橡胶概述-1

构式为：
4、天然橡胶的性能
优点：
较高的力学强度。 加工性能好，表现在容易进行塑炼、
混炼、压延、压出等。
4、天然橡胶的性能
优点：
良好的耐屈挠与抗疲劳性能，且气
密性、防水性、电绝缘性和隔热性
良好。
4、天然橡胶的性能
缺点：耐油性、耐臭氧老化和耐 天然橡胶：具有最好的综合力学
性能和加工性能，可以单用制成 热氧老化性差。 各种橡胶制品，也可与其它橡胶
⑥填充性好：与丁苯橡胶和天然橡胶
相比，高顺式聚丁二烯橡胶可填充更 多的操作油和补强填料，如有较强的
炭黑润湿能力，可使炭黑较好地分散，
因而可保持较好的胶料性能，这一性 能有利于降低胶料成本。
⑦混炼时抗破碎能力强：在混炼过程
中高顺式聚丁二烯橡胶粘度下降的幅 度比天然橡胶小，因此在需要延长混
炼时间时，对胶料的压出速度几乎无
二、结构、性能及应用：
经烟熏干燥的天然橡胶为茶褐色， 其色调不均，往往深浅不一，而异
③低温性能好：主要表现在玻璃化转
变温度低，为-105℃左右，而天然橡
胶的为 -73℃，丁苯橡胶的为 -60℃左 右，所以掺用高顺式顺丁橡胶的胎面
在寒带地区仍可保持较好的使用性能。
④耐磨性能优异：对于需耐磨的橡
胶制品，如轮胎、鞋底、鞋后跟等， 这一胶种特别适用。
⑤耐屈挠性能优异：高顺式聚丁二
烯橡胶制品耐动态裂口生成性能良好。
一、发展历史
天然橡胶发现很早，考古发掘表明，
远在十一世纪，南美洲人就开始使 用橡胶球做游戏和祭品。
2、天然橡胶
一、发展历史
哥伦布第二次航行探险（14931496）时，将橡胶带到了欧洲，欧
洲人才开始认识天然橡胶。
2、天然橡胶
一、发展历史
1735年：法国科学家康达明参加
南美考察队，把一些最早的橡胶制品 带到欧洲，并描述了印第安人利用橡 胶树汁的情况。
独特性能：
②耐化学腐蚀性能好：乙丙橡胶对
各种极性的化学药品和酸、碱有较强
的抗耐性，长时间接触后其性能变化
不大。
独特性能：
③具有较好的弹性和低温性能：在通 用橡胶中其弹性仅次于天然橡胶和顺
丁橡胶，在低温下仍能保持较好的弹
性，其最低极限使用温度可达-50℃
或更低。
独特性能：
④电绝缘性能优良：尤其是耐电晕性
然橡胶。
二、结构、性能及应用：
与天然橡胶相比，异戊橡胶的特点是： 质量均一，纯度高。天然橡胶质量因
产地、胶园及割胶季节等的不同而参
差不齐，并且还会含有非橡胶成分，
如混入尘土及异物。
二、结构、性能及应用：
异戊橡胶的粘度、硫化速度均比
较稳定，塑冻时间短，混炼加工
简便，可以节省时间，并减小电 力消耗。
独一无二的。
二、性能及应用：
• 氯丁橡胶通常用于胶带、胶管及各种
防腐衬里等工业制品，也用在电线、
电缆、胶鞋等方面。
⑥异戊橡胶（ IR ）
一、简介：
CH3 C CH2 CH CH2 C CH3 CH2 CH CH2 CH3 C CH CH2 CH2
异戊橡胶：分子结构与天然橡胶相
同，性能也很接近，所以又称合成天
第一章 橡胶概述
1、简 介
橡胶的定义：在较小的外力作用
下，具有较大的伸长能力（50-100
0%），除去外力后能在数秒内恢复
到接近它的原始尺寸。
1、简 介
橡胶具有宝贵的弹性，用途十分广
泛，能满足工农业生产、交通运输、
电子通讯和航空航天等各个领域的技
术要求，是国民经济与科技领域中不
可缺少的高分子材料之一。
三、性能和用途：
丁基橡胶：最适合制造内胎、防辅射
手套，和其它气密性要求较高的橡胶
制品，此外也可用于制造化工设备衬
里以及电线来自百度文库电缆外皮、耐热制品等。
④乙丙橡胶
一、简介：
乙丙橡胶：以乙烯、丙烯为主要单体 原料共聚的无定型橡胶。
非极性的、饱和的分子主链
二、结构、性能及应用：
随乙烯含量增加，表现为：
目前，大部分乙丙橡胶用于制造汽
车配件和工业橡胶制品，在建筑工业 和电气工业等方面的应用也很广泛。
⑤氯丁橡胶（CR）
一、结构：
氯丁橡胶：主要由反式-1,4氯丁二烯
聚合而成，分子结构中反式-1,4加成
结构占88-92%。
二、性能及应用：
氯丁橡胶没有一个特别突出的性能，
但是在合成橡胶中它的综合性能是
并用改进其它橡胶的性能。
5、合成橡胶简介
合成橡胶：各种单体经聚合反应 合成的一类高分子材料，按其性
能和用途可分为通用合成橡胶和
特种合成橡胶。
1、简 介
特种合成橡胶随着其综合性能改进，
成本降低，以及推广应用扩大，也
可作为通用合成橡胶来使用，所以， 通用橡胶和特种橡胶的划分范围在
发展变化着的，并没有严格的界限。
微观结构主要是通过选择不同的催 化体系来加以控制的。
一、结构：
以有机锂催化剂体系：制备的聚丁
橡胶中顺式-1,4含量为35-40%，称
低顺式顺丁橡胶。
一、结构：
采用Ziegler-Natta催化体系：制备
的聚丁橡胶中，顺式-1,4结构含量达
95%以上，称高顺式顺丁橡胶，是聚 丁二烯橡胶的主要品种。
二、结构、性能及应用：
独特性能：
①优异的耐老化性能，是现有通用橡
胶中最好的。
①优异的耐老化性能：
耐热性能好：可在120℃的环境中长
期使用，其最高使用温度为150℃； 突出的耐臭氧性能：大大优于丁苯
橡胶、天然橡胶等通用橡胶。
①优异的耐老化性能：
耐候老化性能好：能长期在阳光、
潮湿、寒冷的自然环境中使用，如 含炭黑的乙丙硫化胶在日光下曝晒 3年不发生老化现象。
软化点也较高，但塑性较小。
3、天然橡胶的组成
分子量较高而分布又很窄的橡
胶，虽然强度等性能较高，但炼
胶、成型等工艺加工困难，且加 工能耗大。
3、天然橡胶的组成
橡胶烃 水分
丙酮抽出物 蛋白质 灰分
93.3 0.61
2.89 2.82 0.39
3、天然橡胶的组成
橡胶烃主要成分：顺式-1，4-聚异 戊二烯的线型高分子化合物，其结
1、简 介
橡胶制品种类繁多，大致可分为轮
胎，胶带、胶管，工业橡胶制品， 生活橡胶制品和胶乳制品等，其中
轮胎的耗胶量最大，占世界橡胶总
量的50-60%。
1、简 介
橡胶要达到使用要求，须经过硫化 改性工序，硫化是将线型、无定型
的大分子交联化。
1、简 介
具有粘弹性
橡胶的共性
有缓冲减震作用
对温度依赖性大
老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，
可与天然橡胶及多种合成橡胶并用， 广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电 缆及医疗器具等领域。
②聚丁二烯橡胶（BR）
一、结构：
丁二烯的加成方式既可以是 1,2 加
成，也可以是 1,4 加成， 1,4 加成 中又存在着顺式结构和反式结构。
②聚丁二烯橡胶（BR）
一、结构：
影响。
（1）优点
⑧吸水性低：顺丁橡胶的吸水性低于 天然橡胶及丁苯橡胶，这一性能可使
顺丁橡胶用于绝缘电线等需耐水的橡
胶制品。
二、性能：
（2）缺点：
①拉伸强度与撕裂强度低：均低于
天然橡胶和丁苯橡胶，因而在轮胎面
中掺用量较高时，不耐刺扎和切割。
二、性能：
②抗湿滑性能差：在车速高、路面 平滑或湿路面上使用时，易造成轮 胎打滑，降低行驶安全性。
化温度，随着苯乙烯含量的增加，玻 璃化温度升高，模量增加，弹性下降， 拉伸强度先升高后下降，在苯乙烯含 量为50%时出现极值。
3、性能
丁苯橡胶价格较低，其力学性能和
工艺加工性能的不足，可以通过调整 配方（如与天然胶并用）和工艺条件
得到改善或克服。
4、用途
机械性能，加工性能及制品的使用性 能接近于天然橡胶，耐磨、耐热、耐
一、简介：
丁基橡胶：亦称异丁橡胶，是异丁 烯与少量异戊二烯低温时的阳离子共
聚产物。
二、结构：
由于饱和度大（硫化后几乎没有双
键），所以化学稳定性高。
二、结构：
由于分子结构中每隔一个原子都有两
个侧甲基相连，结果体积效应较大， 严重限制了分子的热运动能力，因而
丁基橡胶具有优异的的气密性（比天
然胶高8倍多）。
二、结构：
结构决定其松驰速度较慢，因而丁基
橡胶永久变形大，滞后损失也大，定 伸强度低。
三、性能和用途：
具有优异的气密性和很高的化学稳定 性，电绝缘性、耐酸碱性、抗氧、抗 臭氧和耐候性，对含氮和含氧溶剂及
在动植物油中的稳定性较其它橡胶都
好，但在脂肪族溶剂中溶胀剧烈。
三、性能和用途：
缺点：弹性不如天然橡胶，硫化速度 慢，与其它橡胶并用性差。
2、天然橡胶
一、发展历史
橡胶的工业研究和应用始于十九世
纪初，通过长期实践，Goodyear
在1839年发明了硫化方法，为橡 胶制品的工业化生产打下了基础。
2、天然橡胶
一、发展历史
1970s：开始进入橡胶的分子设计
时期，现有几十种各具特色的合成
橡胶，但却很难有一种合成橡胶具 有天然橡胶那样好的综合性能。
通用合成橡胶
1、 丁苯橡胶 2、 顺丁橡胶 3、 异戊橡胶
4、 乙丙橡胶
5、 丁基橡胶
6、 氯丁橡胶
① 丁苯橡胶 （ SBR ）
1、发展
1933年：德国首先研制出高温乳 液聚合丁苯橡胶，最早实现工业化
的合成橡胶；合成橡胶中产量和消
耗量最大的胶种。
2、结构
苯环和侧乙烯基：导致分子结构不规
整，属不能结晶的非极性橡胶，使大
生胶和硫化胶拉伸强度提高； 常温下的耐磨性能改善； 半成品形状保持性好。
二、结构、性能及应用：
随乙烯含量，增塑剂、补强剂及其它
填料的用量增加，胶料可塑性高，压 出速度快，压出物表面光滑。
二、结构、性能及应用：
一般认为乙烯含量在60%左右的乙 丙橡胶的加工性能和硫化胶力学性 性能均较好。
的温度范围内显示高弹性，可用于改
善天然橡胶或丁苯橡胶的低温性能。
②滞后损失和生热小：由于高顺式顺丁
二烯橡胶分子链段的运动所需要克服周 围分子链的阻力和作用力小，内摩擦小， 当作用于分子的外力去掉后，分子能较 快的回复至原状，因此滞后损失小，生
热小，这一性能对延长使用时反复变形
的轮胎的寿命具有一定益处。
二、性能：
③生胶的冷流性大：这使得生胶或未
硫化的胶料在存放时较易流动，因此
在生胶的包装、贮存及半成品存放过 程中，需对这一问题引起注意。
二、性能：
④加工性能和黏合性能较差：如开炼
机混炼时胶料的包辊性差，在辊筒上 的加工性能对温度较敏感，温度高时
易产生脱辊现象，密炼时胶料的自粘
性和成团性差。
③丁基橡胶（IIR）
3、天然橡胶的组成
天然橡胶的分子量一般为10~70
万，高者可达100万，平均35
万，其中有一部分为凝胶体（约 占30%）。
3、天然橡胶的组成
橡胶的性质随分子量的增加而变化：
含有大量低分子量组分的橡胶，具 有较低的软化点，在软化状态时有较
高的塑性。
3、天然橡胶的组成
高分子量组分占多数的橡胶， 则具有较高的强度、韧性和弹性，
BR具有较好的综合性能。
二、性能：
高顺式顺丁橡胶：顺式1，4-聚丁二烯 质量分数高达96-98%，分子结构比 较规整，主链上无极性基团，分子间
作用力小，分子链非常柔顺。
（1）优点
①具有优异的弹性：高顺式聚丁二
烯橡胶是当前所有橡胶中弹性最高的
一种橡胶，甚至在很低的温度下，分 子链段都能自由运动，所以能在很宽
1、简 介
橡胶按其来源，可分为天然橡胶、 合成橡胶两大类。
最初橡胶工业使用的全是天然橡胶，
它是从自然界的植物中采集出来的 一种高弹性材料。
1、简 介
二战期间，由于军需橡胶量的激增 以及工农业、交通运输业的发展， 天然橡胶远不能满足需要，这促使
人们合成橡胶的研究，发展了合成
橡胶工业。
2、天然橡胶
能极好，另外，乙丙橡胶的吸水性小，
故浸水后的电绝缘性能变化不大。
独特性能：
⑤具有较好的耐热水和水蒸气性能；
⑥密度低，是所有橡胶中最低的，还
具有高填充性，可大量填充油和其他 填充剂。
二、结构、性能及应用：
缺点：粘着性差，硫化速度慢，加工 性能差，与其它二烯类橡胶并用时共
硫化性差。
二、结构、性能及应用：
分子链柔性较差，分子内摩擦增大。
3、性能
不饱和度比天然橡胶低，耐热性、
耐老化性、耐磨性均优于天然橡胶， 加工过程中分子链不易断裂，硫化速 度较慢，不易发生焦烧和过硫化。
3、性能
纯胶：强度低，弹性、耐寒性，耐
屈挠、耐撕裂性和粘附性能均较天 然橡胶差，须补强后才具有实际使 用价值。
3、性能
单体比例：直接影响聚合物的玻璃
一、结构：
聚丁橡胶的微观结构直接影响其玻璃 化温度，尤其是分子链中乙烯基的含 量，当乙烯基含量为10%时，Tg为95℃，乙烯基含量为95%时，Tg则
为-15℃，两者几乎呈线性关系。
一、结构：
随着乙烯基含量的增加，其耐磨性、 弹性、耐寒性能变差，而抗湿滑性能
变好，乙烯基质量分数为35-55%的