高分子材料第五章橡胶

三、橡胶的分类:p180
通用型橡胶指可以部分或全部代替天然橡胶使用 的橡胶，如丁苯橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶等， 主要用于制造各种轮胎及一般工业橡胶制品。通 用橡胶的需求量大，是合成橡胶的主要品种。
特种橡胶是指具有耐高温、耐油、耐臭氧、耐老 化和高气密性等特点的橡胶，常用的有硅橡胶、 各种氟橡胶、聚硫橡胶、氯醇橡胶、丁腈橡胶、 聚丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶和丁基橡胶等，主 要用于要求某种特性的特殊场合。
3、在使用条件下无分子链间的相对滑动．即无冷 流现象。因为冷流结果，会使橡胶在负荷下发生 永久变形，去负荷后，不能恢复原形。
4、分子量通常大于缠结的分子量，分子量分布一 般较宽。
思考： 橡胶高弹性的本质是什么？ 构型与构象是什么？
二、橡胶的发展
1、天然橡胶的发现和利用时期p179
2、合成橡胶的发展和应用时期p179～180
杜仲草。
一、天然橡胶的制备与分类
1、制备 新鲜的胶乳－－加工处理－－浓缩的胶乳
和干胶 胶乳－－乳胶制品 干胶－－烟片胶、绉片胶、风干片胶和颗
粒胶；基本步骤：稀释、除杂、凝固、脱 水、干燥、分级、包装。
2、分类p185～188 通用天然橡胶：烟胶片（烟片胶）、绉片
胶、颗粒胶（标准胶）
1、 大分子链具有足够的柔性，玻璃化温度应比 室温低得多。这就要求大分子链内旋转位垒较， 分子间的作用力较弱，内聚能密度较小，一般比 塑料和纤维类高聚物的内聚能密度低很多。
2、在使用条件下不结晶或结晶度很小。在室温下 容易结晶的材料如聚乙烯、聚甲醛等不宜用作橡 胶材料。最理想的情况是在拉伸时可结晶，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．去载后 结晶消失，则不影响其弹性恢复。
(3)补强填充剂 为了提高橡胶的机械性能，改善其加 工工艺性能，降低成本，常加入填充剂，如碳黑、 陶土、碳酸钙、硫酸钡、氧化硅、滑石粉等。
3、加工工艺 塑炼 混炼 压延 压出 成型 硫化
五、橡胶的性能指标p185
5.2 天然橡胶
天然橡胶是指从植物中获得的橡胶。 巴西橡胶（三叶橡胶树）、银菊、橡胶草、
橡胶制品：轮胎、胶管、胶带、鞋业制品和其它橡 胶制品。轮胎制品占总消耗量的50～60％，全世 界年橡胶用量约1700万吨。
一、橡胶材料的结构特点
橡胶是有机高分子弹性体，它的使用温度范围是 在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。作为橡胶其结构上应满足如下要求：
5.3 通用合成橡胶
指可以部分或全部代替天然橡胶使用的合成橡胶， 虽然其性能和使用效果有所差别，但因不受地理 条件限制，发展很快，产耗量都超过天然橡胶。 在天然橡胶制品范围内可以使用的通用合成橡胶 有丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、 乙丙橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶七大胶种，通用 合成橡胶在数量上占合成橡胶的比例很大。主要 用于制造各种轮胎和一般工业橡胶制品。
特制天然橡胶： 改性天然橡胶：
二、天然橡胶的组成与结构
1、组成 橡胶烃 5～8％非橡胶烃：蛋白质、丙酮抽出物、灰分、
水分等
2、结构：聚顺式-1,4-聚异戊二烯
n＝5000～10000，分子量：3万～3000万
D＝2.8~10 双峰分布
结晶：低温（-50~10℃）和拉伸（45％）
P189－－图5－5
5.3.1 丁苯橡胶
丁苯橡胶是由1，3-丁二烯与苯乙烯共聚而得 的高聚物，简称SBR，是一种综合性能较好的产 量和消耗量最大的通用橡胶。
其工业生产方法有乳液聚合法和溶液聚合法， 其中主要是采用乳液聚合生产的丁苯橡胶。主要 产品有：低温丁苯橡胶、高温丁苯橡胶、低温丁 苯橡胶炭黑母炼胶、低温充油丁苯橡胶、高苯乙 烯丁苯橡胶、液体丁苯橡胶等。
纯天然橡胶拉伸强度可达17～25MPa；炭 黑增强后可达25～35MPa。
撕裂强度也很高，可达98KN/m
3、具有良好的耐屈挠疲劳性，滞后损失小， 生热低，并具有良好的气密性、防水性、 电绝缘性和隔热性。
4、加工性能好。
5、缺点 耐油性差：溶于汽油、苯等非极性溶剂； 耐臭氧、热氧老化性差 6、应用： 轮胎、胶管、胶带及各种工业橡胶制品。
第五章 橡胶
5.1概述 5.2天然橡胶 5.3 通用合成橡胶 5.4 特种合成橡胶 5.5 热塑性弹性体
5.1 概述
橡胶一词来源于印第安语“cau-uchu”，意为 “流泪的树”。天然橡胶就是由三叶橡胶树割胶 时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得。1770年， 英国化学家J.普里斯特利发现橡胶可用来擦去铅笔 字迹，当时将这种用途的材料成为rubber，此词 一直沿用至今。
四、橡胶的加工
1、生胶的制备：（单体－－聚合－－后处理） 合成橡胶的聚合工艺主要应用乳液聚合法和溶液
聚合法两种。目前，采用乳液聚合的有丁苯橡胶、 异戊橡胶、丁丙橡胶、丁基橡胶等。 后处理是使聚合反应后的物料（胶乳或胶液）， 经脱除未反应单体、凝聚、脱水、干燥和包装等 步骤，最后制得生胶的过程。 乳液聚合的凝聚工艺主要采用加电解质或高分子 凝聚剂，破坏乳液使胶粒析出。溶液聚合的凝聚 工艺以热水凝析为主。凝聚后析出的胶粒，含有 大量的水，需脱水、干燥。
2、橡胶的加工 生胶－－塑炼－－混炼－－成型－－硫化
配合剂p181
(1)硫化剂 变塑性生胶为弹性胶的处理即为硫化处理， 能起硫化作用的物质称硫化剂。常用的硫化剂有 硫磺、含硫化合物、硒、过氧化物等。
(2)硫化促进剂 胺类、胍类、秋兰姆类、噻唑类及硫 脲类物质，可以起降低硫化温度、加速硫化过程 的作用，称为硫化促进剂。
三、天然橡胶的性能与应用
1、很好的弹性，在通用橡胶中，仅次于顺 丁橡胶。
原因：a、天然橡胶分子主链上与双键相 邻的σ容易旋转，分Biblioteka Baidu链的柔性好；
b、分子链的侧甲基体积小，位阻小； c、天然橡胶为非极性，分子间相互作用
力小，对分子链内旋转约束和阻碍小。
2、较高的力学强度。在外力的作用下拉伸 结晶，具有自增强性。