高分子材料—橡胶

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第二节 天然橡 胶 天然橡胶的性能 具有良好的弹性，伸长率最大可达 具有良好的弹性，伸长率最大可达1000%； ； 强度较高 天然橡胶是一种结晶性橡胶， 天然橡胶是一种结晶性橡胶，在外力作用下拉伸时可产 生结晶，具有自补强作用。 生结晶，具有自补强作用。
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第二节 天然橡 胶 天然橡胶的性能 良好的耐屈挠疲劳性能，滞后损失小，良好的气密性、 良好的耐屈挠疲劳性能，滞后损失小，良好的气密性、 防水性、电绝缘性和隔热性； 防水性、电绝缘性和隔热性； 加工性能好，容易进行塑炼、混炼、压延、压出等； 加工性能好，容易进行塑炼、混炼、压延、压出等； 缺点：耐油性、耐老化性（臭氧、热氧） 缺点：耐油性、耐老化性（臭氧、热氧）差
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第一节 概述
硫化促进剂: ②硫化促进剂: 缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。 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、 常用促进剂有二硫化氨基甲酸盐 、 黄原酸盐类 、 噻唑类等有机物。 噻唑类等有机物。 活化剂：用来提高促进剂的活性。 ③活化剂：用来提高促进剂的活性。 常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。 常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。
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第一节 概述
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； ，确定了天然橡胶的结构 合成橡胶成为可能； 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、 ，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； 丁腈、丁苯橡胶； 19世纪 年代，Zeigler-Natta催化剂的发现，导致合成 世纪50年代 催化剂的发现， 世纪 年代， 催化剂的发现 橡胶的新飞跃，出现了顺丁、乙丙、异戊橡胶； 橡胶的新飞跃，出现了顺丁、乙丙、异戊橡胶； 1965-1973，出现了热塑性弹性体，即第三代橡胶； ，出现了热塑性弹性体，即第三代橡胶； 环氧化、接枝、共混、动态硫化等技术的采用，橡胶向 环氧化、接枝、共混、动态硫化等技术的采用， 着高性能化、功能化特种化方向发展。 着高性能化、功能化特种化方向发展。
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第一节 概述
橡胶的分类
天然橡胶
丁苯橡胶（ 丁苯橡胶（SBR） ） 顺丁橡胶（ ） 顺丁橡胶（BR） 通用合成橡胶 异戊橡胶（ ） 异戊橡胶（IR） 氯丁橡胶（ ） 氯丁橡胶（CR） 乙丙橡胶（ 乙丙橡胶（EPDM） ）
按来源和 用途分
合成 橡胶
丁腈橡胶（ 丁腈橡胶（NBR） ） 硅橡胶（ 硅橡胶（SiR） ） 特种合成橡胶 氟橡胶（ 氟橡胶（FPM） ） 聚氨酯橡胶（ ） 聚氨酯橡胶（PU）
型号RSS3# 海南民营琼岛牌优级烟片胶 型号RSS3#
第二节 天然橡 胶
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第二节 天然橡 胶 皱片胶：制备方法与烟片胶相似， 皱片胶：制备方法与烟片胶相似，只是干燥时用热空气而 不是烟熏。 不是烟熏。 颗粒胶（标准胶）： 颗粒胶（标准胶）： 将压皱的胶片经造粒机制成小颗粒，经空气干燥而成。 将压皱的胶片经造粒机制成小颗粒，经空气干燥而成。 60年代在马来西亚发展起来的一个新胶种，现成为天然橡 年代在马来西亚发展起来的一个新胶种， 年代在马来西亚发展起来的一个新胶种 胶的大宗产品，其产量已超过烟胶片、皱片胶产量的总和。 胶的大宗产品，其产量已超过烟胶片、皱片胶产量的总和。 我国标准胶产量约占天然橡胶总产量的70％以上。 我国标准胶产量约占天然橡胶总产量的 ％以上。
高分子材料— 高分子材料—橡胶
高分子材料— 高分子材料—橡胶 • 概述 • 天然橡胶 • 通用合成橡胶 • 特种合成橡胶 • 热塑性弹性体
第一节 概述 1、橡胶的发展历史 、 （1）天然橡胶的发现和利用 ）
早在11世纪，南美洲人即已开始利用野生天然橡胶。 早在 世纪，南美洲人即已开始利用野生天然橡胶。 世纪 1496，哥伦布第二次到美洲，发现橡胶树； ，哥伦布第二次到美洲，发现橡胶树； 1736年法国人孔达米纳参加法国科学院赴南美考察队，观察到三叶橡胶 年法国人孔达米纳参加法国科学院赴南美考察队， 年法国人孔达米纳参加法国科学院赴南美考察队 树流出的胶乳可固化为具有弹性的物质。 树流出的胶乳可固化为具有弹性的物质。 1823，英国人麦金托什创办第一个橡胶防水布厂 橡胶工业的开始； ，英国人麦金托什创办第一个橡胶防水布厂—— 橡胶工业的开始； 1839，Goodyear发现硫磺可使橡胶硫化 发现硫磺可使橡胶硫化——奠定橡胶加工业的基础； 奠定橡胶加工业的基础； ， 发现硫磺可使橡胶硫化 奠定橡胶加工业的基础 1888，Dunlop发明充气轮胎 发明充气轮胎——橡胶工业真正起飞； 橡胶工业真正起飞； ， 发明充气轮胎 橡胶工业真正起飞 1904，Mote采用碳黑对橡胶进行增强。 采用碳黑对橡胶进行增强。 ， 采用碳黑对橡胶进行增强
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第三节 通用合成橡胶 通用合成橡胶
凡性能与天然橡胶相同或相近、 广泛 凡性能与天然橡胶相同或相近 、 用于制造轮胎及其他大批量橡胶制品的， 用于制造轮胎及其他大批量橡胶制品的， 称为通用合成橡胶 如丁苯橡胶、 通用合成橡胶， 称为通用合成橡胶，如丁苯橡胶、顺丁 橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶等。 橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶等。
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第一节 概述 橡胶的结构与性能
橡胶的性能，如弹性、强度、耐热性、耐寒性等于分子的结构和超分 橡胶的性能，如弹性、强度、耐热性、 子结构密切相关。 子结构密切相关。
（1）弹性和强度
弹性和强度是橡胶的主要性能指标。 弹性和强度是橡胶的主要性能指标。线型 大分子链的规整性越好，含的侧基越少， 的柔顺性越好， 大分子链的规整性越好，含的侧基越少，链 的柔顺性越好，橡胶的弹 性越好。分子量越高，橡胶的弹性和强度越大。 性越好。分子量越高，橡胶的弹性和强度越大。
按形态分：固体、液体、 按形态分：固体、液体、粉末橡胶
……
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第一节 概述 橡胶的组分
为主要成分， 以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材料 制成的。 制成的。
生 胶
指无配合剂、未经硫化的橡胶。 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。 有天然橡胶和合成橡胶。
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第一节 概述
难结晶天然橡胶 接枝天然橡胶
热塑性天然橡胶
液体天然橡胶 ……
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第二节 天然橡 胶 天然橡胶的组成与结构 （1）天然橡胶的成分 ） 主要成分： 主要成分：橡胶烃 非橡胶成分: 非橡胶成分 5~8%，如蛋白质、丙酮抽出物、灰分、水分等 ，如蛋白质、丙酮抽出物、灰分、 （2）天然橡胶的结构 ） 主要成分橡胶烃是顺式-1,4-聚异戊二烯的线性高聚物 聚异戊二烯的线性高聚物 主要成分橡胶烃是顺式 n为5000~10000，相对分子量在 为 ，相对分子量在3 CH3 H C C 万之间， 万~3000万之间，常温下是无定形 万之间 CH2 CH2 n 高弹性物质。 高弹性物质。
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第二节 天然橡 胶
天然橡胶分类
（2）特制天然橡胶 ）
采用某些特殊的方法将普通的天然橡胶制成具有特殊操作性能或物 理化学性能的生胶。 理化学性能的生胶。 恒粘度橡胶
低粘度橡胶 易操作橡胶 纯化天然橡胶
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第二节 天然橡 胶
（3）改性天然橡胶 ）
采用化学处理方法改变原来的化学结构和物理 状态的橡胶。 状态的橡胶。
配合剂 用来改善橡胶的某些性能。 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、 化剂、硫化促进剂、活化剂、填充剂、增塑剂、 防老化剂、着色剂等。 防老化剂、着色剂等。 硫化剂: ① 硫化剂: 使生胶结构由线型转变为交联体型结构 常用硫化剂有硫磺和含硫化合物， 常用硫化剂有硫磺和含硫化合物 ， 有机过氧化 胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。 物，胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。
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第三节 通用合成橡胶 通用合成橡胶 丁苯橡胶（styrene butadiene rubber, SBR） ） （1）制备和品种 ） 丁二烯和苯乙烯的共聚物，是最早工业化的合成橡胶； 丁二烯和苯乙烯的共聚物，是最早工业化的合成橡胶； SBR约占合成橡胶总产量的 约占合成橡胶总产量的37.4％，是产量和消耗量最大 ％，是产量和消耗量最大 约占合成橡胶总产量的 ％， 的合成橡胶胶种。 的合成橡胶胶种。 聚合方法：乳液聚合（自由基）、溶液聚合（阴离子） 聚合方法：乳液聚合（自由基）、溶液聚合（阴离子） ）、溶液聚合
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第一节 概述
④ 填充剂： 填充剂： 提高橡胶强度、改善工艺性能和降低成本。 提高橡胶强度、改善工艺性能和降低成本。 ⑤ 增塑剂： 增塑剂： 增加橡胶的塑性和柔韧性。 增加橡胶的塑性和柔韧性。
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第一节 概述 橡胶的结构与性能
橡胶的结构： 橡胶的结构：源自文库
作为橡胶材料使用的聚合物，在结构上应符合以下要求， 作为橡胶材料使用的聚合物，在结构上应符合以下要求，才能充分表 现橡胶的高弹性能。 现橡胶的高弹性能。 1、大分子链具有足够的柔顺性，玻璃化温度应比室温低得多。 、大分子链具有足够的柔顺性，玻璃化温度应比室温低得多。 只有在Tg以上，聚合物才能表现出高弹性，所以橡胶材料的使用 只有在 以上，聚合物才能表现出高弹性， 以上 温度范围在Tg与熔融温度之间 与熔融温度之间。 温度范围在 与熔融温度之间。 2、在使用条件下不结晶或结晶度很小。 、在使用条件下不结晶或结晶度很小。 聚乙烯、聚甲醛等，在室温下容易结晶，故不宜做橡胶材料； 聚乙烯、聚甲醛等，在室温下容易结晶，故不宜做橡胶材料； 3、使用条件下无分子间相对滑动。 、使用条件下无分子间相对滑动。 大分子链上应存在可供交联的位置，形成网络结构。 大分子链上应存在可供交联的位置，形成网络结构。
CH2 CH CH CH2 x CH2 CH y CH2 CH z CH CH
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第三节 通用合成橡胶
（2）丁苯橡胶的性能 ）
分子结构不规整，不能结晶， 分子结构不规整，不能结晶，侧基的存在使大分子链柔 性较差——生胶强度低，必须加炭黑等增强剂，才具有使 生胶强度低，必须加炭黑等增强剂， 性较差 生胶强度低 用价值； 用价值； 不饱和度比NR低，双键的反应活性也略低于NR—— 不饱和度比 低 双键的反应活性也略低于 SBR的耐热性、耐老化性、耐磨性均优于NR； 的耐热性、耐老化性、耐磨性均优于 ； 的耐热性 SBR加工性能不如 ，不容易塑炼，对炭黑浸润性差 加工性能不如NR，不容易塑炼， 加工性能不如 抗湿滑性能好，对路面的抓着力大， 抗湿滑性能好，对路面的抓着力大，且具有一定的耐磨 性，是轮胎胎面胶的好材料。 是轮胎胎面胶的好材料。
橡胶的耐热性主要取决于主链上化学键的键 橡胶中的弱键能引发降解，对耐热性影响很大。 能。橡胶中的弱键能引发降解，对耐热性影响很大。
（2）耐热性性
易被氧化降解或交联
臭氧破坏裂解
CH2－C=C
饱和性橡胶没有降解反应， 饱和性橡胶没有降解反应，耐热耐老化性较好
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第一节 概述
（3）耐寒性 当温度低于玻璃化温度（ ） 当温度低于玻璃化温度（Tg）时，或者由 于结晶，橡胶将失去弹性。因此， 于结晶，橡胶将失去弹性。因此，降低其 Tg或者避免结晶，可以提高橡胶材料的耐 或者避免结晶， 或者避免结晶 寒性。 寒性。 降低Tg的途径：降低分子链的刚性； 降低 的途径：降低分子链的刚性；减小 的途径 分子链间作用力； 较低的聚合物共聚； 分子链间作用力；与Tg较低的聚合物共聚； 较低的聚合物共聚 减少交联键以及键入增塑剂等方法。 减少交联键以及键入增塑剂等方法。
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第二节 天然橡 胶
天然橡胶（NR） 天然橡胶（NR）
至今NR的消耗量仍约占橡胶总消耗量的 至今 的消耗量仍约占橡胶总消耗量的40% 的消耗量仍约占橡胶总消耗量的
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第二节 天然橡 胶 天然橡胶的制备与分类
浓缩 新鲜 胶乳 稀释 除杂 凝固
浓缩 胶乳 脱水 干燥 分级 包装 干胶
固体天然橡胶分为通用天然橡胶 通用天然橡胶、 固体天然橡胶分为通用天然橡胶、特制 天然橡胶和改性天然橡胶。 天然橡胶和改性天然橡胶。
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个品种、35个级别 个级别） （1）通用天然橡胶 ( 8个品种、35个级别） 烟片胶： 烟片胶： 经凝固、压片、 经凝固、压片、烟熏等工艺制成 的表面带菱形花纹的棕色胶片。 的表面带菱形花纹的棕色胶片。 烟片胶综合性能好，保存时间长， 烟片胶综合性能好，保存时间长， 物理力学性能是NR中最好的 中最好的， 物理力学性能是 中最好的，可 用于轮胎和一般橡胶制品。 用于轮胎和一般橡胶制品。