第十二章混炼工艺
混炼：通过适当的加工将配合剂与生胶均匀混合在一起，制成质量均一的混合物的工艺过程。
混炼胶的质量要求：（1）胶料应具有良好的加工工艺性能；（2）保证成品具有良好的使用性能。
§12.1 混炼前的准备
一．原材料与配合剂的质量检验
通常对配合剂检验的内容主要有：纯度、粒度及分布、机械杂质、灰分及挥发分含量、酸碱度等。具体依配合剂类型不同而异。
生胶一般检验化学成分、门尼粘度及物理机械性能。
二．配合剂的补充加工
（一）粉碎
块状和粗粒状配合剂必须经过粉碎或磨细处理才能使用，如沥青、松香和古马隆等固体用粉碎机粉碎。
（二）干燥
干燥的目的是减少配合剂中的水分和其他挥发分含量，防止粉末状配合剂结团，便于筛选和混炼分散，避免某些配合剂遇水变质和胶料内部产生气泡和海绵。
干燥方式可采用真空干燥箱、干燥室或螺旋式连续干燥机等。
（三）熔化与过滤及加温
低熔点固体软化剂如石蜡和松香等须进行加热熔化，达到干燥脱水和降低粘度作用后，再经过滤去掉其中的机械杂质。
（四）筛选
粉末状固体软化剂粒度及粒度分布达不到规定标准的，或已经发生配合剂结团及含有机械杂质的必须经过筛选加工，去掉其中的机械杂质、较大颗粒与结团。
三．油膏和母炼胶的制造
油膏：为了使配合剂易于在胶料中混合分散，减少飞扬损失造成环境污染，保证胶料的混炼质量，将某些配合剂、促进剂等事先以较大比例与液体软化剂混合制成膏状混合物。
母炼胶：将在通常混炼条件下短时间内难以混合均匀且混炼生热量多，能耗较大的某些配合剂以较大的比例事先与生胶单独混合制成组分比较简单的混合物料。最常见的有促进剂母胶、炭黑母胶、化学塑解剂母胶等。
四．称量配合
要求称量配合操作做到：精密、准确、不漏、不错。
称量配合的操作方式有两种：（1）手工操作；（2）机械化自动称量配合。
§12.2 混炼工艺
一．混炼胶的结构
混炼胶是由粒状配合剂（如炭黑、促进剂、填充剂等）分散于生胶中组成的分散体系。在分散体系中，生胶的分散呈连续状态，称为分散质，粒状配合剂为分散相。
混炼胶不同于一般的胶体分散体系：
（1）橡胶的粘度很高，胶料的热力学不稳定性在一般情况下不太显著；
（2）某些组分（如再生胶、增塑剂等）与橡胶能互容，从而构成了混炼胶的复合分散介质；
（3）粒状配合剂（如炭黑合促进剂等）与橡胶在接触界面上产生了一定的物理和化学结合，这对胶料和硫化胶的性能起着重要的影响。
因此，可以认为混炼胶是一种具有复杂结构特性的胶态分散体。
炭黑与橡胶混炼后形成的补强结构，对胶料和硫化胶的力学性能和流变性能等都有较大的影响。
1．炭黑网络结构
炭黑与橡胶混炼时，形成炭黑—橡胶聚集体，聚集体在剪切力的作用下逐步分散。当混炼胶中炭黑的用量较高时，炭黑通过链状结构相互连结，构成炭黑网络。
炭黑网络结构的体现：（a）Payne效应；（b）混炼胶比纯胶具有较高的导电性。
2．吸留橡胶结构
混炼时，形成吸留橡胶。在混炼过程中，受剪切力的作用，吸留橡胶的一部分或大部分被重新释放出来。但是，吸留橡胶多少都会部分地保留在炭黑聚集体中，成为混炼胶填料的一部分。
3．炭黑结合橡胶
炭黑结合橡胶对胶料的性能影响很大，可提高硫化胶的模量、耐磨性以及减少滞后生热等。
4．可溶胶
结合橡胶在混炼胶中只占一小部分。而大部分橡胶未与炭黑结合，称为可溶胶。这两部分橡胶对混炼胶的物理性能都有贡献。
二．开炼机的混炼工艺
（一）开炼机混炼原理
开炼机混炼过程一般包括包辊、吃粉和翻炼三个阶段。
1．包辊
图1-3 橡胶在开炼机中的几种状态
1—橡胶不易进入辊缝；2—紧包前辊；3—脱辊成袋囊状；4—呈粘流包辊2．吃粉
在胶料包辊，加入配合剂之前，要使辊距上端保留适当的堆积胶，适量的堆积胶是吃粉的必要条件。
3．翻炼
周向：混炼最均匀；轴向：不均匀；径向：均匀性最差
（二）开炼机混炼的影响因素
（1）装胶容量
装胶容量需依据开炼机的规格及胶料配方特性合理确定。容量过大，使混炼分散效果降低，混炼温度升高，容易产生焦烧现象而影响胶料质量；容量过小会降低生产效率。
Q?
=
?
K
D
L
式中V—装胶容量，L；D—辊筒直径，cm；L—辊筒长度；
（2）辊距
辊距一般取4~8mm为宜。辊距减小，剪切效果增大，但生热大。
（3）混炼温度
辊温过低，胶料硬度太大，容易损坏设备。辊温提高有利于降低胶料的粘度，加快混炼吃粉速度，但温度太高，容易使胶料产生脱辊现象和焦烧现象，难以操作。
辊温一般通过冷却的方法保持在50~60℃之间。但在混炼含有高熔点配合剂（高熔点古马隆树脂等）的胶料时，需要适当提高辊温；而混炼顺丁胶时，辊温不得超过50℃。
（4）混炼时间
应适当掌握配合剂的混入和分散时间，避免混炼时间过长，否则容易产生过炼现象。
（5）辊速和速比
辊速控制在16~18r/min内。辊速快，操作不安全且温度控制困难；辊速慢，混炼效率低。
速比一般为1：1.1~1：1.2。生热高的胶料应选择速比在1：1.15以下的开炼机。
（6）加料顺序
一般的加料原则是：用量少、难分散的配合剂先加；用量大、易分散的后加；为了防止焦烧，硫黄和超速促进剂一般最后加入。通常采用的加料顺序如下：
塑炼胶、再生胶、母炼胶→促进剂、活性剂、防老剂→补强、填充剂→液体软化剂→硫黄、超速促进剂
三．密炼机的混炼工艺
优点：混炼容量大，混炼时间短，效率高；投料、捏炼、加压和排料操作易于机械化、自动化，劳动强度低，操作安全性大，配合剂损失、粉尘飞扬状况得到改善，胶料质量和环境卫生条件好。
缺点：混炼时温度较高，对温度敏感的胶料易发生焦烧，需要对排胶进行补充加工。
（一）密炼机混炼工艺操作方法
1．一段混炼法
（1）传统一段混炼法
把塑炼胶和各种配合剂逐步分次加入，每次加料后，放下上顶栓，加压程度视具体情况而定。
传统一段混炼法的混炼程序一般为：橡胶（生胶、塑炼胶、再生胶等）→硬脂酸→促进剂、活性剂、防老剂→补强填充剂→液体软化剂→排胶→压片机加硫黄和超速促进剂→下片→冷却、停放
（2）分段投胶一段混炼法
分批加入生胶，以强化炭黑的分散，达到改善合提高胶料的工艺性能及硫化较的物理机械性能。
具体操作：投入60%~80%生胶和配合剂（硫化剂和超促进剂除外），在70~120℃混炼温度下，混炼到总混炼时间的70~80%，再把其余生胶并同硫化剂和超促进剂一起投入，再混炼1~2min后，排胶下片。
2．两段混炼
（1）传统两段混炼法
用高速高压密炼机进行第一段的粗混炼，使橡胶与配合剂混炼制成母胶，下片后经停放一段时间后，再送入低速密炼机加硫黄和促进剂进行混炼，再经压片机补充加工胶片。
（2）分段投胶两段混炼法
第一段混炼时，把80%左右的生胶投入进行与传统两段混炼法一样的混炼，制备母胶。在第二段混炼时将剩余20%左右的生胶投入母胶中混炼，均匀后排胶。
3．逆混（倒混）炼法
先把除硫黄和促进剂以外的所有其它配合剂全部装入密炼机中，然后再投入生胶进行混炼。
优点：充分利用装料容积，改善分散性，缩短混炼时间。适用于生胶挺性差和高炭黑合高油量配合胶料的混炼，如BR、EPDM等。
（二）密炼机混炼的影响因素
（1）装胶容量
混炼容量必须适当，通常取密炼室总有效容积的60~70%。合理的容量或装填系数应根据生胶种类、配方特点，设备特征与磨损程度以及上顶栓压力来确定。
（2）上顶栓压力
上顶栓压力控制在0.3~0.6MPa。随着容量和转速的提高，上顶栓的压力需适当加大，上顶栓压力提高会加速混炼过程中胶料生热，并增加功率消耗。
（3）转子转速和混炼时间
转子转速快，剪切速率大，混炼时间缩短。转速增加一倍，混炼周期大约缩短30%~50%。
如20r/min密炼机混炼一车料需要10~12min，改用40r/min密炼机只需要4~5min，如用60~80r/min 密炼机，则混炼时间可缩短至1~1.5min。
常用的转速范围在40~60r/min。
延长混炼时间能提高配合剂在胶料中的分散度，但会降低生产效率，混炼时间过长，会使硫化胶的物理机械性能受损。在保证质量的前提下，尽可能地缩短混炼时间。
（4）混炼温度
混炼温度高有利于生胶的塑性流动和变形，有利于混合吃粉，但不利于配合剂粒子的破碎与分散混合。混炼温度过高还会加速橡胶的热氧老化，使硫化胶的物理机械性能下降。温度太低会出现胶料压散
现象。
通常用混炼机的排胶温度来表征混炼温度。一般采用的排胶温度低于130℃。
（5）加料顺序
生胶→活性剂、固体软化剂、防老剂、普通促进剂→炭黑→液体软化剂→硫磺和超速促进剂分配系数K为生胶与炭黑的最佳混炼时间t c同炭黑母胶与液体软化剂的最佳混炼时间t m之比。四．混炼胶后胶料的补充加工与处理
1．压片与冷却
压片后立即浸涂隔离剂液进行冷却与隔离，并经进一步吹风干燥，使胶片温度降低到50℃以下。
2．滤胶
对于质量和性能要求比较严格的某些胶料，特别是气密性要求严格的内胎胶料、气囊胶和其他气动薄膜制品的胶料，混炼后鼻息滤胶。
3．停放与管理
一般需要停放4~8小时以上才能使用。
停放的目的是：a．使胶料进行松弛，减小收缩；
b．使配合剂继续扩散，促使胶料进一步均匀；
c．使橡胶与炭黑进一步相互作用，生成更多的结合橡胶。
在储存期间注意胶料的通风和散热，以防焦烧。
§12.3 混炼胶的质量检查
一．胶料的快检
混炼胶质量的传统快检项目有：可塑度、密度、硬度。
（一）可塑度测定
（二）密度测定
反映：配合剂少加、多加或漏加；配合剂的分散不均。
（三）硬度
二．物理机械性能测定
常规的物理机械性能检测项目：拉伸强度、伸长率和硬度等；根据胶料的不同性能要求选择专门性能项目进行测试，如胎面胶测定磨耗性能等。
三．配合剂的分散度检查
目测：借助10倍放大镜或低倍双目显微镜观测胶料表面，粗略判断胶料的分散程度；
显微镜测定：利用光学显微镜、电子显微镜来观察胶料切片，能真实地反映混炼胶的分散程度。
四．胶料硫化特性的检查
近年来，广泛采用各种类型的仪器来进行胶料质量的检验，如硫化仪。
§12.4 各种橡胶的混炼特性（P596）
思考题：
1．开炼机的基本结构主要由哪几部分组成？其规格怎样表示？
2．密炼机的基本结构主要由哪几部分组成？其规格怎样表示？
3．试述开炼机和密炼机的工作原理？它们不同的地方在哪里？
4．什么叫塑炼？其目的意义何在？是否每种生胶都要塑炼？
5．氧对生胶塑炼起什么作用？
6．温度对生胶塑炼有何影响？为什么天然胶在115℃时塑炼效果最差？
7．开炼机塑炼和密炼机塑炼各有何优缺点？
8．用密炼机塑炼应控制的工艺条件有哪些，它们对塑炼有何影响？
9．用开炼机塑炼应控制的工艺条件有哪些，它们对塑炼有何影响？
10．为什么对各种制品用的塑炼胶都规定有一定的可塑度？其可塑度过大或过小有什么不好？11．什么叫混炼？混炼的目的意义是什么？
12．橡胶与填料的混合过程分为几个阶段？在每个阶段种发生什么变化？
13．试述胶料在密炼机内的流动状态和变形机理。
14．用开炼机混炼应控制的工艺条件有哪些，它们对混炼有何影响？
15．用密炼机混炼应控制的工艺条件有哪些，它们对混炼有何影响？
16．试述密炼机的一段法和两段法的混炼次序及其优缺点。
17．为什么混炼胶胶料的质量要进行快检？需要检查哪些项目？
化工工艺学知识点 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
第二章粗原料气制取一、固体燃料气化法 名词解释：煤气化：使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤炭转变为燃料 用煤气或合成用煤气。 加氮空气；水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含 量，用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气 标准煤：含碳量为84%的煤（每千克标准煤的热值为7000千卡）1．煤气化有几种工业方法各有什么特点 蓄热法：将空气和水蒸气分别送入煤层，也称间歇式制气法 富氧空气气化法：用富氧空气或纯氧代替空气进行煤气化 外热法: 利用其他廉价高温热源来为煤气化提供热能，尚未达到工业化阶段 2．气化炉有哪些床层类型，描述各自的特点工业用煤气化炉有几种类型 固定床：气体从颗粒间的缝隙中穿过，颗粒保持静止 流化床：增大气速，颗粒开始全部悬浮于气流中，而且床层的高度随气速的增大而升高 气流床：气流速度增大至某一极限值时，悬浮于气流中的颗粒被气流带出 间歇式气化炉、鲁奇炉、温克勒炉、K-T炉、德士古炉 3．煤的气化剂有哪些用不同气化剂进行煤气化，气体产物各是什么 空气和水蒸气
空气煤气（N2、CO）、水煤气（H2、CO）、混合煤气、半水煤气 4．固定床煤气化炉燃料层如何分区各区进行什么过程 干燥区:使新入煤炉中的水分蒸发 干馏区：煤开始热解，逸出以烃类为主的挥发分，而燃料本身开始碳化 气化区:煤气化的主要反应在气化区进行 灰渣区：灰渣于该区域出炉 5．固定床气化炉燃料最下层是什麽区其有何作用 灰渣区可预热从底部进入的气化剂并保持不因过热而变形 6．间歇式制半水煤气的工作循环是什么为什么循环时间如何分配 工业上将自上一次开始送入空气至下一次再送入空气为止，称为一个循环。每个循环有五个阶段，吹风阶段、蒸汽一次上吹、蒸汽下吹、蒸汽二次上吹、空气吹净7．什麽是加氮空气其作用为何使用中应注意什麽事项 水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含量。 用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气 使炉温下降慢调节合成氨气体成分，严格控制氮含量，以免引起事故 8．德士古炉废热如何回收？ 直接激冷法、间接冷却法、间接冷却和直接淬冷 9．画出间歇式煤气化、德士古炉及谢尔废热锅炉连续气化工艺制备合成氨流程，为什么后两者流程有差别？ Ｐ７０Ｐ７２ 二、一氧化碳变换
橡胶生产工艺简介 1 综述 橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料，橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。 橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程，通过各种加工手段，使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶，在加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。 2 橡胶加工工艺 2.1塑炼工艺 生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。 生胶塑炼的目的是降低它的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。 掌握好适当的塑炼可塑度，对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现，有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。 在橡胶工业中，最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。 开炼机塑炼时温度一般在80℃以下，属于低温机械混炼方法。密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120℃以上，甚至高达160-180℃，属于高温机械混炼。 生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。 几种胶的塑炼特性： 天然橡胶用开炼机塑炼时，辊筒温度为30-40℃，时间约为15-20min；采用密炼机塑炼当
温度达到120℃以上时，时间约为3-5min。 丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间，因此，丁苯橡胶也可不用塑炼，但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性 顺丁橡胶具有冷流性，缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低，可不用塑炼。 氯丁橡胶得塑性大，塑炼前可薄通3-5次，薄通温度在30-40℃。 乙丙橡胶的分子主链是饱和结构，塑炼难以引起分子的裂解，因此要选择门尼粘度低的品种而不用塑炼。 丁腈橡胶可塑度小，韧性大，塑炼时生热大。开炼时要采用低温40℃以下、小辊距、低容量以及分段塑炼，这样可以收到较好的效果。 2.2混炼工艺 混炼是指在炼胶机上将各种配合剂均匀的混到生胶种的过程。混炼的质量是对胶料的进一步加工和成品的质量有着决定性的影响，即使配方很好的胶料，如果混炼不好，也就会出现配合剂分散不均，胶料可塑度过高或过低，易焦烧、喷霜等，使压延、压出、涂胶和硫化等工艺不能正常进行，而且还会导致制品性能下降。 混炼方法通常分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。这两种方法都是间歇式混炼，这是目前最广泛的方法。 开炼机的混合过程分为三个阶段，即包辊（加入生胶的软化阶段）、吃粉（加入粉剂的混合阶段）和翻炼（吃粉后使生胶和配合剂均达到均匀分散的阶段）。 开炼机混胶依胶料种类、用途、性能要求不同，工艺条件也不同。混炼中要注意加胶量、加料顺序、辊距、辊温、混炼时间、辊筒的转速和速比等各种因素。既不能混炼不足，又不能过炼。 密炼机混炼分为三个阶段，即湿润、分散和涅炼、密炼机混炼石在高温加压下进行的。操作方法一般分为一段混炼法和两段混炼法。 一段混炼法是指经密炼机一次完成混炼，然后压片得混炼胶的方法。他适用于全天然橡胶或掺有合成橡胶不超过50%的胶料，在一段混炼操作中，常采用分批逐步加料法，为使胶料不至于剧烈升高，一般采用慢速密炼机，也可以采用双速密炼机，加入硫磺时的温度必须低
橡胶工艺学教学大纲 课程编号:0303101 现代橡胶工艺学总学时:48(64*) Principles of Rubber Processing 总学分:3(4*) 课程性质:专业必修课 开设学期及学时分配:高分子科学与工程专业本科第六学期，共16周，每周3学时; 高分子科学与工程专业专科第四学期，共16周，每周4学时; 适用专业及层次:适用于高分子科学与工程专业的本科和专科学生先行、后继课程情况:先行课程:《高分子化学》、《高分子物理》等 后继课程:《橡胶制品设计与制造》、《现代橡胶配方设计》、《轮胎设计与制造》 推荐参考书:《橡胶工业手册》、《橡胶化学》、《橡胶工艺原理》、《橡胶化学与物理》一、课程目的与要求 学完该课程，学生应该具有的知识和能力: 1、具备橡胶配合和加工的基本知识，为后继课程、毕业设计、毕业后的工作打下坚实的理论基础; 2、能独立地阅读并理解有关文献、资料，具有一定的分析与解决问题的能力; 3、具有从事简单配方设计、工艺条件选定的能力。 二、课程内容与学时分配: 绪论 ,1学时,,2学时*, 1)橡胶的概念 2)橡胶材料的特点 3)橡胶性能的表征
4)橡胶的用途 5)该课程的主要内容 6)橡胶的发展历史 第一章生胶 ,7学时,,10学时*, 第一节生胶的分类 第二节天然橡胶 1)天然橡胶的制造、分类与分级 2)天然橡胶的组成、结构与性质 3)合成聚异戊二烯橡胶 4)反式聚异戊二烯橡胶 5)天然橡胶的用途 第三节丁苯橡胶 1)丁苯橡胶的制造与分类 2)丁苯橡胶的结构 3)丁苯橡胶的性能 4)丁苯橡胶的用途 1 第四节顺丁橡胶 1)聚丁二烯橡胶的分类 2)顺丁橡胶的结构 3)顺丁橡胶的性能 4)顺丁橡胶的用途 第五节乙丙橡胶 1)乙丙橡胶的分类 2)乙丙橡胶的结构
橡胶工艺学课程习题 一．名词解释∶ 1．橡胶：是一种有机高分子材料，能够在大的变形（高弹性）下迅速恢复其形变；能够被改性（硫化）；改性的橡胶不溶于（但能溶胀于）沸腾的苯、甲乙酮、乙醇和甲苯混合液等溶剂中；改性的橡胶在室温下被拉伸到原长的2倍并保持1min 后除掉外力，它能在1min 内恢复到原长的1.5倍以下。 2．格林强度：未经硫化的拉伸强度 3．冷流性：生胶或未硫化胶在停放过程中因为自身重量而产生流动的现象。 4．活性剂：配入橡胶后能增加促进剂活性，能减少促进剂用量或降低硫化反应温度，缩短硫化时间的物质 5．促进剂的迟效性 6．焦烧：加有硫化剂的混炼胶在加工或停放过程中产生的早期硫化现象。焦烧现象本质是硫化，胶料局部交联 7．工艺正硫化时间：胶料从加入模具中受热开始到转矩达到M 90所需要的时间。%90)(90?-+=L H L M M M M 8．硫化返原：又称返硫，是胶料处于过硫化状态，胶料的性能不断下降的现象。 9．硫化效应:硫化强度与硫化时间的乘积，用E 表示。? 10．防老剂的对抗效应:防老剂（抗氧剂）并用后产生的防护效能低于参加并用的各抗氧剂单独使用的防护效能之和 11．防老剂的协同效应:防老剂（抗氧剂）并用后的防护效能大于各抗氧剂单独使用的效能之和，是一种正效应。 12．软质炭黑:粒径在40nm 以上，补强性低的炭黑 13．硬质炭黑:粒径在40nm 以下补强性高的炭黑 14．结合橡胶:也称为炭黑凝胶，是指炭黑混炼胶中不能被它的良溶剂溶解
的那部分橡胶。 15 ．炭黑的二次结构:又称为附聚体，凝聚体或次生结构，它是炭黑聚集体间以范德华力相互聚集形成的空间网状结构，不牢固，在与橡胶混炼是易被碾压粉碎成为聚集体。 16．增塑剂:增塑剂又称为软化剂，是指能够降低橡胶分子链间的作用力，改善加工工艺性能，并能提高胶料的物理机械性能，降低成本的一类低分子量化合物。 17．塑炼:塑炼是指通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方式，使橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软的塑性状态的过程 18．压延效应压延后胶片出现性能上的各项异性现象 19. 抗氧指数又称塑性保持率，是指生胶在140℃×30min前后华莱士塑性值的比值，其大小反映生胶抗热氧化断链的能力。 二．填空∶ 1．碳链橡胶中，不饱和橡胶有__NR __、__SBR __、___BR __、__IR __， 饱和橡胶有__EPM _、__EPDM _、__IIR _、_FPM _、_ACM _； 杂链橡胶有_聚氨酯橡胶PU _、__聚硫橡胶T __；元素有机橡胶包括_硅橡胶MVQ __等。 2．通用合成橡胶包括__丁苯橡胶SBR ___、__顺丁橡胶BR __、__异戊橡胶IR __、__氯丁橡胶CR __、__乙丙橡胶EPR __、_丁基橡胶IIR _和_丁腈橡胶NBR _。 3．天然橡胶中包含的非橡胶成分有____蛋白质____、____丙酮抽出物_____、_____少量灰分____、____水分____和_______。 4．？目前所有弹性体中，弹性最好的橡胶是_NR_(BR是通用橡胶中最好的)______，比重最小的橡胶是_______，耐磷酸酯油类的橡胶是_乙丙橡胶______，气密性最好的橡胶是_CO _，气透性最好的橡胶是_硅橡胶______，耐压减振性好的橡胶是_______，广泛用作胶粘剂的橡胶是_硅橡胶______，具有生理惰性的橡胶是_硅橡胶______，滞后损失、生热大的橡胶是________，抗湿滑性差的橡胶是_BR______，耐高低温性最好的橡胶是________，耐磨性最好的橡胶是______。 5．NBR根据丙烯腈的含量可分为____极高CAN含量____、__高CAN含量__、____中高CAN含量____、___中CAN含量___和__低CAN含量__五类。
名词解释 链段：链段是指高分子链上划分出来的可以任意取向的最小单元。 柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质 均聚物：由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物。 共聚物：由两种或两种以上不同单体经聚合反应而得的聚合物。 近程结构：一个或几个结构单元的化学组成、空间结构及其与近程邻近基团间的键接关系。 远程结构：相距较远的原子（团）间在空间的形态及其相互作用。 取向态结构：由于大分子链的取向而形成的聚集态结构。 聚集态结构：高分子材料中分子链与链间的排列与堆砌结构。 构象：分子中由于共价单键的旋转所表现出的原子或基团的不同空间排列。 构型：在立体化学中，因分子中存在不对称中心而产生的异构体中的原子或取代基团的空间排列关系。 松弛时间：黏弹性材料作松弛试验时，应力从初始值降至1／e(=0.368)倍所需的时间。 普弹性：材料瞬时产生的由内能变化导致的可逆小形变的特性 高弹性：小应力作用下由于高分子链段运动而产生很大的可逆形变的性质。所产生的形变称为高弹形变。 强迫高弹性：玻璃态高分子在大应力作用下由熵变导致的大形变，升温后可回复。 玻璃化转变温度：是玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度 粘流温度：Tf为高弹态与粘流态间的转变温度，叫做粘流温度或软化温度 力学松弛：由分子运动的松弛特性导致的高分子力学性能也具有时间依赖性的特性。 蠕变：恒温、恒负荷下，高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象 应力松弛：恒温恒应变下，材料内部的应力随时间延长而逐渐衰减的现象。 滞后现象：聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象称为滞后现象 内耗：聚合物在交变应力作用下，产生滞后现象，使机械能转变为热能的现象。 流变性：物质在外力作用下的变形和流动性质,主要指加工过程中应力，形变，形变速率和粘度之间的联系 剪切变稀流体：流动时表现粘度随剪切应力或剪切速率增加而逐渐下降的流体 挤出胀大：挤出机挤出的高聚物熔体直径比挤出模孔直径大的现象。 切力增稠流体：流动时表现粘度随剪切应力或剪切速率增加而逐渐增大的流体。 熔融指数：表示塑胶材料加工时的流动性的数值 门尼粘度：反映橡胶加工性能的好坏和分子量高低及分布范围宽窄的数值 可塑度：是指被测试样在一定外力作用下产生压缩形变的大小和除去外力后保持形变的能力。 高分子的基本概念、高分子的结构 1. 高分子有何特征? （1）分子量很高或分子链很长，这是高分子化合物最根本的特点。 （2）高分子是由很大数目的结构单元通过共价键相连接而成（均聚物，共聚物） （3）高分子的结构具有不均一性（多分散性） （4）大多数高分子的分子链具有一定的柔顺性 2. 试分析线型、支链型、交联型高分子的结构和性能特点? 线型：形状：整条高分子犹如一条又细又长的线，大分子既可卷曲成团，也可舒展成直线，这取决于高分子链本身的柔性及所处的外部条件。通常各种橡胶、大多数的纤维、塑料等都属线形大分子。特点：既可溶解又可熔融，易于加工成型。 支链型：链分子在二维空间键合增长所形成的高聚物。其主链上带有长短不一的支链，支链的形状有星型、梳型、无规支链型等几种。特点：与线形大分子相比，带短支链的高聚物更易溶解和熔融，且机械强度低此外，支链型高聚物大分子上有叔碳原子，其反应活性高，所以热稳定性差，易老化变硬变脆。 交联型：高分子链之间通过支链或某种化学键相键接，形成的三维网状大分子热固性塑料、硫化橡胶都属于网状大分子。特点：若分子间形成网状结构，则整个高聚物可看成一个大分子，既不溶解也不熔融，只能熔胀。随着分子间交联程度的增加，材料的弹性降低，但机械强度和硬度都增加 3. 以丁二烯和苯乙烯共聚物为例，说明单体共聚方式对高聚物性能的影响。 1）75%的丁二烯和25%的苯乙烯无规共聚，共聚物具有良好的弹性，是丁苯橡胶； 2）20%的丁二烯和80%的苯乙烯接枝共聚，共聚物是韧性很好的耐冲击PS塑料；
弟一章：绪论 1.现代化学工业的特点 ①原料、生产方法和产品的多样性与复杂性。 ②向大型化、综合化、精细化发展。 ③多学科合作、技术密集型生产。 ④重视能量合理利用，积极采用节能工艺和方法 ⑤资金密集，投资回收速度快，利润高 ⑥安全与环境保护问题日益突出 第二章：化学工艺基础 1.石油的常、减压蒸馏流程有：燃料型、燃料-润滑油型、燃料-化工型 2.化工生产过程一般可概括为：①原料预处理②化学反应③产品分离及精制 3.可运用推论分析法、功能分析、形态分析等方法来进行流程设计。 4.化工过程的主要效率指标：①生产能力和生产强度②化学反应的效率——合成效率③转化率，选择性和收率④平衡转化率和平衡产率 5．计算题（转化率，选择性，收率） 转化率（以x表示）：某一反应物反应掉的量占其输入量的百分数。(以Na1、Na2分别表示反应物A输入及输出体系的摩尔数，则反应物A的转化率 ) Xa=(Na1-Na2)÷Na1×100％ 选择性（以S表示）：反应物反应生成目的产物所消耗的量占反应掉的量的百分数。反应物为A，生成的目的产物为D，N D 表示生成的目的产物D的摩尔数，a、d分别为反应物A 与目的产物D的化学计量数，则选择性为 S=（N D×a/d）÷((Na1-Na2) ×100％ 收率（以Y表示）：目的产物的量除以反应物（通常指限制反应物）输入量，以百分数表示。它可以用物质的量（摩尔数）或质量进行计算。若以摩尔数计算，考虑化学计量系数，则目的产物D的收率为： Y D=（N D×a/d）÷Na1 ×100％ 转化率、选择性与收率三者之间的关系为：Y=SX 6.反应条件对化学平衡和反应速率的影响。 答：（1）.温度 对于吸热反应，△H〉0，K值随着温度升高而增大，有利于反应，产品的平衡产率增加。 对于放热反应，△H〈0，K值随着温度的升高而减小，平衡产率降低。故只有降低温度才能使平衡产率曾高。 （2）.浓度的影响 反应物浓度越高，越有利于平衡产物向产物的方向移动。反应物浓度越高，反应速率越快。 （3）.压力的影响 对分子数增加的反应，降低压力可以提高平衡产率。 对于分子数减少的反应，压力升高，产物的平衡产率增大。 对分子数没有变化的反应，压力对平衡产率无影响。 第三章：烃类热裂解 1.在原料确定的情况下，从裂解过程的热力学和动力学出发，为了获得最佳裂解效果，应选择什么样的工艺参数？为什么？
橡胶工艺学教学大纲 橡胶工艺学教学大纲第一部分原材料与配合 前六章系统地论述了橡胶及其配合体系(各种弹性体的结构与性能及其应用、硫化、补 强与填充、老化防护、增速)以及共混的原理与方法。 第一章生胶 本章内容与基本要求? 1(掌握天然橡胶及通用合成橡胶的结构、性能; 2(掌握特种合成橡胶的结构及主要特性; 3(了解新形态橡胶的结构及特性; 4(了解再生橡胶的制造特性; 5(掌握再生胶的使用特点。 本章主要参考资料? 1(橡胶工业手册，第一分册 2(橡胶化学，王梦蛟译 3(橡胶工业原材料国内外技术条件 4(特种合成橡胶 5(橡胶原材料选择指南 6(橡胶工艺 7(Rubber Technology and Manufacture 第二章橡胶的硫化体系 本章内容与基本要求? 1(了解橡胶硫化的发展概况，硫化过程中的性能变化; 2(了解橡胶结构对硫化的影响及二烯烃类不饱和橡胶和硫磺的反应性 3(掌握硫化的基本概念、硫化参
数、正硫化的测定方法; 4(掌握各种硫化体系所适应的橡胶，配合特点及硫化胶性能 5(硫磺促进剂的作用机理和常用促进剂的作用特性; 6(掌握硫磺、促进剂在传统硫化体系、有效硫化体系和半有效硫化体系中的配合原则和应 用; 7(掌握硫化胶结构与性能的关系以及温度、压力、时间这三要素在橡胶工业中的重要作用。 本章主要参考资料? 1(橡胶化学与物理，朱敏主编 2(橡胶工业手册，第二、三分册 3(加硫と加硫调整 of work enthusiasm and forward-looking. The difficulties and problems of individual cadres indifferent masses as the buck passing, long, make some simple complex problems. Some cadres general talk about pay, do not take the initiative to undertake for the bitter and tired of the work, the lack of courage to play a positive attitude." corrective measures: (LED Leadership: Luo Mingjun, rectification time: before September 25th, insist for a long time) 1, effectively solve the enterprise less, help is not enough. In order to "turn style, solve problems, and do practical things, heart to heart" as the core, in accordance with the provisions of division of Labor Bureau, by the Bureau of Party members and cadres room composition the working group , to help enterprises solve problems, promote the construction of major projects; close ties with the masses, to ask for the people, ask for
第三章机械分离 本章学习指导 1．本章学习目的 通过本章学习能够利用流体力学原理实现非均相物系分离（包括沉降分离和过滤分离），掌握过程的基本原理、过程和设备的计算及分离设备的选型。 建立固体流态化的基本概念。 2．本章重点掌握的内容 （1）沉降分离（包括重力沉降和离心沉降）的原理、过程计算和旋风分离器的选型。 （2）过滤操作的原理、过滤基本方程式推导的思路，恒压过滤的计算、过滤常数的测定。 （3）用数学模型法规划实验的研究方法。 本章应掌握的内容 （1）颗粒及颗粒床层特性 （2）悬浮液的沉降分离设备 本章一般了解的内容 （1）离心机的类型与应用场合 （2）固体流态化现象（包括气力输送） 3．本章学习中应注意的问题 本章从理论上讨论颗粒与流体间相对运动问题，其中包括颗粒相对于流体的运动（沉降和流态化）、流体通过颗粒床层的流动（过滤），并借此实现非均相物系分离、固体流态化技术及固体颗粒的气力输送等工业过程。学习过程中要能够将流体力学的基本原理用于处理绕流和流体通过颗粒床层流动等复杂工程问题，即注意学习对复杂的工程问题进行简化处理的思路和方法。 4．本章教学的学时数分配 知识点3-1 授课学时数1 自学学时数2 知识点3-2 授课学时数3 自学学时数6 知识点3-3 授课学时数3 自学学时数6 知识点3-4 授课学时数1 自学学时数2 参考书籍 （1）柴诚敬，张国亮.化工流体流动与传热.北京:化学工业出版社,2000 （2）陈维枢主编.传递过程与单元操作.上册.浙江:浙江大学出版社,1993 （3）陈敏恒等,化工原理(上册).北京:化学工业出版社,1999 （4）机械工程手册编辑委员会.机械工程手册(第二版),通用设备卷.北京:机械工业出版社,1997 （5）大连理工大学化工原理教研室.化工原理,上册.辽宁:大连理工大学出版社,1993 （6）时钧等.化学工程手册,上卷.2版.北京:化学工业出版社,1996 （7）McCabe W. L. and Smith. J. C. Unit Operations of Chemical Engineering. 5th. ed. New York: McGraw Hill,1993 （8）Foust A. S. and Wenzel. L.
第十二章混炼工艺 混炼：通过适当的加工将配合剂与生胶均匀混合在一起，制成质量均一的混合物的工艺过程。 混炼胶的质量要求：（1）胶料应具有良好的加工工艺性能；（2）保证成品具有良好的使用性能。 §12.1 混炼前的准备 一．原材料与配合剂的质量检验 通常对配合剂检验的内容主要有：纯度、粒度及分布、机械杂质、灰分及挥发分含量、酸碱度等。具体依配合剂类型不同而异。 生胶一般检验化学成分、门尼粘度及物理机械性能。 二．配合剂的补充加工 （一）粉碎 块状和粗粒状配合剂必须经过粉碎或磨细处理才能使用，如沥青、松香和古马隆等固体用粉碎机粉碎。 （二）干燥 干燥的目的是减少配合剂中的水分和其他挥发分含量，防止粉末状配合剂结团，便于筛选和混炼分散，避免某些配合剂遇水变质和胶料内部产生气泡和海绵。 干燥方式可采用真空干燥箱、干燥室或螺旋式连续干燥机等。 （三）熔化与过滤及加温 低熔点固体软化剂如石蜡和松香等须进行加热熔化，达到干燥脱水和降低粘度作用后，再经过滤去掉其中的机械杂质。 （四）筛选 粉末状固体软化剂粒度及粒度分布达不到规定标准的，或已经发生配合剂结团及含有机械杂质的必须经过筛选加工，去掉其中的机械杂质、较大颗粒与结团。 三．油膏和母炼胶的制造 油膏：为了使配合剂易于在胶料中混合分散，减少飞扬损失造成环境污染，保证胶料的混炼质量，将某些配合剂、促进剂等事先以较大比例与液体软化剂混合制成膏状混合物。 母炼胶：将在通常混炼条件下短时间内难以混合均匀且混炼生热量多，能耗较大的某些配合剂以较大的比例事先与生胶单独混合制成组分比较简单的混合物料。最常见的有促进剂母胶、炭黑母胶、化学塑解剂母胶等。 四．称量配合 要求称量配合操作做到：精密、准确、不漏、不错。 称量配合的操作方式有两种：（1）手工操作；（2）机械化自动称量配合。
橡胶生产工艺流程 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
【乳胶网-】 1.基本工艺流程 伴随现代工业尤其是化学工业的迅猛发展，橡胶制品种类繁多，但其生产工艺过程，却基本相同。以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺过程主要包括： 原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→修整→检验 2.原材料准备 橡胶制品的主要材料有生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。其中生胶为基本材料；配合剂是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料；纤维材料（棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维）和金属材料（钢丝、铜丝）是作为橡胶制品的骨架材料，以增强机械强度、限制制品变型。 在原材料准备过程中，配料必须按照称量准确。为了使生胶和配合剂能相互均匀混合，需要对某些材料进行加工： 1.基本工艺流程 伴随现代工业尤其是化学工业的迅猛发展，橡胶制品种类繁多，但其生产工艺过程，却基本相同。以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺过程主要包括： 原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→检验 2.原材料准备 橡胶制品的主要材料有生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。其中生胶为基本材料；配合剂是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料；纤维材料（棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维）和金属材料（钢丝、铜丝）是作为橡胶制品的骨架材料，以增强机械强度、限制制品变型。 在原材料准备过程中，配料必须按照称量准确。为了使生胶和配合剂能相互均匀混合，需要对某些材料进行加工： 生胶要在60--70℃烘房内烘软后，再切胶、破胶成小块； 块状配合剂如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎； 粉状配合剂若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去； 液态配合剂（松焦油、古马隆）需要加热、熔化、蒸发水分、过滤杂质；
橡胶工艺学试题库 一、填空题 1.生胶即尚未被交联的橡胶, 由线形大分子或者带支链的线性大分子构成。 2.生胶随温度的变化有三态, 即玻璃态、高弹态和粘流态。 3.橡胶按来源与用途可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。 4.合成橡胶分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两大类。 5.天然橡胶大分子链结构单元是异戊二烯。 6.产量最大的一种合成橡胶是丁苯橡胶, 其结构单元是苯乙烯和丁二烯。 7.生产合成橡胶常见的聚合方法是溶液聚合或乳液聚合。 8.二元乙丙橡胶是完全饱和的橡胶, 只能用过氧化物交联; 三元乙丙橡胶主 链完全饱和, 但含有一定不饱和的侧链。 9.硫化是指橡胶的线型大分子链经过化学交联而构成三维网状结构的化学变 化过程。 10.橡胶硫化体系的三个部分是硫化剂、活化剂、促进剂。 11.橡胶硫化的历程可分为四个阶段: 焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化阶段、 过硫化阶段。 12.促进剂能够降低硫化温度、缩短硫化时间、减少硫磺用量, 又能改进硫化 胶的物理性能。 13.橡胶中常见的填料按作用可分为补强剂和填充剂两大类。最主要的补强剂是 炭黑。 14.炭黑按制造方法可分为炉法炭黑、槽法炭黑、热裂解炭黑、新工艺炭黑。 15.白炭黑的化学成分是二氧化硅, 可分为气相法和沉淀法两大类, 其补强效 果次于炭黑。 16.橡胶发生老化的主要因素有热氧老化、光氧老化、臭氧老化和疲劳老化。 17.橡胶的增塑实际上就是增塑剂低分子与橡胶高分子聚合物形成分子分散的 溶液, 增塑剂可看作是橡胶的稀释剂。 18.橡胶中常见的增塑剂有石油系增塑剂、煤焦油系增塑剂、松焦油系增塑剂、
脂肪油系增塑剂、合成增塑剂。 19.橡胶共混物的形态结构可分为均相结构、单相连续结构、两相联系结构。 20.橡胶的配方设计就是根据产品的性能要求和工艺条件, 合理地选用原材料, 制订各种原材料用量和配比关系。 21.橡胶工业中常见的混炼方法分为两种: 间歇式混炼和连续式混炼。 22.硫化可分为室温硫化和热硫化; 后者分为直接硫化和间接硫化。 二、名词解释 1. 塑炼: 经过机械力、热、氧或加入某些化学物质等方式, 使橡胶由强韧的高弹态转变为柔软的塑性态的过程。 2. 混炼: 经过适当的加工将配合剂与生胶均匀混合在一起, 制成质量均一的混合物, 完成这一加工操作的工艺过程称为混炼。 4. 压出: 是使胶料经过挤出机机筒壁和螺杆间的作用, 连续地制成各种不同形状半成品的工艺过程。 5. 正硫化: 在工业上又称为最宜硫化, 是橡胶制品性能达到最佳值时的硫化状态。 2. 三、简答题 1.什么是液体橡胶? 与普通橡胶相比有什么优缺点? ( 15分) 指室温下为粘稠状可流动的液体, 经适当的化学反应后可形成三维网状结构, 成为具有与普通橡胶类似性能的材料。 优点: 易于实现机械化、自动化、连续化生产, 不需用溶剂、水等分散介质便看实现液体状态下的加工。 缺点: 扩链后的强度及耐挠曲性不如固体橡胶, 加工需另建系统, 现有设备不适用, 材料成本高。
橡胶加工工艺基础知识一、塑炼 橡胶受外力作用产生变形，当外力消除后橡胶仍能保持其 形变的能力叫做可塑性。增加橡胶可塑性工艺过程称为塑 炼。橡胶有可塑性才能在混炼时与各种配合剂均匀混合； 在压延加工时易于渗入纺织物中；在压出、注压时具有较好的流动性。此外，塑炼还能使橡胶的性质均匀，便于控制生产过程。但是，过渡塑炼会降低硫化胶的强度、弹性、耐磨等性能，因此塑炼操作需严加控制。 橡胶可塑度通常以威廉氏可塑度、门尼粘度和德弗硬度等表示。 1、塑炼机理 橡胶经塑炼以增加其可塑性，其实质乃是使橡胶分子链断 裂，降低大分子长度。断裂作用既可发生于大分子主链，又可发生于侧链。由于橡胶在塑炼时，遭受到氧、电、热、机械力和增塑剂等因素的作用，所以塑炼机理与这些因素密切相关，其中起重要作用的则是氧和机械力，而且两者相辅相成。通常可将塑炼区分为低温塑炼和高温塑炼，前者以机械降解作用为主，氧起到稳定游离基的作用；后者以自动氧化降解作用为主，机械作用可强化橡胶与氧的接
塑炼时，辊筒对生胶的机械作用力很大，并迫使橡胶分子链断裂，这种断裂大多发生 在大分子的中间部分。塑炼时，分子链愈长愈容易切断。顺丁胶等之所以难以机械 断链，重要原因之一就是因为生胶中缺乏较高的分子量级分。当加入高分子量级分后， 低温塑炼时就能获得显著的效果。 氧是塑炼中不可缺少的因素，缺氧时，就无法获得预期的效果。生胶塑炼过 塑炼时，设备与橡胶之间的摩擦显然使得胶温升高。热对塑炼效果极为重要，而且在 不同温度范围内的影响也不同。 由于低温塑炼时，主要依靠机械力使分子链断裂，所以在像章区域内（天然胶低于 110C ）随温度升高，生胶粘度下降，塑炼时受到的作用力较小，以致塑炼效果反而下降。相反，高温塑炼时，主要是氧化裂解反应起主导作用，因而塑炼效果在高温区 （天然胶高于110C ）将随温度的升高而增大，所以温度对塑炼起着促进作用。各种橡胶由于特性不同，对应于最低塑炼效果的温度范围也不一样，但温度对塑炼效果 影响的曲线形状是相似的。由前已知，不论低温塑炼还是高温塑炼，使用化学增塑剂 皆能提高塑炼效果。接受剂型增塑剂，如苯醌和偶氮苯等，它们在低温塑炼时起游 离基接受剂作用，能使断链的橡胶分子游离基稳 定，进而生成较短的分子；引发剂型增塑剂，如过氧化二苯甲酰和偶氮二异丁腈等，它们在高温下分解成极不稳定的游离基，再引发橡胶分子生成大分子游离基，并进而氧化断裂。此外，如硫醇类及二邻苯甲酰胺基苯基二硫化物类物质，它们既能使橡胶分子游离基稳定，又能在高温下引发橡胶形成游离基加速自动氧化断裂，所以，这类化学增塑剂称为混合型增塑剂或链转移型增塑剂。 2、塑炼工艺 生胶在塑炼前通常需进行烘胶、切胶、选胶和破胶等处理。 烘胶是为了使生胶硬度降低以便切胶，同时还能解除结晶。
第三章反应过程和过程优化 第一节反应过程 化学工业生产过程包括物理过程和化学反应过程，其中化学反应过程往往是生产过程关键。反应过程进行的条件对原料的预处理提出了一定的要求，反应进行的结果决定了反应产物的分离与提纯任务和未反应物的回收利用。一个产品的反应过程的改变将引起整个生产流程的改变。因此，反应过程是化工生产全局中起关键作用的部分。 化学反应过程的分类 1．按化学反应的特性分类 按照反应机理的不同，可以将化学反应分为简单反应和复杂反应两大类。 同一组反应物只生成一种特定生成物的反应叫简单反应，它不存在反应选择性问题。 复杂反应是指由一组特定反应物同时或接续进行几个反应的反应过程。复杂反应的形式很多，主要有平行反应、连串反应、平行一连串反应和共轭反应等。 根据反应的可逆与否，化学反应可分为可逆反应和不可逆反应两类。不可逆反应能进行到底，反应物几乎全部转变为产物。可逆反应则受化学平衡的限制，反应只能进行到一定程度，反应产物需要分离和提纯，未反应物应该回收和循环使用。 从化学动力学的角度，可按反应分子数和反应级数区分化学反应。有单分子反应、双分子反应和个别的三分子反应；有零级反应、一级反应、二级反应和分数级反应等。 根据反应过程的热效应，化学反应可分为吸热反应和放热反应两大类。由于两类反应热特性不同，所以，反应过程要求的温度条件完全不同，使用的反应器类型也不同。 按反应物系的相态，可将化学反应分为均相反应和非均相反应。前者指反应组分(包括反应物、产物和催化剂)在反应过程中始终处于同一相态的反应；后者是指反应组分在反左过程中处于两相或三相状态的反应。 2．按反应过程进行的条件分类． 按照过程的温度条件可将反应过程划分为等温过程、绝热过程和非绝热变温过程。由于反应过程总是伴随着一定的热量变化，并且反应器和外界常有热交换和热损失，所以严格等温过程和绝热过程都是不存在的。如果装置在保温良好的情况下操作，那么过程接近绝热。在某些场合，又分为低温、常温和高温过程。 就压力状况可将反应过程分为常压、负压和加压过程。加压过程根据压力的高低又分高压、中压和低压过程。 根据操作方式的不同，化学反应过程可分为间歇过程、连续过程和半连续过程。这是分类方法中最常用和最重要的一种。 第二节反应器的基本研究 在工业上，实现化学反应的装置称为反应器。化学反应器是化工生产的核心设备，通专应满足下列要求： (1)反应器要有足够的反应体积，以保证反应物在反应器中有充分的反应时间，达到短定的转化率和产品质量指标： (2)反应器的结构要保证反应物之间，反应物与催化剂之间的良好接触。 (3)反应器要保证及时有效地输入或引出热量，以使反应过程在最适宜的操作温度T 进行。 (4)反应器要有足够的机械强度和耐腐蚀能力，以保证反应过程安全可靠，经济耐用． (5)反应器要尽量做到易操作、易控制、易制造、易安装、易维护检修。
《工艺学》第3章习题 1、氧化反应有哪些特点？这些特点与工艺流程组织有什么具体 联系？ 2、目前工业上生产硫酸的主要生产工艺主要哪几种？ 3、从沸腾炉过来的炉气净化有水洗流程和酸洗流程，请比较各自 的优缺点。 4、SO2催化氧化制SO3时，为什么要在不同温度条件下分段进行？ 5、SO2催化氧化制SO3的转化反应器，一般采用外部换热的多段绝 热式反应器，为什么不采用更简单的原料冷激式反应器？ 6、为什么不能采用精馏法将稀硝酸浓缩成浓硝酸？ 7、简述硝酸镁间接法生产浓硝酸的工艺原理。 8、硝酸生产中尾气回收常用的方法有哪些？ 9、简述氯醇法生产环氧乙烷的工艺原理。该工艺的主要缺点是什 么？ 10、乙烯直接氧化法制环氧乙烷工艺比传统的氯醇法有何显著优 点？ 11、乙烯直接氧化法制环氧乙烷一般采用固定床反应器，为什么不 采用传质、传热更好的流化床反应器？ 12、乙烯直接氧化法制环氧乙烷工艺中有空气氧化法和氧气氧化 法，是比较二者的优缺点。 13、乙烯直接氧化法制环氧乙烷氧化反应器的“热点温度”是什么 意思？如何控制？ 14、乙烯直接氧化法制环氧乙烷工艺的氧化反应过程中的“尾烧” 是什么意思？如何控制？ 15、烃类气相氧化过程中常需加入致稳气，其主要作用是什么？常 用的致稳气有哪些？ 16、催化氢化分为催化加氢和催化氢解，二者有何区别和联系？工 业上催化氢化的主要方法（工艺）有哪些？ 17、工业上催化氢化所用的氢气的主要来源有哪些？ 18、加氢催化剂可分为哪几类？各有何优缺点？在选择氢化催化 剂时需着重考虑的因素有哪些？ 19、硫化碱还原时，最合适的化合形式是Na2S2,请说明为什么？ 20、氮加氢合成氨过程中为什么要部分排放松弛气？试设想采取
第一章生胶三．问答题∶ 1.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? 答：蛋白质：NR中的含氮化合物都属于蛋白质。（a）蛋白质有防止老化作用；（b）分解放出氨基酸促进橡胶硫化；（c）使橡胶容易吸收水分，易发霉；（d）蛋白质的吸水性使制品的绝缘性降低。 丙酮抽出物：指橡胶中能溶于丙酮的物质，主要是一些高级脂肪酸和固醇类物质。高级脂肪酸：软化剂、硫化活化剂（促进硫化）甾醇：防老剂 磷脂：分解放出游离的胆碱，促进硫化 少量的胡萝卜素：物理防老剂（紫外线屏蔽剂） 灰分：是一些无机盐类物质，主要成分是Ca、Mg、K、Na、Cu、Mn等。其中K、Na、Ca、Mg影响橡胶的电性能；Cu、Mn等变价金属含量多加速橡胶的老化（限度＜3ppm）。水分：对橡胶的性能影响不大，若含量高，可能会使制品产生气泡。 2.回答问题并解释原因∶ ①SBR与NR相比，哪一种更耐热氧老化? SBR耐热氧老化比NR稍好原因：因为SBR分子链的侧基为弱吸电子基团，NR分子链的侧基是推电子基团，前者对于双键和双键的α氢的反应性有钝化作用，后者有活化作用，其次，苯基体积较大，对于反应可能有位阻作用，丁苯橡胶中双键浓度比天然橡胶稍低。②EPDM与IIR相比，哪一种更耐臭氧老化? 答：EPDM（乙丙橡胶），因为IIR的双键在主链上，而EPDM的双键在侧基上，在主链上影响较大。 ③NBR与CR相比，哪一种更耐石油类油类? 答：NBR（丁腈橡胶），NBR中含有极性很强的腈基，在各种基团中腈基的电负性最大。④CR与BR相比，哪一种更耐臭氧老化? 答：CR（氯丁橡胶），因为CR中主要是-CH=CH-结构，氯的存在抑制了-CH=C-中双键的反应性 ⑤BR与NR相比，哪一种冷流性大? 哪一种回弹性大? 答：BR冷流性较大，因为BR是溶液聚合的，分子量分布窄，支化少，凝胶少。断裂伸长比λb低及Tg低造成的。 BR比NR回弹性大，因为BR分子链无侧基，分子链柔性较好，分子间作用力较小。 3.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? 答： 4.试简述NR与IR在性能上的主要不同点及原因 未硫化胶流动性好于NR，生胶有冷流倾向，格林强度低，硫化速度较慢，IR压延、压出时收缩率较低，粘合性不亚于NR。 IR硫化胶相比于NR硬度，定伸应力和拉伸强度较低，扯断伸长率稍高，回弹性与NR相同，高温下回弹性比NR稍高，生热性及压缩永久变形、拉伸永久变形都较NR低，IR耐老化性稍逊于NR。 原因：IR微观结构中顺式含量低于NR，即分子规整性低于NR，所以异戊橡胶结晶能力比NR差，分子量分布较窄，不含有NR中那么多的蛋白质和丙酮抽出物等非橡胶成分。 5.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? 高温SBR与低温SBR相比，高温SBR分子量分布指数比低温SBR高，支化程度和凝胶含量比低温SBR高。 SBR分子链柔性较低，Tg较高，分子间作用力大，为改善加工性能，可加入软化剂，充油
课后习题 思考题（第一章） 1 现代化学工业的特点是什么 2 化学工艺学的研究范畴是什么 3 简述石油化工原料乙烯的用途 4 利用合成气可以合成哪些产品 5 你觉得应该如何来学习该门课程 6 化学工艺与化学工程有何不同 思考题（第二章） √1 为什么说石油、天然气和煤是现代化学工业的重要原料资源它们的综合利用途径有哪些 2生物质和再生资源的利用前景如何 3 何谓化工生产工艺流程举例说明工艺流程是如何组织的。 4 何谓循环式工艺流程它有什么优缺点 5 何谓转化率何谓选择性对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标 6 催化剂有哪些基本特征它在化工生产中起到什么作用在生产中如何正确使用催化剂 7 在天然气开采中，有时可获得含有C6～C8烃类的天然汽油，为了改善其辛烷值，用蒸馏塔除去其中的轻组分。如果天然汽油、塔顶馏出物和塔底中等辛烷值汽油的摩尔百分数组成为： 物料名称天然汽油中等辛烷值汽油塔顶馏出物 1. C6H14 25 0 60 2. C7H16 25 3 0 3. C8H18 50 1 0 假设它们的密度为0.8g/cm3，那么，从5000桶天然汽油中能生产出多少吨中等辛烷值汽油（1桶 = 42 US加仑， 1US加仑=, 1dm3 =103cm3） 8 某蒸馏柱分离苯-甲苯混合物，其质量组成各占50%，进料流量为10000kg/d，从柱顶冷凝器回收的产品含95%苯；柱底馏出物含95%甲苯。离开柱顶进入冷凝器的产物蒸气流量是8000kg/d，全部冷凝为液体后，部分产品作为回流液返回蒸馏柱的上部，其余取出即为产品。求回流与取出产品量之比。 在一个加氢裂化器中，较大分子烃经加氢裂解成较小分子烃。已知输入和输出的烃类组成为： a) 烃类输入输出 b) C5H12 10 mol% c) C6H14 40 mol% d) C7H16 20 mol% e) C12H26 100 mol% 30 mol% （1）每100 kmol原料烃可生产出多少C5～C7烃产品