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橡胶基本知识(总9页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除橡胶基本知识橡胶基本知识橡胶，同塑料、纤维并称为三大合成材料，是唯一具有高度伸缩性与极好弹性的高分子材料。
橡胶的最大特征首先是弹性模量非常小，而伸长率很高。
其次是它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。
某些特种合成橡胶更具备良好的耐油性及耐温性，能抵抗脂肪油、润滑油、液压油、燃料油以及溶剂油的溶胀；耐寒可低到－60℃至－80℃，耐热可高到＋180℃至＋350℃。
橡胶还耐各种曲挠、弯曲变形，因为滞后损失小。
橡胶的第三个特征在于它能与多种材料进行并用、共混、复合，由此进行改性，以得到良好的综合性能。
橡胶的这些基本性能，是它成为工业上极好的减震、密封、屈挠、耐磨、防腐、绝缘以及粘接等材料。
第一章橡胶的种类、特性和用途在全世界，橡胶（包括塑料改性的弹性体）的种类已超过100种。
如果按牌号估算，实际上已超过1000种。
一：橡胶的分类1．按原材料来源与方法橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。
其中天然橡胶的消耗量占1／3，合成橡胶的消耗量占2／3。
2．按橡胶的外观形态橡胶可分为固态橡胶（又称干胶）、乳状橡胶（简称乳胶）、液体橡胶和粉末橡胶四大类。
3．根据橡胶的性能和用途除天然橡胶外，合成橡胶可分为通用合成橡胶、半通用合成橡胶、专用合成橡胶和特种合成橡胶。
4．根据橡胶的物理形态橡胶可分为硬胶和软胶，生胶和混炼胶等。
根据橡胶种类及交联形式，在工业使用上，橡胶又可按如下分类。
一类按耐热及耐油等功能分为：普通橡胶、耐热橡胶、耐油橡胶以及耐天候老化橡胶、耐特种化学介质橡胶等。
另一类按橡胶的软硬程度划分为：一般橡胶、硬橡胶、半硬质胶、硬质胶、微孔胶、海绵胶、泡沫橡胶等。
具体分类方法见表一表一橡胶的分类分类方法分类名称分类说明1按橡胶的来源分类1天然橡胶它是采集橡胶树或橡胶草等含胶植物中的胶汁，经过区杂质、凝聚、液压、干燥等加工步骤而制成的，其主要化学组成成分是不饱和的橡胶烃。
橡胶的老化与寿命估算李 昂 橡胶或橡胶制品在使用或贮存过程中,表面逐渐发生变化。
例如变色、喷霜、发粘、变硬发脆、裂纹等。
同时橡胶的物理机械性能降低,强力、伸长率等大幅度下降,透气率增大,介电性能减弱,以致失去使用价值。
这种观象称为橡胶老化。
第一章 橡胶的老化机理橡胶的老化,在高温下比低温下快,不饱和橡胶比饱和橡胶快。
橡胶老化的实质是橡胶分子链的主链、侧链、交联键发生了断裂,同时产生了新的交联。
橡胶分子链、交联键断裂反应占优势,老化表现为表面发粘,原因是分子链断裂成小分子,如天然橡胶、丁基橡胶。
橡胶分子链若以新的交联反应占优势,老化则呈现出表面变硬、发脆产生裂纹等,因为分子链产生很多新的交联,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶等。
一般橡胶分子链在老化过程中,按照三种基本机理之一完成所有的化学反应。
异裂,当单键(两个电子)断裂时,在断片之一上留下两个电子,另一断片上是带有两个电子空穴。
对碳-碳键来说,将碳原子作为基质,起化学反应的组分作为反应物。
一个反应物一般携带一对电子(供体)或获取一对电子(受体)。
供体叫亲质子体或称反应亲质子体;受体叫亲电子体或称反应亲电子体。
均裂(游离基机理),当单键断裂时,在每个断片上均留下一个电子。
此机理在橡胶老化过程中体现得较多。
环化反应是第三个基本机理。
在老化过程中,有如下几种化学反应:(1)取代反应;(2)加成反应;(3)β-消除反应;(4)分子重排反应;(5)氧化还原反应;(6)水解反应;(7)综合反应。
橡胶老化从热化学上说,橡胶体系反应自由能G小于反应物的自由能才能进行反应。
自由能G等于体系的焓H减去温度T与熵S的乘积。
即:G=H-TS通常碳骨架橡胶具有负的ΔG值,故老化过程中的化学反应是容易发生的。
橡胶体系的熵S等于体系的热量Q除以温度T的商。
即:S=Q/T橡胶体系的焓H与内能u的关系为:H=u+pv式中:p-压力;v-体积。
当压力恒定时,H=Q。
这里的Q为恒定压力下的热容量。
橡胶工艺学复习题一、填空10分注：红字为答题部分.1．碳链橡胶中,饱和橡胶有乙丙橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶，不饱和橡胶有天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶。
3、促进剂按结构可分为噻×类、秋兰姆类、次磺酰胺类、胍类、二硫代氨基甲酸盐、硫脲类、醛胺类、黄原酸盐类八类;按PH值可分为酸性、碱性和中性三类；按硫化速度可分为超超速级、超速级、准速级、中速级和慢速级五类.5、适合高温快速硫化的橡胶结构为低双链含量的橡胶，可采用的硫化体系有EV 和SemiEV两种.7、在-C—S-C-、-C-S2—C—、—C-SX—C—三种交联键中，—C—S-C—热稳定性好，-C-S x-C—耐动态疲劳性好，—C—S x—C—强度高。
9、、NR热氧老化后表观表现为变软发粘，BR热氧老化后表现为变硬变脆.11、当防老剂并用时，可产生对抗效应、加和效应和协同效应，根据产生协同效应的机理不同，又可分为杂协同效应和均协同效应两类.12、13、炭黑的结构度越高，形成的包容橡胶越多，胶料的粘度越高，混炼的吃粉速度慢,在胶料中的分散性越高。
14、15、炭黑的粒径越小，混炼的吃粉速度越快，在胶料中的分散性越好；炭黑的粒径越小，对橡胶的补强性越高。
17、当橡胶的门尼粘度为60时可不用塑炼。
19、生胶的塑炼方法有物理增塑法、化学增塑法和机械增塑法;机械增塑法依据设备类型不同又可分为三种开炼机塑练法、密炼机塑练法和螺杆式塑炼机塑练法，依据塑炼工艺条件不同，又可分为低温机械塑练法和高温机械塑练法。
21、氧在橡胶的机械塑炼过程中起着大分子自由基活性终止剂和大分子氧化裂解反应引发剂的双重作用，其中在低温下,氧和橡胶分子的化学活泼性均较低,氧主要起大分子自由基活性终止剂作用，而在高温下氧起大分子氧化裂解反应引发剂作用。
23、混炼胶快检的项目有可塑度测定、相对密度测定和硬度测定。
25、在混炼准备工艺中，要求称量配合操作必须做到精密、准确、不漏、不错。
“高分子物理学习指导”参考答案：第一章：1-18答案：聚乙烯醇1-19答案：（a）聚丙烯酸甲酯；（b）聚甲基丙烯酸乙酯；（c）聚乙酸乙烯酯；（d）聚偏氟乙烯。
1-20答案：6.6％。
1-24答案：（1）顺1,4，反1,4，1,2全同，1,2间同，3,4全同，3,4间同。
（2）顺式全同，顺式间同，反式全同，反式间同，顺式无规，反式无规。
1-25提示：参见例1-6。
1-26答案：有4种。
顺式全同，反式全同，顺式间同，反式间同。
1-28答案：1,2加成有2种；3,4加成有2个不对称碳原子C*，有4种；1,4加成，有顺反结构还加一个C*，有4种。
所以共10种。
1-32提示：四种，即叠同双全同，叠同双间同，非叠同双全同，非叠同双间同。
1-33答案：（1）2种，4种；（2）无；（3）8种。
1-34答案：mmm，mmr，rmr，mrm，rrm，rrr。
1-35提示：4种。
1-36答案：前者4种，后者有头-尾，头-头和无规键接结构的三种顺序异构体，但无旋光异构体。
1-37答案：聚合物上的双键断裂，因而推断原聚合物是反式1,4聚（1,4-二甲基丁二烯）。
1-38提示：由于后者易结晶。
1-39答案：没有差别。
1-40提示：以正庚烷萃取聚丙烯为例。
1-43答案：头-尾键接和头-头键接两种，以前一种为主，因为R对自由基的共轭或超共轭稳定作用以及空间障碍。
1-44答案：<A>n=A%/(R/2)，<B>n=B%/(R/2)。
1-45答案：0.12；0.88。
1-47答案：都是8544个。
1-48答案：丙烯。
1-53提示：从分子间相互作用力考虑。
1-62答案：（1）无规线团构象；（2）平面锯齿形构象；（3）螺旋形构象。
1-64答案：0.65nm。
1-66答案：均相等。
1-69提示：内旋转势垒越小，C-C键越易旋转。
1-70答案：反式最稳定，顺式最不稳定。
1-73答案：不能。
1-74答案：聚苯乙烯侧基很大，为了减少空间阻碍，必须部分采取旁式构象。
橡胶及其制品试验目录、设备及单位摘自《橡胶工业手册（第六分册下册）试验方法》第一篇橡胶成分化学分析第二篇物理机械性能试验第一章未硫化胶的塑性试验（北京橡胶工业研究所）1.压缩型塑性试验定负荷压缩型塑性计（威廉塑性计）定压缩硬度恢复弹性（德弗）测定计2.转动（门尼）粘度试验门尼粘度计3.压出型可塑性试验格里费斯压出可塑计高化氏流动性测定仪4.其他可塑性试验快速可速计塑性变形（功率）测定仪第二章未硫化胶的硫化性能试验（北京橡胶工业研究所）1.门尼焦烧试验硫化仪：LH-1型硫化仪华莱士硫化仪第三章硫化胶试验的试样制备（上海橡胶制品研究所）1.配合-混炼（开炼机、密炼机）-硫化（平板硫化机）第四章硫化胶的力学性能试验（天津橡胶工业研究所）1.抗张强度试验拉力试验机2.硬度试验邵尔硬度试验赵氏硬度试验微型硬度试验3.静态压缩变形试验恒定压缩永久变性试验静压缩试验4.撕裂试验起始型撕裂试验延续型撕裂试验5.伸张时的有效弹性和滞后损失第五章粘弹性试验（北京橡胶工业研究所）1.冲击弹性试验2.蠕变试验3.应力松弛试验4.动态粘弹性试验第六章疲劳性能试验（北京橡胶工业研究所）1.定负荷压缩疲劳试验压缩疲劳试验机2.屈挠龟裂试验3.多次压缩试验4.扭转疲劳生热试验第七章低温性能试验（沈阳橡胶工业制品研究所）1.低温性能试验用的测温仪表：玻璃温度计、热电偶、电阻温度计2.拉伸耐寒系数试验3.压缩耐寒系数试验4.脆性温度试验5.玻璃化温度的测定6.温度—收缩试验（TR试验）7.吉门扭转试验第八章摩擦与磨耗试验（北京橡胶工业研究所与西北橡胶工业制品研究所）1.摩擦试验：横牵引力式摩擦仪、恒速式摩擦仪、摆式摩擦仪2.磨耗试验：磨耗试验机第九章橡胶老化试验（广州合成材料老化研究所）1.自然老化试验2.热空气老化试验3.吸氧老化试验4.臭氧老化试验5.人工气候老化试验6.其他老化试验：湿热老化试验、光-臭氧老化试验、生物老化规划第十章耐介质性能试验（沈阳橡胶工业制品研究所）1.撕断法2.体积法和重量法3.其他方法：橡胶薄膜的浸油增厚试验、橡胶薄膜的浸油减重试验、橡胶在介质中浸油后的恒定压缩永久变形和压缩应力松弛试验第十一章电性能试验（西北橡胶工业制品研究所）1.绝缘电阻系数的测定2.介电常数和介电损耗角正切的测定3.工频击穿电压强度的测定第十二章粘接性能试验（上海橡胶制品研究所）1.橡胶与金属的粘接性能试验橡胶与金属扯离强度试验、橡胶与金属剪切强度试验、橡胶与金属剥离强度试验2.橡胶与帘线的粘接性能试验帘线与橡胶的H抽出试验、单根钢丝从橡胶中抽出试验、橡胶与钢丝帘线粘接的疲劳试验3.橡胶与布类的粘接性能试验4.橡胶与布类的附着强度试验、橡胶与布类粘接的剪切强度试验、胶布的屈挠试验第十三章扩散和渗透试验（西北橡胶工业制品研究所）1.透气性的测定2.透水性的测定3.油扩散的测定4.真空放气率的测定第十四章硬质胶试验（沈阳橡胶工业制品研究所）1.抗折断试验2.抗冲击试验3.硬度试验4.耐热试验5.抗拉强度试验第十五章轮胎帘线试验（北京橡胶工业研究所）1.纤度试验2.扯断强力、扯断伸长率和定负荷伸长率试验3.帘线直径试验4.帘线捻度试验5.含水率试验6.干热收缩率试验7.蠕变试验8.帘线与橡胶粘合力试验9.附胶量试验10.帘线经、纬线密度的测定11.帘布幅宽、匹长的测定第十六章常用物理试验仪器（北京橡胶工业研究所）1.拉力试验机2.门尼粘度计3.阿克隆磨耗试验机4.转自水平摆动剪切型硫化仪（LH型）5. 邵尔A型硬度计6.定负荷压缩疲劳试验第三篇物理机械性能试验第一章汽车轮胎试验（北京橡胶工业研究所）1.轮胎静负荷试验2.强度试验3.使用寿命试验4.平衡试验和均匀性试验5.非破坏性试验6..噪声试验7.轮胎振动试验8.功率损失试验9.测温试验10.机械特性试验11.电测试验12.牵引性能试验13.无内胎轮胎脱圈试验14.滚动半径试验15.内胎密闭性能试验第二章力车胎试验（北京橡胶一厂与徐州橡胶厂）1.物理机械性能试验外胎物理机械性能试验、内胎物理机械性能试验2.静负荷性能试验3.机床试验4.爆破试验5.实际使用试验第三章胶管试验（天津橡胶工业研究所）1.解剖实验内外胶层的物理机械性能试验、附着力试验2.使用性能试验水压试验、高压胶管的脉冲试验、铠装吸引胶管的局部负荷试验、蒸汽胶管的耐热试验、汽车制动软管的几项试验：内容积膨胀试验、耐寒试验、扭转疲劳试验第四章胶带试验（天津橡胶工业研究所）1.平型胶带试验覆盖胶性能试验、骨架层性能试验、斯考特性能试验、2.三角带试验压缩胶层试验、中心层附着力试验、包布层附着力试验、胶带整根扯断试验第五章胶鞋试验（北京橡胶一厂与上海胶鞋一厂）1.大底或胶面硬度试验2.大底抗张强度试验3.胶面抗张强度试验4.大底磨耗试验5. 胶与布附着强度试验6. 胶与布附疲劳试验7.漆膜伸长率试验8.脆性温度试验9.大底、海绵弹性试验10.大底抗撕裂试验11.大底屈挠龟裂试验12.鞋眼拔出试验第六章胶乳制品试验（云南乳胶研究所）1. 胶乳制品抗张力试验方法2. 胶乳制品老化试验方法3. 胶乳海绵物理机械性能试验方法：硬度试验、静压缩永久变形试验第七章胶布制品试验（沈阳橡胶工业制品研究所）1.胶布的一般物理机械性能试验1.1抗张强度、伸长率试验1.2撕裂强度试验1.3搭接强度试验1.4厚度及单位重量的测定1.5附着强度试验2.渗漏试验和耐寒试验2.1气透试验：罐式气透仪2.1水透试验2.3耐寒试验3.杯法油扩散试验：扩散试验杯4.胶布磨耗试验：往复胶布磨耗试验机第八章橡胶腻子试验（云南乳胶研究所）1.柔软性试验2.耐寒性试验3.耐热性试验4.腐蚀性试验5.抗膨润试验6.粘合强度试验7.其他实验：收缩性、比重、自然性、含水量。
橡胶厂课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握橡胶的基本概念、分类及性质；2. 学生能够了解橡胶厂的生产流程、设备及其功能；3. 学生能够掌握橡胶制品的应用领域及其对环境的影响。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析橡胶的性能，并进行简单的橡胶制品设计；2. 学生能够通过实地考察、资料查询等方法，收集、整理和分析与橡胶厂相关的信息；3. 学生能够运用团队合作、沟通交流等能力，完成课程项目。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到橡胶材料在现代工业中的重要性，培养对材料科学的兴趣；2. 学生能够关注橡胶制品对环境的影响，提高环保意识；3. 学生通过课程学习，培养勇于探究、积极创新的精神，增强对科学研究的信心。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合理论知识与实践操作，提高学生对橡胶行业的认识。
学生特点：六年级学生具有一定的探究能力和合作意识，对新鲜事物充满好奇心，善于表达自己的观点。
教学要求：教师应充分调动学生的积极性，注重理论与实践相结合，培养学生的动手操作能力和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生在掌握知识的同时，提高技能和情感态度价值观。
教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 橡胶基本概念与分类：介绍橡胶的定义、分类（天然橡胶、合成橡胶）、性质（弹性、耐磨损性、耐老化性等）。
相关教材章节：第一章 橡胶的基本概念与分类2. 橡胶厂生产流程：讲解橡胶厂的原料准备、混炼、成型、硫化、加工等生产环节。
相关教材章节：第二章 橡胶厂生产流程与设备3. 橡胶制品与应用：介绍橡胶制品的种类（轮胎、胶鞋、橡胶管等）、性能及其在日常生活、工业、医疗等领域的应用。
相关教材章节：第三章 橡胶制品与应用4. 橡胶与环境：分析橡胶制品对环境的影响，如废旧橡胶的处理、橡胶种植园对生态环境的影响等。
相关教材章节：第四章 橡胶与环境5. 课程项目：设计一个简单的橡胶制品制作项目，让学生动手实践，了解橡胶制品的生产过程。
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案第二章2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。
2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。
2-3.试计算N壳层内的最大电子数。
若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算O壳层内的最大电子数。
并定出K、L、M、N、O 壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。
2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。
2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合（3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合（5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(rAu=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径rNa+=0.097，rCl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？2-15.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子个数。
