常用橡胶及功能性材料课件共33页
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通用高分子材料橡胶PPT课件
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4
第4页/共51页
橡胶的发展历史
(2)合成橡胶的发现和应用
❖ 1900,确定了天然橡胶的结构——合成橡胶成为可能; ❖ 1932,前苏联使丁钠橡胶工业化,之后相继出现了氯丁、
丁腈、丁苯橡胶;
❖ 19世纪50年代,Zeigler-Natta催化剂的发现,导致合成
橡胶的新飞跃,出现了顺丁、乙丙、异戊橡胶;
缩短硫化时间,降低硫化温度,改善橡胶性能。
常用促进剂:二硫化氨基甲酸盐
黄原酸盐类
噻唑类
硫脲类
醛类
醛胺类
第15页/共51页
3、 硫化活性剂 用来提高促进剂的活性,又称助促进剂。
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 氧化硅等;另外还有用于降低成本的填充剂,如滑 石粉、硫酸钡等。
骨架材料的用量:雨衣用骨架材料约占80-90% 输送带约占65% 轮胎类约占10-15%
第17页/共51页
天然橡胶(NR)
也称杜仲胶,分子链有序,易结晶, 通常温度下为硬质固体。
n为5000~10000,相对分子量在3万~3000万之间, 常温下是无定形高弹性物质。
第18页/共51页
➢ 98%NR来自巴西橡胶树(三叶橡胶树); ➢ 全世界NR的90%以上产自东南亚地区,主要是马来西亚、
耗量最大的合成橡胶胶种。 • 耐磨性、耐热性、耐油、抗老化性均比天然橡胶好。 • 缺点是生胶强度低、粘接性差、成型困难、硫化速度慢。
聚合方法:乳液聚合(自由基)、溶液聚合(阴离子)
CH2CH CHCH2 x
CH2CH y CH2CH z CH CH2
第21页/共51页
第4页/共51页
橡胶的发展历史
(2)合成橡胶的发现和应用
❖ 1900,确定了天然橡胶的结构——合成橡胶成为可能; ❖ 1932,前苏联使丁钠橡胶工业化,之后相继出现了氯丁、
丁腈、丁苯橡胶;
❖ 19世纪50年代,Zeigler-Natta催化剂的发现,导致合成
橡胶的新飞跃,出现了顺丁、乙丙、异戊橡胶;
缩短硫化时间,降低硫化温度,改善橡胶性能。
常用促进剂:二硫化氨基甲酸盐
黄原酸盐类
噻唑类
硫脲类
醛类
醛胺类
第15页/共51页
3、 硫化活性剂 用来提高促进剂的活性,又称助促进剂。
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 氧化硅等;另外还有用于降低成本的填充剂,如滑 石粉、硫酸钡等。
骨架材料的用量:雨衣用骨架材料约占80-90% 输送带约占65% 轮胎类约占10-15%
第17页/共51页
天然橡胶(NR)
也称杜仲胶,分子链有序,易结晶, 通常温度下为硬质固体。
n为5000~10000,相对分子量在3万~3000万之间, 常温下是无定形高弹性物质。
第18页/共51页
➢ 98%NR来自巴西橡胶树(三叶橡胶树); ➢ 全世界NR的90%以上产自东南亚地区,主要是马来西亚、
耗量最大的合成橡胶胶种。 • 耐磨性、耐热性、耐油、抗老化性均比天然橡胶好。 • 缺点是生胶强度低、粘接性差、成型困难、硫化速度慢。
聚合方法:乳液聚合(自由基)、溶液聚合(阴离子)
CH2CH CHCH2 x
CH2CH y CH2CH z CH CH2
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常见橡胶材料及性能
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Page 30
四、硫化基本原理及胶料 主要性能项点
Page 31
硫化的概念
橡胶的线型大分子链通过化学交联而构成三维立体网状 结构的化学变化过程。
Page 32
硫化前后示意图 (a)生胶 (b)硫化胶
硫化历程
Page 33
硫化历程图
A.焦烧阶段; B.热硫化阶段; C.平坦硫化阶段; D.过硫化阶段
Page 28
常见橡胶材料及特性
根据是否加入第三单体分为:二元乙丙橡胶(EPM)和 三元乙丙橡胶(EPDM)
EPDM根据第三单体的不同,分为:
D型——双环戊二烯
E型——亚乙基降冰片烯
CH CH2
H型—1,4-己二烯
CH2 CH CH2 CH CH CH3
Page 29
常见橡胶材料及特性
乙丙橡胶的性能
主要内容
橡胶材料的概念 配方设计介绍 常见橡胶材料及其特性 硫化基本原理及胶料主要性能项点
减振橡胶制品对橡胶材料的要求
Page 2
一、橡胶材料的概念
Page 3
什么是 橡胶?
ASTM D1566 定义:
橡胶是一种材料,它在大的形变 下能迅速而有力恢复其形变,能 够被改性(硫化)。
橡胶的起源: 由热带美洲天然的哭泪树的乳液晒 干凝固而成。
Page 40
橡胶基体
提升老 化性能
耐久性
提高疲 劳性能
交联形态 的最佳化
防护
物理防护 化学防护
结构设计 配方设计
Page 41
Page 42
Page 43
Page 44
2. 抗蠕变性能
蠕变是指在一定的温度和恒定外力作用下,材料的 形变随时间的增加而逐渐增大的现象,是一种随时间呈 非线性变化的力学松弛过程。橡胶的蠕变性能反应了材 料的尺寸稳定性和长期的负载能力,有重要的实用性。
四、硫化基本原理及胶料 主要性能项点
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硫化的概念
橡胶的线型大分子链通过化学交联而构成三维立体网状 结构的化学变化过程。
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硫化前后示意图 (a)生胶 (b)硫化胶
硫化历程
Page 33
硫化历程图
A.焦烧阶段; B.热硫化阶段; C.平坦硫化阶段; D.过硫化阶段
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常见橡胶材料及特性
根据是否加入第三单体分为:二元乙丙橡胶(EPM)和 三元乙丙橡胶(EPDM)
EPDM根据第三单体的不同,分为:
D型——双环戊二烯
E型——亚乙基降冰片烯
CH CH2
H型—1,4-己二烯
CH2 CH CH2 CH CH CH3
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常见橡胶材料及特性
乙丙橡胶的性能
主要内容
橡胶材料的概念 配方设计介绍 常见橡胶材料及其特性 硫化基本原理及胶料主要性能项点
减振橡胶制品对橡胶材料的要求
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一、橡胶材料的概念
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什么是 橡胶?
ASTM D1566 定义:
橡胶是一种材料,它在大的形变 下能迅速而有力恢复其形变,能 够被改性(硫化)。
橡胶的起源: 由热带美洲天然的哭泪树的乳液晒 干凝固而成。
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橡胶基体
提升老 化性能
耐久性
提高疲 劳性能
交联形态 的最佳化
防护
物理防护 化学防护
结构设计 配方设计
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2. 抗蠕变性能
蠕变是指在一定的温度和恒定外力作用下,材料的 形变随时间的增加而逐渐增大的现象,是一种随时间呈 非线性变化的力学松弛过程。橡胶的蠕变性能反应了材 料的尺寸稳定性和长期的负载能力,有重要的实用性。
高分子材料课件-4[1].2_通用橡胶共32页文档
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13、遵守纪律的风气的培养,只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。——Байду номын сангаас马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致,是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
46、我们若已接受最坏的,就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会,使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首,不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功,谁就会和我一样成功。——莫扎特
高分子材料课件-4[1].2_通用 橡胶
11、战争满足了,或曾经满足过人的 好斗的 本能, 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ,破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果, 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
高分子材料课件-4[1].2_通用橡胶PPT文档共32页
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高分子材料课件-4[1].2_通用橡胶
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律,就难以成功。
3、道德行为训练,不是通过语言影响 ,而是 让儿童 练习良 好道德 行为, 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 ,这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
31、只有永远躺在泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍,就是一下子不要学很多。——洛克
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律,就难以成功。
3、道德行为训练,不是通过语言影响 ,而是 让儿童 练习良 好道德 行为, 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 ,这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
31、只有永远躺在泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍,就是一下子不要学很多。——洛克
橡胶方面知识培训-幻灯片
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为什么电器件大部分选用EPDM
橡胶类材料的主要性能指标
• 耐油漆性、耐腐蚀性等其他要求
• • • • 首先说明,找不到相关的标准,只是在一些供应商的自检报告上 有此项检测内容,简单地做一下介绍 耐油漆性能,具体试验不是很清楚,指标为无电晕现象,这主要 是对于车身附件类橡胶材料而言,尤其是门框密封条 耐腐蚀性,在铜电极作用下试样不变黑或不腐蚀,允许轻微变色 污染性 ,国标为GB/T 12426 ,主要是准对橡胶密封条而言的,试 验条件63℃×100h荷重4.41N ,指标是无
橡胶类材料的主要性能指标
• 邵氏A硬度
• • • 标准:GB/T 531-92、DIN 53505和ISO 7619-1986 上述三个标准基本通用 试样尺寸要求
(GB标准) 1、厚度不小于6mm,上下面平行,如果厚度达不到要求时,可用同样胶片重 叠起来测定,但不得超过三层。 2、试样上的每一个点只准测量一次,测量点间距离不小于6mm,与试验边缘 的距离均不小于12mm。 (DIN标准)3、试样要求直径为30mm的圆片 4、在试样的三个不同位置测量厚度,测量部位之间的距离≥5mm,且离开试 样的距离应≥13mm
对应于限位器的高度分别为6±0.02mm、7±0.02mm、8±0.02mm 2、试样为圆柱体,压缩直径为10±0.2mm,高为10±0.2mm 3、到达规定时间,从恒温箱中取出夹具或容器,在室温下冷却2h,然后打开容器、 夹具,取出试样,在自由状态中停放1h 4、时间可选:24、48、72、96、120、144、168h;温度可选:70、85、100、125、 150、175、200、225、250℃
•热空气老化试验的目的是为了检测橡胶在人工老化后的硬度、拉伸轻度、 断裂伸长率等物理性能的变化来判断其橡胶的耐老化性能。 •实验仪器:老化试验箱 •说明:老化试验非常重要,但是老化温度和老化时间的确定比较困难。
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第一章 橡胶及功能性材料
• 随着高分子科学的发展以及工业需求量的增 加,很多胶种带来一些特殊的性能。
• 在特定场合使用的橡胶制品要求特殊的性能 • 功能橡胶:阻燃、导电、磁性、吸水膨胀等
一、基本性能
天然橡胶的物理特性。天然橡胶在常温下具有较高的弹性, 稍带塑性,具有非常好的机械强度,滞后损失小,在多次变形 时生热低,因此其耐屈挠性也很好,并且因为是非极性橡胶, 所以电绝缘性能良好。
二、品种分类及质量标准
天然橡胶按形态可以分为两大类:固体天然橡胶 (胶片与颗粒胶)和浓缩胶乳。在日常使用中,固体 天然橡胶占了绝大部分的比例。
胶片按制造工艺和外形的不同,可分为烟片胶、 风干胶片、白皱片、褐皱片等。烟片胶是天然橡胶中 最具代表性的品种,一直是用量大、应用广的一个胶 种,烟片胶一般按外形来分级,分为特级、一级、二 级、三级、四级、五级等共六级,达不到五级的则列 为等外胶。
丁腈胶最大的用途是生产耐油胶管及阻燃输送带,其消耗量约占总 消费量的50%;其次是密封制品,其中约半数为汽车密封制品;在电线 电缆、胶粘剂、印刷和箱包制品等方面也有应用。另外,丁腈胶与其他 材料共混改性成为目前研究热点。利用动态硫化技术等技术,可以制备 丁腈胶/聚氯乙烯、丁腈胶/聚丙烯、丁腈胶/乙丙胶、丁腈胶/聚苯 乙烯等共混产品,其中丁腈胶/聚氯乙烯共混胶用途最广泛,主要应用 于电线电缆行业。随着通讯业快速发展,在海底电缆领域对乙丙胶/聚 丙烯有较强竞争力。目前国内有近万家电线电缆企业,每年丁腈胶/聚 氯乙烯消耗量很大。另外,该共混胶还可以用于油管和燃油管外层胶、 汽车防水密封件和模压零件、发泡绝热层、胶圈、防护涂层等方面。
常用橡胶及功能性材料课件
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律,就难以成功。
3、道德行为训练,不是通过语言影响 ,而是 让儿童 练习良 好道德 行为, 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体,养 成儿童 自觉的 纪律性 ,这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
2、丁腈橡胶(NBR)
由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。 是耐油(尤其是烷烃油)、耐老化性能较好的合成橡胶。 丁腈橡胶中丙烯腈含量(%)有42~46、36~41、31~35、 25~30、18~24等五种。丙烯腈含量越多,耐油性越 好,但耐寒性则相应下降。它可以在120℃的空气中或在 150℃的油中长期使用。此外,它还具有良好的耐水性、 气密性及优良的粘结性能。广泛用于制各种耐油橡胶 制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、 印染胶辊、电缆胶材料等,在汽车、航空、石油、复 印等行业中成为必不可少的弹性材料。
天然橡胶的化学特性。因为有不饱和双键,所以天然橡胶 是一种化学反应能力较强的物质,光、热、臭氧、辐射、屈挠 变形和铜、锰等金属都能促进橡胶的老化,不耐老化是天然橡 胶的致命弱点,但是,添加了防老剂的天然橡胶,有时在阳光 下曝晒两个月依然看不出多大变化,在仓库内贮存三年后仍可 以照常使用。
天然橡胶的耐介质特性。天然橡胶有较好的耐碱性能,但 不耐浓强酸。由于天然橡胶是非极性橡胶,只能耐一些极性溶 剂,而在非极性溶剂中则溶胀,因此,其耐油性和耐溶剂性很 差,一般说来,烃、卤代烃、二流化炭、醚、高级酮和高级脂 肪酸对天然橡胶均有溶解作用,但其溶解度则受塑炼程度的影 响,而低级酮、低级酯及醇类对天然橡胶则是非溶剂。
颗粒胶(即标准胶)是按国际上统一的理化效能、 指标来分级的,这些理化性能包括杂质含量、塑性初 值、塑性保持率、氮含量、挥发物含量、灰分含量及 色泽指数等七项,其中以杂质含量为主导性指标,依 杂质之多少分为五个级别。
三、主要用途
由于天然橡胶具有上述一系列物理化学特性,尤 其是其优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特 性,并且,经过适当处理后还具有耐油、耐酸、耐碱、 耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵性质,所以,具有广 泛用途。例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松紧 带;医疗卫生行业所用的外科医生手套、输血管、避 孕套;交通运输上使用的各种轮胎;工业上使用的传 送带、运输带、耐酸和耐碱手套;农业上使用的排灌 胶管、氨水袋;气象测量用的探空气球;科学试验用 的密封、防震设备;国防上使用的飞机、坦克、大炮、 防毒面具;甚至连火箭、人造地球卫星和宇宙飞船等 高精尖科学技术产品都离不开天然橡胶。
丁腈橡胶的并用:丁腈橡胶的极性非常强,与其 它聚合物的相容性一般不太好,但和氯丁橡胶、改性 酚醛树脂、聚氯乙烯等极性强的聚合物,特别是和含 氯的聚合物具有较好的相容性,常进行并用。另外, 为改善加工性和使用性能,丁腈橡胶也常与天然橡胶、 丁苯橡胶、顺丁橡胶等非极性橡胶并用。应当指出: 丁腈橡胶的特点是耐油性好,与其它聚合物并用(除 聚氯乙烯之外)都存在降低耐油性的趋势。
一、基本性能Biblioteka 丁腈橡胶具有优良的耐油性,其耐油性仅次于聚 硫橡胶和氟橡胶,并且具有的耐磨性和气密性。丁晴 橡胶的缺点是不耐臭氧及芳香族、卤代烃、酮及酯类 溶剂,不宜做绝缘材料。
二、主要用途
丁腈橡胶主要用于制作耐油制品,如耐油管、胶 带、橡胶隔膜和大型油囊等,常用于制作各类耐油模 压制品,如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管 等,也用于制作胶板和耐磨零件。
三、丁腈橡胶 - 发展分析
丁腈胶因耐油、耐热性能和物理机械性能优异,已经成为耐油橡胶 制品的标准弹性体,广泛用于汽车、航空航天、石油开采、石化、纺织、 电线电缆、印刷和食品包装等领域。目前国内产量不能满足需求,年进 口量约10万吨。中国目前有3套装置:一是中石油兰化公司早期从前苏联 引进采用高温间歇乳液聚合技术的硬胶装置,年产能力约0.45万吨,可 生产3个牌号;二是中石油吉化公司从日本引进丁苯胶装置的1条生产线 改造而成的丁腈胶装置,采用多釜串联、低温乳液聚合工艺,年产能力 为1万吨,可生产5个牌号;三是兰化公司近年从日本引进的年产1.5万吨 低温乳液聚合装置,可生产高、中、低含腈量的9个牌号软胶。2002年, 中国丁腈胶生产能力为2.95万吨,产量为2.5万吨,开工率约85%。