橡胶共混改性

---------------材料科学与工程专业成型加工工艺课程设计题目：丁苯橡胶的增强改性姓名：季赛学号： 150412108班级： 2012级材料（1）班指导老师：张建耀职称：高级工程师\教授起止日期： 2015.11.23——2015.12.6目录1.设计背景 (4)1.1改性加工目的 (4)1.2乳聚丁苯橡胶 (6)1.3溶聚丁苯橡胶 (6)1.4粉末丁苯橡胶 (8)2.丁苯橡胶增强改性加工工艺原理 (8)2.1炭黑增强丁苯橡胶应用 (8)2.2炭黑的补强机理 (8)3.丁苯橡胶改性原料、助剂及设备介绍 (9)3.1原料及助剂 (9)1）原料 (9)2）炭黑 (10)3）硬脂酸 (10)4）氧化锌 (11)6）防老剂 (11)7)石蜡油 (11)8)防焦剂 (12)9)促进剂 (12)10)硫化剂 (13)3.2主要设备与仪器 (13)3.2.1混炼机 (13)3.2.2拉伸试验机 (14)4.加工工艺及加工流程图 (14)4.1 配方设计 (14)4.2加工方法 (15)1）炼前处理 (15)2）炭黑-橡胶混炼 (15)3）后加工工艺 (16)4）强度测量 (16)4.2产品性能测试项目、性能及测试标准 (16)1）性能指标 (16)2）性能参数标准 (18)4.3加工流程图 (18)5. 设计总结 (18)1.设计背景丁苯橡胶（SBR) ，又称聚苯乙烯丁二烯共聚物。

其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶品种之一。

中文名: 丁苯橡胶外文名: Polymerized Styrene Butadiene Rubber 密度: 1.04 g/mL 性状: 白色疏松柱状固体1.1改性加工目的炭黑增强丁苯橡胶是以橡胶为基体，以炭黑颗粒为增强相的复合材料。

《橡胶工艺学》复习思考题绪论1、简要说明生胶、混炼胶、硫化胶的区别和联系。

2、橡胶最典型的特征是什么？3、橡胶配方的基本组成包括哪些成分？各成分有何作用？4、橡胶基本的加工工艺过程有哪些？5、橡胶配合加工过程中的测试内容包括哪些？第一章生胶1、写出通用橡胶的名称和英文缩写。

2、天然橡胶的分级方法有哪几种？烟片胶和标准胶各采用什么方法分级？3、什么是塑性保持率？有何物理意义？4、天然橡胶中非橡胶成分有哪些？各有什么作用？5、什么是自补强性？6、写出天然橡胶的结构式。

从分子链结构分析为什么NR容易被改性，容易老化？7、NR最突出的物理性能有哪些？为什么NR特别适合作轮胎胶料？8、IR和NR在结构和性能上有什么不同？9、根据合成方法不同，丁苯橡胶有哪两种？10、轮胎胎面胶中使用丁苯橡胶主要是利用其什么特点？为什么SSBR比ESBR更适合做轮胎胎面胶料？11、BR最突出的性能有哪些？轮胎的胎侧使用BR是利用其什么特点/12、什么是冷流性？影响冷流性的因素有哪些？各是如何影响的？13、为什么乙丙橡胶特别适合作电线电缆的外包皮？为什么乙丙胶特别适合作户外使用的橡胶制品如各种汽车的密封条、防水卷材等？14、IIR最突出的性能有哪些？IIR作内胎是利用其什么特点？为什么IIR可以用作吸波材料？15、什么橡胶具有抗静电性？通用橡胶中耐油性最好的橡胶是什么？16、什么是氧指数？哪些橡胶具有阻燃性？17、为什么CR的耐老化、耐天候性要优于其他不饱和橡胶？18、耐热性、耐油性最好的橡胶是什么？什么橡胶可以耐王水的腐蚀？19、耐高低温性能最好的橡胶是什么？耐磨性最好的橡胶是什么？可以做水果保鲜材料的橡胶是什么？为什么硅橡胶特别适合制作航空航天器密封材料？20、哪些橡胶具有生理惰性，可以植入人体？21、通用橡胶中，哪些橡胶具有自补强性？22、什么是热塑性弹性体？23、SMR5、SCR10、SBR1502、SBR1712各表示什么橡胶？第二章硫化体系1、什么是硫化？橡胶硫化反应过程可分为哪几个阶段？2、画出硫化曲线，标出各阶段的名称。

乙丙橡胶与SBR、NBR共混改性的综述赵阳（中石油吉林石化公司有机合成厂，吉林132021）摘要：三元乙丙橡胶（EPDM）是一种性能优异且广泛应用的特种橡胶。

随着当今世界对其材料性能要求越来越高，利用其优点与其他橡胶或塑料等材料共混的研究,改变材料的使用性能、加工性能以及降低成本，也变得越来越重要和有意义。

把EPDM与其他橡胶共混，一方面可以提高共混胶的物理机械性能，满足实际工程的需要；另一方面还可以扩展EPDM及其他橡胶的使用范围；同时加工性能得到改善，成本也有所降低。

关键词：三元乙丙橡胶；丁苯橡胶；丁腈橡胶；共混改性一、乙丙橡胶与丁苯橡胶（SBR）共混改性的综述SBR是一种不饱和的橡胶耐热、寒性差，强度低。

EPDM对SBR改性可以提高SBR橡胶的耐老化性和耐高温性能,同时SBR也可以提高EPDM的粘合性；SBR与EPDM并用可制作汽车密封条,效果比较理想。

吕咏梅指出,SBR中加入一定的EPDM,可使SBR耐臭氧龟裂性能提高24倍。

有人研究了过氧化物和硫黄共硫化体系对EPDM/SBR并用硫化胶性能的影响，得出结论:用过氧化物和硫黄做共硫化体系时,可以用低成本的乳聚SBR替代EPDM (最多30份),同时制品的物理机械性能没有下降。

彭雪丽研究了次磺酰胺类促进剂对EPDM/SBR 并用胶性能的影响。

结果表明：用次磺酰胺类促进剂硫化的混炼胶与用过氧化物和硫黄做共硫化体系形成的硫化胶的物理机械性能是相似的[1]。

唐远旺等人在《混炼工艺对超细全硫化粉末SBR/EPDM并用胶结构和性能的影响》中研究开炼机和密炼机混炼工艺对超细全硫化粉末SBR（UFPSBR）/EPDM 并用胶结构和性能的影响。

在开炼机混炼工艺为：将双辊开炼机辊距调至小，加入EPDM塑炼至包辊，然后加入UFPSBR混炼均匀，再加入硫化剂DCP混炼均匀，将辊距调至1.5mm出片。

密炼机混炼工艺：将EPDM加入密炼机中塑炼至转子转矩恒定，转子转速为80r・min-1。

目录目录 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 11.前言---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22.橡胶共混改性 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 2.1橡胶共混改性的目的 ------------------------------------------------------------------------------------- 2 2.2橡胶共混改性的方法 ------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.3共混物形态结构的类型及与性能的关系 ------------------------------------------------------------ 32.3.1均相结构 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 32.3.2单相连续结构（海岛结构） ---------------------------------------------------------------------- 32.3.3两相连续结构（海海结构） ---------------------------------------------------------------------- 4 2.4影响共混物形态结构的因素 ---------------------------------------------------------------------------- 42.4.1组分的浓度-------------------------------------------------------------------------------------------- 42.4.2组分粘度 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 42.4.3内聚能 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 42.4.4组分相容性-------------------------------------------------------------------------------------------- 42.4.5共混时间 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 52.4.6共混方法 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 52.4.7加工助剂 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 5 2.5共交联 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 52.5.1同步硫化 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 62.5.2相间交联 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 62.6 顺丁橡胶（BR）/丁苯橡胶(BSR)共混改性 ------------------------------------------------------ 63.参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 81.前言共混是指共同混合，是一种物理方法，使几种材料均匀混合，以提高材料性能的方法，工业上用炼胶机将不同橡胶或橡胶与塑料，均匀地混炼成胶料是典型的例子，也可以在聚合物中加入某些特殊性能的成分以改变聚合物的性能如导电性能等。

共混改性的主要设备整体流程工艺参数共混改性是指将两种或多种不同的物料混合在一起，通过物理或化学方法对其进行改性或调整，以获得更好的性能或特性。

共混改性技术在化工、塑料、橡胶、涂料等领域广泛应用。

下面我们将介绍共混改性的主要设备和整体流程以及相关的工艺参数。

共混改性的主要设备包括混合机、挤出机、反应釜等设备。

其中，混合机是最常用的设备之一，可以将不同的原料充分混合在一起。

混合机有多种类型，如高速搅拌机、双螺杆挤出机、离心混合机等。

这些设备的选用取决于原料的性质和混合要求。

在共混改性的整体流程中，首先是将各种原料称量并放入混合机中。

在混合的过程中，可以加入一定量的助剂或添加剂，以改善混合效果或调整产品的性能。

混合时间和速度也是影响混合效果的重要参数，在一定范围内的合理调整可以获得更好的混合效果。

混合完成后，混合物可以通过挤出机进行挤出，以进一步改性和成型。

挤出机是将混合物加热至一定温度并通过螺杆挤出的设备，可以使混合物更均匀地混合并形成所需的形状。

挤出过程中温度、压力和速度等参数的控制对产品的性能和质量有重要影响。

另外，一些共混改性的反应需要使用反应釜进行，在反应釜中可以进行化学反应或其他处理过程，以实现特定的产品需求。

反应釜通常需要加热或冷却来维持反应物质的温度，同时控制反应的速率和效果。

总的来说，共混改性是一种重要的加工技术，通过合理选择设备和优化工艺参数，可以实现对原料的混合、改性和成型，从而获得更好的产品性能和质量。

在实际应用中，需要充分了解原料的性质和要求，合理设计工艺流程，并不断优化和改进，以满足市场的需求和要求。

三元乙丙橡胶的共混改性三元乙丙橡胶（EPDM）是一种重要的合成橡胶，具有优异的耐老化、耐气候和耐化学腐蚀性能。

然而，由于其特殊结构和物理性质，EPDM在某些方面的性能还有待提高。

因此，研究人员通过共混改性的方法来改善EPDM的性能，以满足不同领域的需求。

I. 引言共混改性是指将两种或两种以上的材料按照一定比例混合，并通过相互作用来改变材料的性能。

对于EPDM，添加其他材料可以改善其机械强度、热稳定性、耐疲劳性和加工性等方面的性能。

本文将介绍常用于EPDM共混改性的材料及其效果。

II. 填充剂的共混改性填充剂是常用的共混改性材料之一，它可以增加EPDM的机械强度、改善热稳定性和降低成本。

常见的填充剂包括碳黑、二氧化硅和纳米材料等。

碳黑能够增加EPDM的硬度和强度，提高耐磨性和抗紫外线性能。

二氧化硅可以提高EPDM的耐热性和耐候性，同时也可以增加其强度和硬度。

纳米材料如纳米二氧化硅、纳米氧化锆等具有较大的比表面积，能够增强复合材料的力学性能和热稳定性。

III. 功能性添加剂的共混改性功能性添加剂是指具有特定功能的化学物质，常用于改善EPDM的特定性能。

例如，抗氧剂可以提高EPDM的耐老化性能，防止其在高温和氧气环境下的老化和氧化。

增塑剂可以改善EPDM的可加工性，使其更易于加工成型。

促进剂可以提高EPDM硫化过程中的交联效率，改善硫化性能。

IV. 共混改性的影响因素共混改性结果的好坏受多种因素的影响，例如添加剂的种类、添加量、分散性和相容性等。

添加剂的种类和添加量需要根据具体的应用要求来选择，不同领域对EPDM的要求不同，因此需要针对性地添加不同的添加剂。

此外，添加剂的分散性和相容性也是影响共混改性效果的重要因素，良好的分散性和相容性可以提高添加剂与EPDM的相互作用效果。

V. 其他共混改性方法除了填充剂和功能性添加剂，还有其他一些共混改性方法可用于改性EPDM。

例如，通过化学交联改性可以提高EPDM的热稳定性和耐疲劳性。

EPDM/PP共混物老化性能的研究赵永仙Ξ任巍王晓军(青岛化工学院,266042研究了三元乙丙橡胶(EPDM改性聚丙烯共混物的性能,探讨了不同含量的EPDM对共混物的力学性能、热性能、流变性能的影响,还探讨了不同品种、不同含量的抗氧剂对共混物耐老化性能的影响。

经EPDM改性的PP,拉伸强度降低,冲击强度和断裂伸长率提高,耐热性、熔点随EPDM含量增加而降低,熔体粘度增大,假塑性增强,添加抗氧剂大大提高了共混物的耐老化能力,主辅抗氧剂并用效果更好。

获得了能在高温下长期工作的改性PP共混物。

关键词:EPDM共混物抗氧剂耐老化为了提高PP的使用价值,制备EPDM/PP共混物已有较长的历史,对其性质的研究国内外均有报道〔1〕,但对其综合性能,特别是抗氧剂的品种和用量对老化前后性能的影响报道较少。

为了提高聚丙烯的韧性和耐老化性,提高使用档次和扩大使用范围,我们进行了耐老化性等多项研究。

制得了力学性能,耐热性,耐老化性能较好的改性PP材料,可以广泛的用作耐高温的工业材料,如油泵电缆、高温管道、密封材料等。

1实验部分111原材料PP,M I=2.5,北京燕山石化公司;EPDM,日本三井公司;抗氧剂,1010,1076,264,DSTP;112仪器和设备XRZ熔体指数仪,长春第二材料实验厂;XCT-40冲击实验机,承德材料实验机厂;维卡软化点实验机,承德材料实验机厂;SR-1差示扫描量热器,北京光学仪器厂;热老化箱,国产;SK-160B双辊筒炼胶机,上海橡胶机械厂;XXL-100A型拉力实验机,广州材料实验机厂;QLB-025吨平板硫化机,上海第一橡胶机械厂。

113试样制备按配方准确称量配料,在双辊上混炼,再在平板硫化机上模压,然后经机加工,制得试样。

1.4性能测试拉伸强度和断裂伸长率按G B1042-92进行;冲击强度按G B1043-7进行;维卡软化温度按G B1633-79进行;熔体指数按G B133682-83进行;老化实验按G B7141-86进行。

乙丙橡胶共混改性ABS树脂、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯相关性能的综述赵阳（中石油吉林石化公司有机合成厂，吉林132021）摘要：三元乙丙橡胶具有耐热氧、耐候、耐老化、耐臭氧、耐化学腐蚀和电绝缘性优秀等特点，广泛应用于当今各行各业中。

通过与其他高聚物进行共混改性,使三元乙丙橡胶或其它高聚合物性能更趋完善。

关键词：乙丙橡胶；ABS树脂；低密度聚乙烯；高密度聚乙烯；共混改性一、乙丙橡胶与ABS树脂共混改性的综述AES(丙烯腈/三元乙丙橡胶/苯乙烯共聚物)是针对ABS耐候性差而开发的一种工程塑料新品种，AES树脂中EPDM(三元乙丙橡胶)分子链双键含量少,故AES 的耐候性比ABS高4～8倍，AES的热稳定性、吸水率和冲击强度均优于ABS树脂,其他性能则与ABS相似。

AES树脂的制备方法有直接合成法和共混法2种，直接合成法是按预先设定的AN(丙烯腈)/EPDM/St(苯乙烯)配料比,用溶液聚合、乳液聚合或悬浮聚合直接合成，得到的产物是一种以EPDM为主链，以SAN(St-2AN共聚物)为支链的新型接枝共聚物EPDM2-g-2SAN。

共混法则是利用增容技术将EPDM和SAN在熔融状态下混合制备，虽然目前工业化的方法只有溶液聚合法，但在国内外研究者们坚持不懈地努力下,其他制备方法也有了较大进展。

顾准等人在《溶剂法制备AES树脂及其性能研究》中详细叙述了溶剂法制备AES树脂的工艺过程和相关配方，并对其性能展开了进一步研究。

他们使用荷兰DSM公司生产的牌号为Keltan51，乙烯含量为64%的乙丙橡胶与苯乙烯和丙烯腈进行聚合反应。

反应配比为10％的EPDM和少量丁二烯胶(质量比4：1)混合，溶解于苯乙烯(55％)、乙苯(20％)中，常温下搅拌溶解8 h，形成橡胶溶液，然后加入丙烯腈(15％)及引发剂、分子量调节剂等。

具体反应过程分三阶段进行：(1)体系升温至100℃，反应1.5 h；(2)升温至120℃，反应1．5 h；(3)升温至140～150℃，反应3 h。

摘要丁腈橡胶是丁二烯与丙烯腈进行乳液聚合而获得的一种通用耐油橡胶，因具有优良的耐油性和良好的物性、耐热性，成为耐油橡胶制品的标准弹性体。

但是随着丙烯腈含量增加,硫化胶的耐油性、耐热性、耐磨耗性、耐气体渗透性、硬度、定伸应力、拉伸强度等性能增加,但耐寒性、弹性、抗压缩永久变形性能变差。

为了考察丁腈橡胶(NBR)与聚酰胺6(PA6)共混产物综合性能变化，本文采用不同种类NBR与PA6熔融共混，考察共混过程中转矩值变化，表征了共混物的力学性能、耐溶剂性能，并且共混产物进行了红外光谱分析。

研究结果表明：随着共混物体系中橡胶相含量的增加，共混物体系的熔体粘度上升。

相同腈基含量下的NBR/PA6共混物的平衡转矩值随着NBR含量的增加而增加；拉伸强度随着共混物中NBR橡胶含量的上升，呈下降趋势。

在相同的NBR含量条件下，拉伸强度随着腈基含量的增加而增加；红外测试结果显示NBR与PA间在高温高剪切作用下存在微化学反应,即双键与胺基间的反应；共混物体系中随着NBR含量的上升，共混物体系的体积溶胀率与质量溶胀率均呈上升趋势。

关键词：丁腈橡胶尼龙6 共混聚合物耐溶剂性能红外光谱分析AbstractNitrile-butadiene rubber is obtain by butadiene and acrylonitrile in emulsion polymerization to get on a universal oil resistant rubber, because of excellent oil resistance and good property heat-resistant became the standard of oil resistant rubber elastomers. But with the content of acrylonitrile increased, the vulcanizates oil resistant, heat-resistant, abrasion resistance, gas permeability resistance, hardness, elongation, tensile strength performance increase, but the low temperature resistance,elasticity, resistance of permanent deformation to compression are go bad. In order to examine the comprehensive performance changes of nitrile-butadiene rubber and polyamide 6(PA6) blending product, this thesis using different kind of NBR and PA6 for melt blending, inspects the changes of balance torque values during blending process. Research the mechanical properties, solvent resistance performance of blending product,and take a series of tests by infrared spectroscopic analysis.The research results show that the melt viscosity is rising up with the increase of the content of the NBR . In the same content of nitrile group the NBR and PA6 balance torque values is rising up with the increase of content of basic-rubber，the tensile strengthis reduced with the increase of content of basic-rubber. .In the same content of NBR, the tensile strength is rising up with the content of nitrile group; The infrared spectroscopic analysis test results show that there have micro chemical reactions between with NBR and PA6 in high temperature and high shear function, namely the reaction between double bond and amino group; V olume swelling ratio and quality swelling ratio at blend system is rising up with the increase of content of basic-rubbe.Keyword:Nitrile-butadiene rubber Polyamide6 Polymer blend Solvent resistance Infrared spectroscopic analysis目录摘要 (I)Abstract (II)第一部分文献综述 (1)1.1 前言 (1)1.2 NBR的结构与性能的关系 (1)1.2.1 NBR 的生产工艺 (2)1.2.2 改性NBR品种 (2)1.3 丁晴橡胶在国内外发展现状 (3)1.3.1 国内NBR发展现状 (3)1.3.2 国外NBR发展现状 (4)聚酰胺的增韧研究 (4)聚烯烃弹性体增韧机理 (4)1.4.2 PA/工程塑料合金增韧机理 (5)1.4.3 无机非弹性体增韧机理 (5)1.4.4 PA的物理化学性质的优缺点 (5)1.4.5 尼龙6（PA6）物理化学性质 (6)1.5 NBR的共混物 (7)1.5.1 NBR/PVC (7)1.5.2 NBR/PP[20] (7)1.5.3 NBR/氯磺化聚乙烯(CSM) (7)1.5.4 NBR/PA (8)1.6 红外光谱分析 (14)1.7 本论文的研究方案 (15)第二章实验部分 (16)2.1 NBR与PA6共混 (16)2.1.1 实验配方 (16)2.1.2 实验原料 (17)2.2 耐溶剂性测试 (17)2.3 红外光谱测试 (18)2.4 力学性能测试 (18)第三章结果与讨论 (19)3.1 NBR/PA6熔融共混过程中转矩值变化 (19)共混物的红外光谱分析 (21)3.4 NBR/PA6共混物的耐溶剂性能 (23)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)第一部分文献综述1.1 前言丁腈橡胶(NBR)因具有优良的耐油性和良好的物性、耐热性，成为耐油橡胶制品的标准弹性体，广泛用于汽车、航空航天、石油开采、石油化工、纺织与印刷等领域的耐油橡胶部件。

橡胶（并用）共混原理，您真的了解吗？概述橡胶共混的意义：改善工艺性能，使用性能和技术经济性能。

大约 70%以上的橡胶是以橡胶并用或橡塑并用的形式进行加工和使用。

橡胶共混的内容：相容性形成均相体的能力：热力学相容、工艺相容共混物形态结构：连续相、分散相、界面配合剂在共混物中分布：硫化助剂、填料的分布，共交联和物性橡胶的工艺相容性：通过机械方法或其他条件将热力学不相容体系混合，可以获得足够稳定的共混物，这种共混物在微观区域内构成多相形态，但在宏观上仍能保持其均匀性。

聚合物共混影响因素：混炼工艺条件：时间、强度、辊温、加工方法配方组成：生胶、共混比、相容剂、加工助剂共混物形态结构的影响因素一是粘度不匹配引起的不相容性，由于粘度相差太大，并用胶难以形成紧密结合的共混物；二是热力学不相容性，从而使共混物难以形成分子级共混；三是由于硫化速率不匹配引起的硫化不相容性。

(1) 聚合物共混时的分散过程分散相平均粒径的大小决定于：混炼时间、混炼强度、分散相用量。

分散相宏观破碎能↓，相容性↑，界面张力↓，分散相体积分数↓，剪切速率↑，则：平均粒径↓(2) 相容性对共混物形态结构的影响聚合物相容性两种极端：完全不相容完全相容或相容性极好。

较好的共混改性物：分散相大小适宜、需要多相结构、相之间结合力较强。

对于单纯热力学不相容性，改进的方法很多，最常见的方法是添加增容剂。

(3) 组分浓度对共混物形态的影响组分体积分数 > 74%，连续相；< 26%，分散相；26-74% ，视具体条件而定。

当二者的初始粘度和内聚能接近时，浓度大者易形成连续相。

(4) 组分粘度对共混物形态结构的影响二者粘度相差越大，分散相体积分数↑，分散相粒径↓；二者粘度接近，分散相体积分数↑，分散相粒径↑；粘度低组分，连续相；粘度相近，“海-海”结构。

对于单纯的粘度不匹配导致的不相容性，可以选择合适的牌号或通过改进共混工艺过程如加增塑剂、填料等调节各相的粘度使之匹配。