橡胶工艺绪论

弹性：物体受外力作用变形后，除去作用力时能恢复原来形状的性质熵弹性：只有熵才能贡献的弹性叫熵弹性普弹性：高分子材料在外应力的作用下被拉伸时，在屈服点之前只产生小的线性可逆形变，其应力和应变从虎克弹性定律，此种性质称为普弹性粘弹性：高聚物所表现出的既具有粘性又具有弹性的性质碳链橡胶：主链全部由碳原子组成的橡胶硬质橡胶：玻璃化温度在室温以上、几乎不能拉伸的橡胶称为硬质橡胶杂链橡胶：主链中除碳原子外还有其它原子的橡胶分子链柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性临界分子量：聚合物的性质随分子量的增加或减少，变化规律发生转折所对应的分子量。

平均分子量：测定分子量的一种统计平均值，通常有数均分子量，粘均分子量，重均分子量，Z均分子量生胶：没有加入配合剂且尚未交联的橡胶分子量分布：由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法混炼胶：生胶与配合剂经过加工混合均匀且未被交联的橡胶硫化胶：混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下，经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶冷冻结晶：在冷冻条件下，产生局部的有序排列，并出现一定的排列形状拉伸结晶：在拉力的作用下产生形变，此时无规的分子链会顺着应力方向移动和定向，形成结晶空间构型：二烯类橡胶分子链中的双键，阻碍其两侧链节的自由转动，使双键两侧的基团固定化，产生空间异构现象。

问答题（1）一般来说，塑料、橡胶、纤维哪种分子量大?其分子结构各有什么特点?答：橡胶>塑料>纤维。

塑料基本有两种分子结构，线型和体型。

线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点；体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，所以没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。

橡胶分子量大，分子链容易旋转，分子链柔性好。

纤维：线性、长链的分子结构，即使有侧基或支链，也比较短、小。

分子链有一定长度，分子间可以达到高的相互作用而有强度。

（2）橡胶分子的组成和分子链结构对其性能和加工的影响答：分子量大，分子分布窄的其拉伸强度大（3）橡胶的分类方法有哪些？答：按来源用途分类，按化学结构分类，按生胶形态分类，按交联方式分类（4）分子量和分子量分布对橡胶性能和加工行为的影响答：分子量是鉴定橡胶性能和加工行为的重要依据。

随分子量上升，橡胶粘度逐步增大，流动性变小，在溶剂中的溶解度渐降，软化点渐升，力学性能也逐步提高。

但分子量超过一定值后，由于分子链过长，纠缠过剧，弹性反而下降，对加工性能不利，具体反映为门尼粘度增加，塑炼效果变劣，功率消耗增大，对设备磨损加剧等。

分子量分布窄的，性能比较均匀一致，便于质量控制。

分子量分布宽的，加工性能好，但其性能均匀性差（5）橡胶各个配合体系的作用答：硫化体系：使橡胶由线型大分子变成立体网状大分子。

补强体系：提高力学性能，使非自补强橡胶获得应用，改善工艺性能和降低成本。

防老体系：延长橡胶制品使用寿命。

增塑及操作体系：降低胶料黏度，改善加工性能，降低成本。

特种配合体系：赋予橡胶特殊的性能（6）列出橡胶加工工艺过程答：炼胶（分塑炼和混炼），压延，挤出，成型，硫化（7）列举几种橡胶制品及其主要性能要求答：家电用品上的橡胶零件或密封件，具有相当好的耐透气性以及耐各种化学介质和电绝缘的性能；轮胎，滚动阻力低，抗湿滑性好，耐磨性好，良好的低温性能和高的抓着力；鞋：耐热、耐各类老化、耐水、耐腐蚀、电绝缘生胶母炼胶:将生产用配方中的一部分配合剂混炼成胶料，作为下一步再按配方混炼的基础胶料叫做母炼胶耐热性（P298）、耐油性（P303）、耐寒性（P300）、耐磨性(P278)、耐老化性:质料及其制品耐老化作用的能力耐候性：质料如塑料、橡胶制品等，应用于室外担当气候的考验，如光照、风雨、细菌等造成的分析破损，其耐受能力叫耐候性。

补强（P76）、动态性能（Ｐ９０）、疲劳性能（Ｐ１３１）、生胶（P10）、胶料：胶料是使两个被粘物结合在一起时起主要作用的组分，是决定胶粘性能的基本成分。

混炼胶：指将配合剂混合于块状、粒状和粉末状生胶中的未交联状态，且具有流动性的胶料。

生胶或塑炼胶按配方与配合剂经炼胶机混炼的胶料叫做混炼胶（P3）硫化胶（P45）、氧指数（P209）、热塑性弹性体（42）、再生胶（P44）、标准胶2.问答题1.2 各种生胶的分类、制法及其结构与性能的关系。

（P）1.3 为什么NR具有优异的加工性能？(P18)1.4 为什么很多溶剂型橡胶胶粘剂用CR作为主体材料?答:所配成的胶黏剂可试问冷固化,初粘力很大,强度建立迅速,粘结强度较高,综合性能优良1.5 橡胶轮胎的胎面、胎侧、内胎一般选择什么橡胶作为主体材料? 为什么?答:丁基橡胶,优良的化学稳定性、耐介质性、电绝缘性、耐电晕性、耐极性油和低温性能。

通用胶中弹性最低和优异的阻尼性、最好的气密性。

它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7，丁苯橡胶的1/5，而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200，丁苯橡胶的1/140。

因此主要用于制造各种内胎一、将你所了解的橡胶品种按碳链橡胶（不饱和非极性、不饱和极性、饱和非极性、饱和极性）和杂链橡胶分为五类，写出主要结构式，并指出各种橡胶的主要特性及主要用途（或列表说明）。

二、比较NR、SBR、BR和EPDM的耐热性；比较NBR、ECO和FPM的耐寒性；比较IIR、BR、SBR、CR、NR的疲劳生热性能；比较NBR、ACM、ECO、CR和FPM的耐热油性。

并说明理由。

硫化体系名词解释：1、硫化：指橡胶的线型大分子链通过化学交联构成三维网状结构的化学变化过程。

2、交联官能度：交联剂具有的活性官能团数目3、交联分子量：两个相邻交联点间链段的平均分子量。

4、交联密度：单位体积硫化胶内的交联点数目，与单位体积内的有效链数目有关。

5、交联效率参数：橡胶在用硫黄硫化时每个交联处化学键结合的硫黄原子数。

6、硫化历程：焦烧阶段（诱导期）；热硫化阶段（交联反应）；平坦硫化阶段（网络形成）；过硫化阶段7、焦烧：混炼胶在存放过程或操作过程中产生早期硫化的现象8、焦烧时间：热硫化开始前的延迟作用时间，相当于硫化反应的诱导期。

9、焦烧阶段：热硫化开始前的延迟作用时间，相当于诱导期。

10、操作焦烧时间：橡胶加工中，由于热积累效应所消耗的焦烧时间。

11、剩余焦烧时间：混炼胶在模具中加热时保持流动性的时间。

12、硫化三要素：即硫化温度、硫化压力和硫化时间。

13、理论正硫化时间：胶料从加入模具中受热开始到转矩达到最大值所需要的时间。

14、工艺正硫化时间：胶料从加入模具中受热开始到转矩达到M90所需要的时间15、促进剂：能降低硫化温度，缩短硫化时间，减少硫黄用量，改善硫化胶性能的物质。

16、活性剂：凡是能够增加硫化促进剂的活性，提高硫化速度和硫化效率、改善硫化胶性能的化学物质都称活性剂。

17、防焦剂：凡是少量加入到胶料中，能够防止和迟缓胶料在硫化前的加工及储存过程中发生早期硫化的物质都称为防焦剂。

18、硫载体：指含硫化合物，在硫化过程中析出活性硫，使橡胶交联的物质19、无硫硫化：即硫载体硫化20、常硫体系：CV，指二烯类橡胶的通常硫磺用量范围的硫化体系21、有效硫化体系：简称EV，实际指硫黄在硫化反应中交联的有效程度。

22、高温硫化体系：在180～240℃温度下的硫化23、平衡硫化体系：使硫化胶的交联密度处于动态常量状态，把硫化返原降低到最低程度或消除硫化返原现象，这种硫化体系称为平衡硫化体系。

24、硫化返原：对任何橡胶来说，硫化时不只是产生交联，还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。

这一现象贯穿整个硫化过程。

在过硫阶段，如果交联仍占优势，橡胶就发硬，定伸强度继续上升，反之，橡胶发软，即出现返原25、喷霜：指未硫化胶或硫化胶中所含的配合剂迁移到表面并析出的现象26、交联键类型：单硫键，双硫键，多硫键27、过氧化物的半衰期：在该温度下过氧化物的活性氧含量损失达到一半时需要的时间28、过氧化物硫化的交联效率：指1mol的有机过氧化物使橡胶分子产生化学交联的物质的量（mol）29、金属氧化物硫化体系：用金属氧化物进行橡胶硫化的体系（参考版）2.简述题(1) 橡胶的硫化历程。

（P47）第一阶段：诱导期，活性剂、促进剂、硫黄之间相互作用，生成带有多硫促进剂侧基的橡胶大分子。

第二阶段：交联反应，带有多硫促进剂侧基的橡胶大分子与橡胶大分子之间发生交联反应，生成交联键。

第三阶段：网络熟化阶段，交联键发生短化、重排、裂解、主链的改性，交联键趋于稳定。

(2) 硫化体系的组成和各组分的作用。

硫黄（载硫体）/促进剂/活性剂/（防焦剂）/(抗返原剂)【答:硫黄（硫载体） /促进剂/ 活性剂（/防焦剂） /(抗返原剂)促进剂：能下降硫化温度，听说物理。

收缩硫化时间，削减硫黄用量，改善硫化胶职能的精神活性剂：活化硫化体系，进步交联密度，进步硫化胶耐老化职能。

Zno+mgo组成活化体系。

防焦剂：防焦烧，延迟焦烧时间。

防焦剂种类：学习附着力。

PVI (CTP)、水杨酸、NDPA】（3）、促进剂的各种活性基团及其作用（P52）常用促进剂都是由不同的官能基团组成的，促进剂中可能含有的官能团有：促进基：硫化过程中，促进剂分解出基团起促进作用。

活性基：促进剂在硫化过程中放出的氨基具有活化作用。

硫化基：硫黄给予体TMTD、DTDM等分解放出活性硫原子，参与交联反应。

防焦基：作用是抑制硫形成多硫化合物，并在低温下减少游离硫的形成。

(4)各类促进剂的作用特性。

（P54）噻唑类：酸性，准速级，硫化速度快，硫化曲线平坦性好，但易焦烧。

宜和酸性炭黑配合；硫化胶综合性能好；无污染，可用于浅色制品。

次磺酰胺类：属酸碱并用型，诱导期长，硫化速度快，准速级。

适于高温快速硫化。

秋兰姆类：酸性，硫化速度快，焦烧时间短，超速级。

为硫载体。

二硫代氨基甲酸盐类：硫化速度更快，属超超速级酸性促进剂，诱导期极短，适用于室温硫化和胶乳制品的硫化。

胍类：中慢速碱性促进剂，操作安全性好。

与酸性促进剂并用活化硫化体系，适于厚制品硫化。

硫脲类：促进效能低，抗焦烧性能差醛胺类：促进速度慢，无焦烧危险。

一般与其他促进剂如噻唑类等并用。

黄原酸盐类：一种酸性超超速级促进剂，硫化速度比二硫代氨基甲酸盐还要快，除低温胶浆和胶乳工业使用外，一般都不采用。

(5)促进剂的并用类型和特性。

P57(6)各种硫黄硫化体系的定义、特性、交联键结构、硫化胶性能及适用橡胶。

P61答:ev：有用硫化体系，高促低硫3-5：看着下降。

0.3-0.5，90%单键和双键-耐热氧老化，但初始静态怠倦性差，用于高温静态制品如密封制品、高温火速硫化体系。