橡胶工艺学习题

第一章生胶
一．名词解释∶
1．橡胶2．格林强度3．充油丁苯橡胶4．冷流性
5．抗氧指数6．自补强性7．抗湿滑性8．弹性
9．回弹性10．滞后损失11．液体橡胶12．动态生热性
二．填空∶
1．碳链橡胶中，饱和橡胶有________、________、________、________，不饱和橡胶有________、________、________、________、________；
杂链橡胶有_________、__________；元素有机橡胶包括_________和_______等。

2．通用合成橡胶包括_________、_________、_________、_________、________、________和________。

3．天然橡胶中包括的非橡胶成分有________、_________、_________、________和_______。

4．目前所有弹性体中，弹性最好的橡胶是________，比重最小的橡胶是_______，耐磷酸酯油类的橡胶是_______，气密性最好的橡胶是_______，气透性最好的橡胶是_______，耐压减振性好的橡胶是_______，广泛用作胶粘剂的橡胶是_______，具有生理惰性的橡胶是_______，滞后损失、生热大的橡胶是________，抗湿滑性差的橡胶是_______，耐高低温性最好的橡胶是________，耐磨性最好的橡胶是______。

5．为改进乙丙橡胶的硫化交联性能，引入的第三单体有_______、________和__________。

6．根据废橡胶的来源，再生胶可分为__________、___________和__________。

7．热塑性橡胶根据其化学组成，大致可分为________、________、
________、_________、_________、和_________。

8．根据用途，CR可分为一般品种、_________和_________，其中一般品种又可分为________和_______两种。

9．国外生产的NBR根据丙烯腈的含量可分为________、___________、______________、__________和____________五类。

三．问答题∶
1．说明天然橡胶的来源、品种及用途
2．烟片胶、绉片胶、颗粒胶的制法及分级
3．天然橡胶包含那些非橡胶成分，它们对橡胶性能会产生哪些影响? 4．天然橡胶的化学结构性及其特性
5．合成橡胶的分类与命名
6．回答问题并解释原因∶
①SBR与NR相比，哪一种更耐热氧老化?
②EPDM与IIR相比，哪一种更耐臭氧老化?
③NBR与CR相比，哪一种更耐石油类油类?
④CR与BR相比，哪一种更耐臭氧老化?
⑤BR与NR相比，哪一种冷流性大? 哪一种回弹性大?
7．在NR、IR、SBR、BR、EPR、IIR、CR和NBR中，哪些属于结晶自补强橡胶?结晶是通过什么途径对橡胶起补强作用?
8．试简述NR与IR在性能上的主要不同点及原因
9．试比较高温SBR与低温SBR的主要不同点；充油SBR、充炭黑SBR 及充油充炭黑SBR与未填充SBR相比有哪些优点?
10．在不考虑聚合反应的情况下，试说明为什么在EPDM中选用非共轭二烯为第三单体?
11．根据用途选择一种适当的橡胶
①制造水胎或硫化胶囊
②制造内胎
③制造耐230℃在石油介质中连续工作的密封件
④具有一定阻燃性、机械强度较高、耐酸碱的运输带覆盖胶12．试比较一下NR、SBR和BR的弹性、耐老化性与硫磺反应性等有何差异?并从化学结构上加以解释。

13．试从化学结构上说明IIR为何具有优良的耐老化和耐气透性?硅橡胶为何耐高温?
14．国产标准胶的技术条件是怎样的?该条件中的主要指标是什么?PRI 对于标准胶来说是什么指标?PRI的意义是什么?
15．鉴别橡胶∶
①两包生胶标识模糊，已知其中一包是SBR-1502，另一包是BR-DJ9000,试选择一定的方法，将其准确地区分开来。

②有两块外观均为黑色的混炼胶，已知其一是掺有少许炭黑的CR，另一块是掺有少许炭黑的BR胶，试至少用两种最简单(不用任何仪器)的方法，将它们分辨开来。

16．分离橡胶∶
一块EPDM与一块FPM被混成一块宏观上比较均匀的共混胶，试选用一种适当的方法将其分离开。

17．什么是TPE?如果用PE及PS分别作为硬相，试问这两种TPE的最高使用温度取决于什么?大约应是多少度?
18．TPE有何优缺点?
19．什么是再生胶?橡胶再生过程的实质是什么?再生胶有何用途? 20．试分析丁苯胶中苯乙烯对其性能的影响?
21．为什么丁苯胶的硫化速度比天然胶慢?
22．SBR在哪些性能上优于NR?试从结构上解释之
23．再生胶的制造方法主要有哪几种?
24．什么是粉末橡胶?其制备方法有几种?
第二章橡胶的硫化体系及硫化
一．解释下列基本概念∶
1．焦烧2．促进剂的迟效性3．硫化促进剂4．活性剂5．喷霜6．交联分子量7．无硫硫化8．硫载体9．硫化强度10．硫化温度系数11．硫化效应12．交联密度13．硫化14．硫化诱导期15．硫化返原16．等价硫化17．欠硫18．交联官能度19．交联效率参数20．过硫21．理论正硫化时间22．工艺正硫化时间
二．填空∶
1．促进剂按结构可分为____________、____________、____________、_____________、______________、____________、_____________、_____________和____________九类；按PH值可分为___________、____________和___________三类；按硫化速度可分为___________、_________、_________、_________和_________五类。

2．促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的英文缩写______，结构式为_______________________，呈______性，________速级，___________效性促进剂；二硫化二苯并噻唑的英文缩写为___________，结构式为________________，呈______性，_____速级促进剂；四甲基二硫化秋兰姆的英文缩写为_____，结构式为_____________________，呈_____性，_________速级促进剂。

3．适合高温快速硫化的橡胶结构为______________________，可采用的硫化体系有____________和____________________两种。

4．硫化的本质是_______________________________________。

5．氧化锌在CR配方中的作用是_________，在NR配方中的作用是_________。

6．在-C-S-C-、-C-S2-C-、-C-SX-C-三种交联键中，_________________
热稳定性好，_________耐动态疲劳性好，__________强度高。

7．为获得有效硫化体系可采取两条途径，_________和___________。

8．一般来说，高温硫化要求硫化速度______，焦烧倾向______，无______现象。

9．平衡硫化体系具有优良的_________性能和_________性能。

10．交联效率参数E越大，交联效率越_______。

三．回答问题∶
1．硫化剂的作用是什么?
2．硫磺在NR、SBR、BR和NBR这几种橡胶中的溶解性怎样?硫磺交联键的类型有哪几种?
3．哪些橡胶可用硫磺硫化，单用硫磺硫化有何缺点?
4．喷霜产生的原因是什么?为避免喷霜应采取哪些措施?
5．什么是传统硫化体系、有效硫化体系和半有效硫化体系?
6．用过氧化物硫化和树脂硫化各须注意哪些问题?
7．用硫磺、有机多硫化物、过氧化物、树脂硫化时，其硫化胶性能有何特点?
8．传统硫化体系、有效硫化体系、半有效硫化体系对硫化胶结构与性能有何影响?其应用范围怎样?
9．CR适用的硫化剂是什么?为什么不用硫磺硫化?
10．MgO在CR配方中的作用是什么?
11．在过氧化物硫化体系中，硫化有什么作用?
12．有机促进剂的作用；有几种分类方法，各是怎样分类的?
13．指出下列促进剂的化学名称、结构式和硫化特性
D DM M CZ NOBS DZ TMTD PZ
14．在制定胎面胶配方时，常采用哪些促进剂?
15．促进剂并用形式有哪几种?如要提高DM和NOBS的硫化活性时，应并用何种促进剂?
16．防焦剂的种类及特性
17．为什么人们争论硫磺与橡胶的硫化反应可属于游离基型或离子型或混合型的反应机理
18．请指出NR、SBR、EPDM、NBR、BR的反应活性中心位置
19．硫化曲线中的诱导期、硫化返原、硫化平坦期对一个企业的经济效益有何意义?
20．有哪些方法可以使不饱和橡胶产生交联反应?
21．活性剂(氧化锌和硬脂酸)在硫磺硫化体系中的作用是什么?
22．下列各种橡胶，哪些可以进行硫化反应?
①过氧化物(NR、SBR、IIR、CR) ②硫磺(NR、BR、IIR、CR)
③金属氧化物(NR、CR、NBR、IIR)
④辐射硫化(NR、CR、NBR、IIR、EPR)
23．写出下列具有代表性的促进剂结构，并指出它们互相并用时对诱导期和硫化速度的影响
DM TMTD NOBS D ZDC
24．试说明NR中不同硫磺用量和促进剂用量对硫化体系类型、交联结构及硫化胶性能的影响。

25．为什么在过氧化物硫化体系中，NR、BR和SBR的交联效率会产生很大差异?
26．高温快速硫化体系的配方设计应注意哪些问题?
27．制造耐热密封轴套，选用NBR-40并用DCP(过氧化二异丙苯)4份(纯
度40%)，在160℃下硫化，此时半衰期为3.5分钟；
①求该温度下的硫化时间
②若在200℃时，它的正硫化时间为1.5分钟，求硫化温度系数K
28．某一产品胶料的正硫化时间为130℃×20min，其中平坦硫化时间围为20～100min，为了提高生产效率，硫化温度改为140℃；
①求本产品在140℃时的硫化平坦期范围的时间
②求本胶料的最小和最大硫化效应(K=2.0)
29．如何测定硫化反应的活化能?
30．如何用溶胀法测交联密度?
31．已知有下列交联网络，请你说出与其相对应的硫化体系
①-C-C- ②-C-O-C- ③-C-S1-C-和-C-S2-C-
④-C-S1-C-、-C-S2-C-和-C-SX-C-(其中以多硫交联键为主)
⑤-C-S1-C-、-C-S2-C-和-C-SX-C-(其中以单硫键和双硫键为主)
32．已知一胶料正硫化条件为135℃×30 min，平坦范围为30～50min，已测出该胶料在实际硫化中的升温情况如下∶
试判断该胶料经加热40 min时是否达到正硫化?有无过硫?
33．用哪种试验方法，判断NR是由过氧化物、传统硫化体系或是有效硫化体系硫化的?简述理由。

34．在硫化压力的表示方法中，常有不标准的单位存在，请把3000磅/英寸2化为公斤/厘米2，再化为MPa，即3000磅/英寸2= ? 公斤/厘米2 = ? MPa
35．硫化在制品生产中有何意义?
36．橡胶的硫化过程可分为哪几个阶段?试以硫化历程来加以说明。

37．通常测定正硫化时间的方法有哪些?它们所测得的正硫化时间是否完全一样?为什么?
38．在橡胶制品硫化时为何要加压?硫化时间与硫化温度之间有何关系?
当胶料在140℃时正硫化时间为20min，试分别用范特霍夫公式和阿累尼乌斯方程计算在硫化温度为145℃的等效硫化时间。

(设K=2，E=92KJ/mol,R=8.31J/mol)
39．在硫化工艺中常见的质量毛病有哪些?产生原因是什么?
第三章橡胶的补强与填充体系
一．名词解释∶
1．补强剂2．填充剂3．硬质炭黑4．软质炭黑5 ．吸留橡胶6．结合橡胶7．偶联剂8．短纤维9．炭黑10．炭黑的一次结构11．炭黑的二次结构
二．填空∶
1．炉法炭黑的表面粗糙度比槽法炭黑_______，其表面含氧基团比槽法炭黑______，呈____性，会使胶料的焦烧时间_____。

2．炭黑的结构度越高，形成的包容橡胶越_______，胶料的粘度越____，压出性能_______，混炼的吃粉速度_______，在胶料中的分散性越_______。

3．根据制法不同，白炭黑分为_______白炭黑和_______白炭黑；测定表明，白炭黑表面只有_______基存在。

4．因为白炭黑表面的吸附作用强，所以用白炭黑作补强剂时，常添加_______以改善其补强性能。

5．吸留橡胶生成量的多少与炭黑的_______有关，而混炼时结合橡胶生成量的多少与炭黑的_______有关。

6．炭黑的粒径越小，混炼的吃粉速度越_______，在胶料中的分散性越_______；炭黑的粒径越_______，粒径分布越_______，对橡胶的补强性越高。

7．胶料中填充炭黑会使其电阻率下降,炭黑的粒径越____、结构度越_____、表面挥发分_____、炭黑用量_____,电阻率越低。

三．问答题∶
1．炭黑有几种制法?各种制法各有何特点?
2．炭黑的ASTM标准分类法是怎样的?该方法有什么优缺点?
3．炭黑聚集体是怎么形成的?
4．炭黑的粒径大小有哪几种表示方法?举出炉法炭黑、槽法炭黑、热裂法炭黑中各一个牌号的炭黑，用图解法说明粒径及其分布
5．炭黑聚集体的形态与炭黑结构程度高低有什么关系?
6．炭黑聚集体表面有什么基团?炭黑的PH值与表面基团有什么关系?
7．炭黑的粒径、结构度、表面含氧基团怎样测定?工业上常用的方法有几种?这些工业方法各有何优缺点?有什么更恰当的方法可以代替它们?
8．什么是结合橡胶?结合橡胶形成的途径有哪些?哪些因素影响结合橡胶的生成量?
9．计算炭黑表面有多少克结合橡胶?炭黑的结构孔隙中包容多少克吸留橡胶?有多少克橡胶处于玻璃态或亚玻璃态?
条件如下∶
35克HAF加到100克NR中，NR比重为0.92g/cm3，HAF比重为1.84g/cm3，HAF比表面积为76m2/g，DBP吸油值为140ml/100g，结合橡胶平均厚度为40埃。

10．什么是炭黑的表面粗糙度?表面粗糙度是怎么形成的?粗糙度影响橡胶的哪些性能?
11．炭黑的粒径、结构度、表面活性及表面含氧基团对胶料的混炼、加工工艺性能和焦烧性有何影响?
12．炭黑的基本性质对硫化胶的拉伸强度、定伸应力、扯断伸长率、耐磨性有何影响?
13．在配制导电胶料时应选用何种炭黑?为什么?
14．白炭黑分为几类?各有何特点?白炭黑表面有什么基团?气相法白炭黑和沉淀法白炭黑结构上有什么不同?
15．干法白炭黑的粒径大小和硬质炭黑相近，为何其补强性较差?
16．何谓短纤维?从材质上讲，一般有哪些种类短纤维?
17．分析下列化合物中哪一种可能在表面含羟基的白炭黑与二烯烃橡胶之间起偶联剂的作用?哪些能起到对碱性无机填料与二烯烃橡胶之间的偶联作用?
①CH2=CH-(CH2)15-COOH ②CH3-CH2-(CH2)15-CH2OH
③CH3-(CH2)15-CH=CH2④CH2=CH-CH2-Si-(OCH3)3
18．炭黑在橡胶中为何有最大填充量?若实际用量超过该最大值后会怎样?
19．计算HAF在BR中的最大填充量∶
条件∶①HAF的DBP吸油值为120ml/100g，比表面积为76m2/g，结合橡胶厚度为45埃(并假设是平面的)，比重1.86g/cm3，②BR 比重为0.92g/cm3。

20．根据用途选择一种填料∶
①制造矿山地区砂石路面上使用的载重车胎面胶
HAF-HS SRF HAF MT 沉淀法碳酸钙陶土
②某胶硫化速度快，要求选一种对硫化速度有减缓作用的补强剂
ISAF HAF EPC FEF FT
③药用瓶子的瓶塞
CaCO3 SRF BaSO4
④乙丙橡胶与天然橡胶并用做白色胎侧胶
白炭黑沉淀法CaCO3 GPF 陶土
21．用大分子滑动理论解释炭黑对橡胶的补强作用
22．①最常用的表征填料对橡胶补强作用大小的指标是什么?怎样测定和计算?
②分析Canneen和Russell方程中a的意义
23．写出下列缩写和名称的英文全名∶
SAF ISAF EPC MPC FEF GPF MT HAF SRF SAF-HS SAF-LS 白炭黑碳酸钙聚集体凝聚体结合胶吸留胶隧道效应偶联剂应力软化短纤维硅烷偶联剂
24．通常所说的硬质炭黑和软质炭黑各包括哪些品种，有何特点?
25．可用哪些方法来提高白色填料的补强性?
第四章橡胶的老化与防护
一．名词解释∶
1．橡胶的老化2．自催化氧化作用3．防老剂的对抗效应
4．疲劳老化5．防老剂的加和效应6．防老剂的协同效应
二．填空∶
1.NR热氧老化后表观表现为_________，BR热氧老化后表现为______。

2.链终止型防老剂根据其作用方式可分为__________、____________和
________三类;胺类和酚类防老剂属于_______。

3.当防老剂并用时，可产生_______、_______和协同效应，根据产生协
同效应的机理不同，又可分为______和______两类。

4.填料的活性越高，橡胶的耐疲劳老化性越_______。

5.防老剂按其化学结构可分为_______、_______、_______、_________、
_______和_______六类。

6．非迁移性防老剂与一般防老剂相比，主要是具有____________性、_______性和_______性。

三．问答题∶
1．引起橡胶老化的内因、外因有哪些?
2．为什么IR、NR热氧老化后变软，BR、SBR和NBR热氧老化后变硬? 3．影响热氧老化的因素主要有哪些?
4．臭氧老化的机理是怎样的?影响臭氧老化的因素有哪些?为什么温度对臭氧老化影响不大，而应变影响较大?石蜡为何能防护静态使用条件下的橡胶臭氧化?
5．不饱和碳链橡胶的吸氧曲线是什么形状的?曲线可分为几个阶段?每个阶段各有何特点?根据下图三种橡胶吸氧动力学曲线判断它们的耐热
氧化的顺序。

试验时间，小时
6．通常有几种因素催化橡胶的氧化，其作用机理如何?怎样防护?
7．说明自由基链终止型防老剂的结构与防护效能的关系?何以说明抗氧剂脱氢越容易防护效果越高?
8．何谓防老剂的协同效应、对抗效应、加和效应?什么情况下防老剂之间可能有协同效应?
9.影响臭氧老化的因素有哪些?
10.影响疲劳老化的因素有哪些?
11.防老剂为什么有适当的用量?
12.防老剂按结构可分为几类?各有何特点?
13.什么是反应性防老剂?它有何特点?
14.橡胶臭氧老化的特征是什么?
15.试解释将防老剂D与防老剂TNP并用时会产生什么效果?为什么?
16.橡胶臭氧老化的物理防护方法有几种?
17.为什么链终止型防老剂和破坏氢化过氧化物型防老剂并用会产生协
同效应?
18.试分析比较NR、CR、BR的耐臭氧老化性能
20.试分析轮胎的胎侧在使用过程中发生的老化形式，根据所发生的老化
形式应选用何种防老剂?
21.选择合适的防老剂∶
(1)与食品接触的白色橡胶制品
①防老剂D ②防老剂4010 ③防老剂264
(2)轮胎胎侧胶
①防老剂MB ②防老剂4010NA ③防老剂2246S
(3)耐油抽出的橡胶
①防老剂A ②防老剂NBC ③亚硝基二苯胺。