为 交联 体型结构，从而具有一定 强度、韧性、高弹性。
常用硫化剂有硫磺和含硫化合物，有机过氧化 物，胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。
氟橡胶
液体橡胶
乙丙橡胶
聚丙烯酸酯橡胶
丁基橡胶
氯醚橡胶
丁腈橡胶
5.2 通用橡胶
一、天然橡胶 （Natural Rubber, NR）
天然橡胶是一种从天然植物中采集出来的高 弹性材料。
最有经济价值的含橡胶成分的植物主要包括： 三叶橡胶树（巴西橡胶）、杜仲树（古塔波胶或 马来树胶）、橡胶草等。
三叶橡胶树的 产胶量最大 、质量最好 、采集 最容易 ，工业上应用的天然橡胶的主要来源是三 叶橡胶。
⑤ 增塑剂： 用来增加橡胶的塑性和柔韧性。 常用增塑剂有石油系列、煤油系列和松焦油系
列增塑剂。
⑥ 防老剂：用来防止或延缓橡胶老化。 主要有石蜡、胺类和酚类防老剂。
六、主要合成橡胶的种类
合成橡胶
通用橡胶
特种橡胶
其它橡胶
丁苯橡胶
聚氨酯橡胶
热塑性弹性体
顺丁橡胶
聚硫橡胶
合成胶乳
异戊橡胶
硅橡胶
粉末橡胶
氯丁橡胶
当温度低于玻璃化温度，或者由于结晶，都 会导致橡胶失去弹性，因此 降低玻璃化温度或避 免结晶，可以提高橡胶材料的耐寒性。
降低Tg的方法：
①降低分子链的刚性 ，也就是提高分子链的柔顺性，是最 具有决定性作用的因素；
②减少分子链间的作用 ，一般讲分子结构中存在有极性基 团或能形成链间氢键的基团，Tg就相对高一些；
第五章 橡胶
5.1 概述
主
要
5.2 通用橡胶
内
5.3 特种橡胶
容
5.4 其它橡胶
5.1 概 述
cau-uchu
rubber
橡胶
一、橡胶的定义
橡胶是以高分子化合物为基础的、具有良好高 弹性的材料，以生胶为原料加入适量配合剂而形成 的高分子弹性体。
二、橡胶的发展史
1. 天然橡胶的发展和利用时期（1900年以前）
的发展促进了橡胶工业的真正起飞。
2.合成橡胶的发展和利用时期（1900年以后）
?1900 年，了解天然橡胶的分子结构——合成橡胶 才真正成为可能。
?1932年前，陆续生产丁钠橡胶 、氯丁橡胶、丁腈 橡胶、 丁苯橡胶。
?20世纪50年代， Zeigler-Natta 催化剂的发现—— 导致了合成橡胶工业的新飞跃——顺丁橡胶、异丙 橡胶、异戊橡胶等新品种
2.性能
（1）弹性和强度—— 橡胶材料的主要性能指标
? 分子链柔性越大，橡胶的弹性越好； ? 分子量越高，弹性和强度越大； ? 交联结构提高了橡胶的弹性和强度，但交联度
过大，交联链间分子量过小，会使强度提高， 弹性下降； ?结晶结构提高强度，非结晶结构具有弹性， 理 想的橡胶 结构在 室温下是非晶态 的，而拉伸时， 由于取向形成微晶，利于强度的提高。