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橡胶工艺原理
橡胶是一种由橡胶树的乳液经过加工制成的具有弹性的材料。
橡胶的工艺原理主要包括以下几个方面。
1. 采集橡胶乳液：橡胶树的树干被割开后，乳液会自然流出。
采集工人使用刮刀将乳液慢慢刮下，收集到容器中。
2. 乳液稳定化：采集到的橡胶乳液中含有大量的水分和其他杂质，需要经过稳定化处理。
常用的稳定化剂包括氨水和醋酸，它们可以使乳液保持稳定状态，并防止乳液中的橡胶团聚。
3. 合成橡胶：乳液经过稳定化处理后，需要加入硫化剂、填充剂和加工助剂等多种化学物质进行合成橡胶的加工。
其中，硫化剂可以使橡胶分子之间的交联结构更加牢固，增加橡胶材料的强度和耐磨性；填充剂可以提高橡胶材料的硬度和耐磨性；加工助剂则可以调整橡胶材料的流动性和加工性能。
4. 橡胶成型：合成橡胶经过调配后，可以通过各种成型方法将其制成不同形状的橡胶制品。
常见的成型方法包括压延、压缩模压、浇注和挤出等。
5. 硫化和固化：成型后的橡胶制品需要进行硫化或固化处理，使其获得所需的弹性和耐磨性。
硫化是将成型的橡胶制品置于加热的硫化炉中，在一定温度下与硫化剂反应，形成较为稳定的交联结构；固化则是使用特定的固化剂或光线照射，使成型的橡胶制品的分子链交联，增加其硬度和强度。
通过以上的工艺原理，橡胶可以被制备成各种应用于工业、交通、建筑和日常生活中的橡胶制品，如轮胎、密封件、橡胶管、橡胶鞋等。
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（4）第三章补强与填充体系§3-1 绪论填料是橡胶工业的主要原料之一，它能赋予橡胶许多优异的性能。
例如，大幅度提高橡胶的力学性能，使橡胶具有磁性、导电性、阻燃性、彩色等特殊的性能，赋予橡胶良好的加工性能，降低成本等。
一．何谓补强与填充？补强：在橡胶中加入一种物质后，使硫化胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、模量、抗溶胀性等性能获得较大提高的行为。
凡具有这种作用的物质称为补强剂。
填充：在橡胶中加入一种物质后，能够提高橡胶的体积，降低橡胶制品的成本，改善加工工艺性能，而又不明显影响橡胶制品性能的行为。
凡具有这种能力的物质称之为填充剂。
二．填料的分类填料的品种繁多，分类方法不一。
填料按不同方法分类如下：（1）按作用分补强剂：炭黑、白炭黑、某些超细无机填料等。
填充剂：陶土、碳酸钙、胶粉、木粉等。
（2）按来源分有机填充剂：炭黑、果壳粉、软木粉、木质素、煤粉、树脂等。
无机填充剂：陶土、碳酸钙、硅铝炭黑等。
（3）按形状分粒状：炭黑及绝大多数无机填料。
纤维状：石棉、短纤维、碳纤维、金属晶须等。
三．橡胶补强与填充的历史与发展橡胶工业中填料的历史几乎和橡胶的历史一样长。
在Spanish时代亚马逊河流域的印第安人就懂得在胶乳中加入黑粉，当时可能是为了防止光老化。
后来制作胶丝时曾用滑石粉作隔离剂。
在Hancock发明混炼机后，常在橡胶中加入陶土、碳酸钙等填料。
1904年，S. C. Mote用炭黑使橡胶的强度提高到28.7MPa，但当时并未引起足够的重视。
在炭黑尚未成为有效补强剂前，人们用氧化锌作补强剂。
一段时间后，人们才重视炭黑的补强作用。
我国是世界上生产炭黑最早的国家。
1864年美国开始研制炭黑。
1872年世界才实现工业规模的炭黑生产。
炭黑的补强性不仅使它得到广泛的应用，而且也促进了汽车工业的发展。
二战前槽黑占统治地位，50年代后用炉黑代替槽黑、灯烟炭黑，炉黑生产满足了轮胎工业发展的要求。
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（7）青岛科技大学, 橡胶, 讲稿, 工艺, 原理§4.4 橡胶的疲劳老化与防护一．疲劳老化的概念指在多次变形条件下，使橡胶大分子发生断裂或者氧化，结果使橡胶的物性及其他性能变差，最后完全丧失使用价值，这种现象称为疲劳老化。
发生疲劳老化最突出的地方是轮胎的胎侧。
随着轮胎每转一圈，经历压缩、伸张不断变形，这种情况下发生疲劳老化。
二．疲劳老化的机理1．应力引发（机械破坏理论）当橡胶受到机械力作用时，由于橡胶网络结构的不均匀性，导致产生应力分布不均匀的现象，使局部产生应力集中，结果造成局部的分子链被扯断。
这种情况尤其当橡胶处于周期性的变形时更为突出。
因为这时橡胶分子链来不及松弛，应变对应力有一滞后角，在分子链中总是保持着一定的应力梯度，从而使分子链容易发生断裂，当分子链被扯断后，生成游离基，引发产生氧化链反应。
橡胶的低温塑炼也属这种情况，在机械力的作用下，分子链断裂（在低温条件下，又可引发氧化作用）。
2．应力活化（力化学理论）当橡胶分子链处于应力作用时，由于机械力作用于分子链中原子的价力使其减弱，结果使橡胶氧化反应活化能降低，活化了氧化过程。
未受应力时，橡胶大分子活化能为21.0千卡/克分子。
受应力时，振幅为50%，频率为250周/秒，氧化活化能为18.1千克/克分子。
在多次变形条件下，即可发生应力引发，又可发生应力活化，但二者发生的情况不同：一般，温度高、振幅小、频率低、氧的浓度大的条件下，以应力活化为主，反之以应力引发为主。
三．影响疲劳老化的因素1．频率与振幅越高，越易疲劳老化。
频率越高，应力松弛能力下降，易产生应力集中，导致应力引发，易疲劳老化。
振幅增加，易应力活化，容易疲劳老化。
实验事实根据如下：变形振幅（%） 0 25 50 75应力活化活化能(千卡/克分子) 21.0 20.1 18.1 13.6从以上数据可以看出，振幅增加，应力活化活化能下降，越易疲劳老化。
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（1）青岛科技大学, 橡胶, 讲稿, 工艺, 原理合成橡胶在8种合成橡胶中全部由我国自行研究开发的胶种有BR、SSBR、SBS和CR；全部引进国外技术的胶种是EPDM。
§1.3丁苯橡胶（SBR）SBR是产量最大的合成橡胶，占合成橡胶总量的55%，70%用于轮胎。
按合成方法分为乳聚（1933年由德国的Farben公司生产）和溶聚（60年代投入工业化生产，发展较快）SBR两大类。
一．合成方法聚合单体：丁二烯（占2/3以上）、苯乙烯（少于1/3）1．乳液法：高温乳液聚合：50℃低温乳液聚合：5℃2．溶液法：60年代后投入工业化生产，该胶具有滚动阻力低，抗湿滑性好、综合性能高等特点，在轮胎行业中获得广泛应用。
二．分类（按制法分）三．SBR的结构乳聚SBR：顺1，4—结构含10%，反1，4—结构70%，1，2—结构20%溶聚SBR：顺1，4—结构比乳聚高，其它比乳聚低四．SBR的性能（一）性能1．物理常数密度（g/cm3）d=0.92~0.94折光指数 1.532．SBR强度比NR差生胶格林强度约为0.5MPa；纯胶硫化胶的强度为1.4~3.0MPa；但炭黑补强后硫化胶的拉伸强度高达17~28MPa。
撕裂强度比NR低，大约为NR的一半。
3．弹性、耐寒性比NR差。
4．耐热、耐老化、耐磨性比NR好（苯环弱吸电、体积大—分子内摩擦大、双键浓度低），硫化反应速度慢。
5．SBR耐屈挠疲劳性比NR差，但耐初始龟裂性好，耐裂口增长性差。
6．SBR粘着性比NR差。
7．SBR的电性能和耐溶剂性SBR电绝缘性能良好，耐溶剂性比NR好，但仍不耐非极性油类。
8．抗湿滑性优于NR、BR。
（二）配合与加工配合：必要成分—硫化剂：硫黄用量比NR中少(双键量少)促进剂：促进剂用量比NR中多(硫化速度慢)活化剂补强剂：主要是炭黑(非自补强性)增粘剂：本身粘性差，用烷基酚醛树脂，古马隆树脂增粘一般成分—防老剂，软化剂加工：塑炼性—一软丁苯（门尼粘度在40~60之间）一般不需要塑炼；混炼性——SBR对炭黑湿润性差，混炼生热高，开炼机应控温在40~50℃之间且包冷辊。
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（ 5）青岛科技大学 , 橡胶, 讲稿 , 工艺, 原理§3-6 炭黑对橡胶的补强机理 炭黑补强作用使橡胶的力学性能提高，同时也使橡胶在粘弹变形中由粘性作用而产生的损耗因素提高。
例如 力软化效应提高。
因应力软化效应能够比较形象地说明大分子滑动补强机理，因此将两者结合一起讨论。
一．应力软化效应一）应力软化效应的含义3-18 所示，第二次拉伸的应力 - 应变曲线在第一次的下面。
若将第二次拉伸比增大超过第一次拉伸比处急骤上撇与第一次曲线衔接。
若将第二次拉伸应力去掉，恢复。
第三次拉伸，则第三次的应力应变曲线又会在第二次曲线下面。
随次数增加，下降减少，大约 4~5 次后达到平衡。
上述现象叫应力软化效应，也称为 应力软化效应用拉伸至给定应变所造成的应变能下降百分率（ 3-10 ）式中 W1 —第一次拉伸至给定应变时所需要的应变能； W2 —第一次拉伸恢复后，第二次（或更多次数）再拉伸至同样应变时所需的应变能。
（二） 应力软化效应的影响因素 应力软化效应代表一种粘性的损耗因素，所以凡是影响粘弹行为的因素对它均有影响。
填料及其性质对应力软化效应有决定性作用。
1 ．填充的影响2．填料品种对应力软化效应的影响3．炭黑品种对应力软化效应的影响 总的趋势是补强性高的炭黑应力软化效应比较高，反之亦然。
（三） 应力软化的恢复应力软化有恢复性，但在室温下停放几天，损失的应力恢复很少，而在 100CX 24h 真空中能恢复大部分损失的应力。
因为炭黑的吸附是 动态的，在恢复条件下，橡胶大分子会在炭黑表面重新分布，断的分子链可被新链代替。
剩下的不能恢复的部分称为永久性应力软化作 用。
二．炭黑的补强机理近半个世纪以来，人们对炭黑补强机理曾进行了广泛的探讨。
各个作者提出的机理虽然能说明一定的问题，但有局限性。
随着时间进展， 橡胶补强机理也在不断地深化和完善。
橡胶大分子滑动学说的炭黑补强机理是一个比较完善的理论。
《橡胶工艺实验》课程介绍及要求一、《橡胶工艺实验》课程介绍橡胶工艺学是一门实验性很强的课程，离不开实验教学。
橡胶工艺实验与橡胶工艺学课程相辅相成，橡胶工艺实验使理论课程的内容更加形象化，理论课程又为试验提供依据和指导。
橡胶工艺实验是橡胶工艺学教学过程中不可缺少的重要环节，其中基本试验部分是学生必须完成的实验内容，而其他实验限于设备台套数有限和课时的限制，可由老师讲解演示来完成。
本课程的试验希望达到以下目的：1、培养学生对橡胶专业知识的兴趣，提高和巩固对橡胶理论知识的理解；2、对每个实验项目要掌握其测试的意义和目的，了解仪器的基本结构、测试原理，掌握操作要领，会操作使用，能测出准确的试验数据和曲线，并正确进行计算，还应了解影响测试的因素，并能初步进行仪器的校正。
3、提高学生独立思考、分析和解决问题的能力，培养学生的科学态度和创新意识。
二、实验课程的要求1、课前预习充分预习是做好试验的前提，实验前应该认真准备，明确试验目的和要求，了解基本原理和实验内容，并安排好试验计划。
在此基础上写出试验报告，主要包括实验目的、步骤、自己设计的记录实验现象和数据的表格等内容。
2、实验过程（1）按照试验要求有步骤地进行实验，规范操作，仔细观察，认真思考，并将实验现象和数据及时、准确、如实地记录在试验报告本上，也不可将原始数据随便记录在草告本上、小纸片或其他地方，以免遗失。
认真记录所使用的仪器设备的型号、生产厂家。
（2）严格遵守实验室规则，注意安全操作，保持实验室环境整洁卫生。
（3）要养成实事求是地的科学态度和严谨的实验作风，不得随意涂改数据或者主观臆造数据。
如果实验中的数据与预期结果不同，产生较大的误差或实验失败，学生要认真思考，与同学或老师讨论，寻找原因，并在征得指导教师同意后补做数据或重做实验。
3、实验报告每次实验完成后，应及时完成实验报告。
实验报告要求文字表达清楚、语言简单明确。
报告内容一般应包括：（1）实验名称、日期；（2）实验目的、要求；（3）简明的实验原理；（4）实验步骤；（5）实验现象或数据的原始记录；（6）数据处理和结论，包括计算公式和结果表示；（7）实验的心得体会，对存在的问题及失败原因的分析讨论；（8）对思考题的回答。
橡胶工艺原理橡胶工艺原理是指将原材料经加工后制成橡胶制品的一系列工艺和技术。
橡胶制品应用广泛，可以用于汽车、航空、船舶、建筑、电器、医疗等各个领域。
然而，要制造出高质量的橡胶制品，并不是一件简单的事情，不仅需要良好的设备和材料，还需要严格的工艺控制和科学的原理理论支撑。
首先，我们先来了解一下橡胶的基本性质和成分。
橡胶是一种高分子化合物，由橡胶树采集的乳液或人工合成的橡胶聚合物制成。
它的主要成分是碳、氢、氧及少量其他元素。
橡胶的基本性能包括：高弹性，耐磨性好，高耐寒性和耐老化性，可塑性好，耐化学腐蚀，不易燃等。
橡胶制品的生产过程一般分为三步：混炼、成型和硫化。
其中，混炼是将橡胶和其他添加剂，在混合机中加热搅拌成型；成型是将混炼好的橡胶料放入模具中进行成型，形成所需的产品形状；硫化是将成型后的橡胶制品放入硫化箱中进行加热，使其在高温下发生化学反应，成为坚韧的橡胶制品。
在混炼过程中，一般会向橡胶料中加入各种添加剂，以改善橡胶的性能和质量。
这些添加剂包括增塑剂、防老剂、填充剂、助剂、颜料等。
其中，填充剂的作用非常重要，它可以提高橡胶的硬度和强度，降低成本。
一般而言，填充剂的含量会占到橡胶混炼料总量的50%-70%。
常用的填充剂有炭黑、白炭黑、滑石粉、氧化铝等。
成型过程则包括挤出、压缩成型、注塑、挤压等多种方式。
其中，挤出是指将热压橡胶料挤出成型，常用于制造板材、管材和带材等；压缩成型是将混炼好的橡胶料放到压力机模具中压缩成型，常用于制造密封件、垫片和橡胶板等；注塑是将热熔态的橡胶料注入模具中成型，常用于制造零件、机械件等；挤压是将橡胶料通过挤压机制成所需的形状，常用于制造密封圈、管子等产品。
硫化则是通过加热使橡胶聚合物中的硫和碳原子相互交联，从而增加橡胶制品的硬度和强度，提高耐磨性和耐寒性。
硫化温度和时间是影响橡胶制品性能的关键因素，硫化温度过高或时间过长会导致橡胶制品变质、失去弹性等问题。
总的来说，橡胶工艺原理的核心问题在于如何在制造过程中控制好各种参数，确保所制造的橡胶制品具有优异的性能和质量。
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（6）青岛科技大学, 橡胶, 讲稿, 工艺, 原理第四章橡胶的老化与防护§4.1 概述各种高分子材料虽然都有着各自优异的特性，但也有着共同的缺点，也就是说都有着一定的使用期限，原因就是它们都会在不同程度上发生老化。
一．橡胶老化的概念橡胶或橡胶制品在加工、贮存和使用的过程中，由于受内、外因素的综合作用（如热、氧、臭氧、金属离子、电离辐射、光、机械力等）使性能逐渐下降，以至于最后丧失使用价值，这种现象称为橡胶的老化。
橡胶老化的现象多种多样，例如:生胶经久贮存时会变硬，变脆或者发粘；橡胶薄膜制品（如雨衣、雨布等）经过日晒雨淋后会变色，变脆以至破裂；在户外架设的电线、电缆，由于受大气作用会变硬，破裂，以至影响绝缘性；在仓库储存的或其他制品会发生龟裂；在实验室中的胶管会变硬或发粘等。
此外，有些制品还会受到水解的作用而发生断裂或受到霉菌作用而导致破坏……所有这些都是橡胶的老化现象。
老化过程是一种不可逆的化学反应，象其他化学反应一样，伴随着外观、结构和性能的变化。
二．橡胶在老化过程中所发生的变化1．外观变化橡胶品种不同，使用条件不同，发生的变化也不同。
变软发粘：天然橡胶的热氧化、氯醇橡胶的老化。
变硬变脆：顺丁橡胶的热氧老化，丁腈橡胶、丁苯橡胶的老化。
龟裂：不饱和橡胶的臭氧老化、大部分橡胶的光氧老化、但龟裂形状不一样。
发霉：橡胶的生物微生物老化。
另外还有：出现斑点、裂纹、喷霜、粉化泛白等现象。
2.性能变化(最关键的变化)物理化学性能的变化：比重、导热系数、玻璃化温度、熔点、折光率、溶解性、熔胀性、流变性、分子量、分子量分布；耐热、耐寒、透气、透水、透光等性能的变化。
物理机械性能的变化：拉伸强度、伸长率、冲击强度、弯曲强度、剪切强度、疲劳强度、弹性、耐磨性都下降。
电性能的变化：绝缘电阻、介电常数、介电损耗、击穿电压等电性能的变化、电绝缘性下降。
外观变化、性能变化产生的原因是结构变化。
橡胶工艺原理
橡胶是一种重要的工业原料，广泛应用于汽车制造、轮胎生产、橡胶制品制造
等领域。
橡胶制品的质量和性能取决于橡胶工艺的设计和实施。
橡胶工艺原理是指在橡胶制品生产过程中，根据橡胶材料的特性和产品要求，采用一系列工艺方法和工艺参数，对橡胶进行成型、硫化、加工等工艺操作的原理和规律。
首先，橡胶工艺的原理包括橡胶的成型原理。
橡胶制品的成型是指将橡胶材料
通过挤出、压延、模压等工艺方法，使其成为所需形状和尺寸的工件。
在成型过程中，需要考虑橡胶的流变性能、变形特性和回弹性等因素，选择合适的成型方法和工艺参数，以保证成型工件的质量和精度。
其次，橡胶的硫化原理是橡胶工艺中的重要环节。
硫化是指将橡胶材料与硫化
剂在一定温度和压力下进行化学反应，使橡胶分子发生交联，从而提高橡胶制品的强度、耐磨性和耐老化性能。
硫化工艺的原理包括硫化温度、硫化时间、硫化压力等参数的选择，以及硫化剂种类和用量的确定，这些都对橡胶制品的性能和质量有着重要影响。
另外，橡胶的加工原理也是橡胶工艺中的关键内容。
橡胶制品在成型和硫化后，还需要进行修整、切割、涂覆等加工操作，以满足产品的外观和功能要求。
在加工过程中，需要考虑橡胶的切削性能、粘接性能和耐磨性能，选择合适的加工工艺和工艺设备，保证橡胶制品的加工质量和加工效率。
总之，橡胶工艺原理是橡胶制品生产过程中的核心内容，它直接影响着橡胶制
品的质量、性能和成本。
掌握橡胶工艺的原理，可以帮助橡胶制品生产企业优化工艺流程，提高产品质量，降低生产成本，从而增强市场竞争力。
因此，加强对橡胶工艺原理的研究和应用，对于推动橡胶工业的发展具有重要意义。
第一部分生胶及其配合体系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一．名词解释∶1．橡胶 2．格林强度 3．充油丁苯橡胶 4．冷流性5．抗氧指数 6．自补强性 7．抗湿滑性 8．弹性9．回弹性 10．滞后损失 11．液体橡胶 12．动态生热性二．填空∶1．碳链橡胶中，饱和橡胶有________、________、________、________，不饱和橡胶有________、________、________、________、________；杂链橡胶有_________、__________；元素有机橡胶包括_________和 _______等。
2．通用合成橡胶包括_________、_________、_________、_________、________、________和________。
3．天然橡胶中包括的非橡胶成分有________、_________、_________、________和_______。
4．目前所有弹性体中，弹性最好的橡胶是________，比重最小的橡胶是_______，耐磷酸酯油类的橡胶是_______，气密性最好的橡胶是_______，气透性最好的橡胶是_______，耐压减振性好的橡胶是_______，广泛用作胶粘剂的橡胶是_______，具有生理惰性的橡胶是_______，滞后损失、生热大的橡胶是________，抗湿滑性差的橡胶是_______，耐高低温性最好的橡胶是________，耐磨性最好的橡胶是______。
（塑料橡胶材料）橡胶工艺原理讲稿橡胶工艺原理讲稿《橡胶工艺原理》讲稿绪论一．橡胶材料的特点1.高弹性：弹性模量低，伸长变形大，有可恢复的变形,并能在很宽的温度（-50~150℃）范围内保持弹性。
2.粘弹性：橡胶材料在产生形变和恢复形变时受温度和时间的影响，表现有明显的应力松弛和蠕变现象，在震动或交变应力作用下，产生滞后损失。
3.电绝缘性：橡胶和塑料一样是电绝缘材料。
4．有老化现象：如金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因为环境条件的变化而产生老化现象，使性能变坏，寿命下降。
5.必须进行硫化才能使用，热塑性弹性体除外。
6.必须加入配合剂。
其它如比重小、硬度低、柔软性好、气密性好等特点，都属于橡胶的宝贵性能。
表征橡胶物理机械性能的指标：１．拉伸强度：又称扯断强度、抗张强度，指试片拉伸至断裂时单位断面上所承受的负荷，单位为兆帕（MPa），以往为公斤力／平方厘米（kgf/cm2）。
２．定伸应力：旧称定伸强度，指试样被拉伸到一定长度时单位面积所承受的负荷。
计量单位同拉伸强度。
常用的有100％、300％和500％定伸应力。
它反映的是橡胶抵抗外力变形能力的高低。
３．撕裂强度：将特殊试片（带有割口或直角形）撕裂时单位厚度所承受的负荷，表示材料的抗撕裂性，单位为kＮ/ｍ。
４．伸长率：试片拉断时，伸长部分与原长度之比叫作伸长率；用百分比表示。
５．永久变形：试样拉伸至断裂后，标距伸长变形不可恢复部分占原始长度的百分比。
在解除了外力作用并放置一定时间(一般为3分钟)，以%表示。
６．回弹性：又称冲击弹性，指橡胶受冲击之后恢复原状的能力，以%表示。
７．硬度：表示橡胶抵抗外力压入的能力，常用邵尔硬度计测定。
橡胶的硬度范围一般在20~100之间，单位为邵氏A。
二．关于橡胶的几个概念１．橡胶：世界上通用的橡胶的定义引自美国的国家标准ASTM-D1566(America Society of Test and Material)。
《橡胶工艺原理》讲稿1.12.23.3在解除了外力作用并放置一定时间一般为分钟以表示，橡胶的硬度范围一般在之间单位为邵氏，改性的橡胶即硫化胶不溶解但能溶胀，一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成可以溶于有机溶剂。
《橡胶工艺原理》讲稿2017-08-05 21:07:47 | #1楼《橡胶工艺原理》讲稿绪论一．橡胶材料的特点1.高弹性：弹性模量低，伸长变形大，有可恢复的变形,并能在很宽的温度（-50~150℃）范围内保持弹性。
2.粘弹性：橡胶材料在产生形变和恢复形变时受温度和时间的影响，表现有明显的应力松弛和蠕变现象，在震动或交变应力作用下，产生滞后损失。
3.电绝缘性：橡胶和塑料一样是电绝缘材料。
4．有老化现象：如金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因为环境条件的变化而产生老化现象，使性能变坏，寿命下降。
5.必须进行硫化才能使用，热塑性弹性体除外。
6.必须加入配合剂。
其它如比重孝硬度低、柔软性好、气密性好等特点，都属于橡胶的宝贵性能。
表征橡胶物理机械性能的指标：１．拉伸强度：又称扯断强度、抗张强度，指试片拉伸至断裂时单位断面上所承受的负荷，单位为兆帕（MPa），以往为公斤力／平方厘米（kgf/cm2）。
２．定伸应力：旧称定伸强度，指试样被拉伸到一定长度时单位面积所承受的负荷。
计量单位同拉伸强度。
常用的有100％、300％和500％定伸应力。
它反映的是橡胶抵抗外力变形能力的高低。
３．撕裂强度：将特殊试片（带有割口或直角形）撕裂时单位厚度所承受的负荷，表示材料的抗撕裂性，单位为kＮ/ｍ。
４．伸长率：试片拉断时，伸长部分与原长度之比叫作伸长率；用百分比表示。
５．永久变形：试样拉伸至断裂后，标距伸长变形不可恢复部分占原始长度的百分比。
在解除了外力作用并放置一定时间(一般为3分钟)，以%表示。
６．回弹性：又称冲击弹性，指橡胶受冲击之后恢复原状的能力，以%表示。
７．硬度：表示橡胶抵抗外力压入的能力，常用邵尔硬度计测定。
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（5）青岛科技大学, 橡胶, 讲稿, 工艺, 原理§3-6炭黑对橡胶的补强机理炭黑补强作用使橡胶的力学性能提高，同时也使橡胶在粘弹变形中由粘性作用而产生的损耗因素提高。
例如tanδ、生热、损耗模量、应力软化效应提高。
因应力软化效应能够比较形象地说明大分子滑动补强机理，因此将两者结合一起讨论。
一．应力软化效应（一）应力软化效应的含义硫化胶试片在一定的试验条件下拉伸至给定的伸长比λ1时，去掉应力，恢复。
第二次拉伸至同样的λ1时所需应力比第一次低，如图3-18所示，第二次拉伸的应力-应变曲线在第一次的下面。
若将第二次拉伸比增大超过第一次拉伸比λ1时，则第二次拉伸曲线在λ1处急骤上撇与第一次曲线衔接。
若将第二次拉伸应力去掉，恢复。
第三次拉伸，则第三次的应力应变曲线又会在第二次曲线下面。
随次数增加，下降减少，大约4~5次后达到平衡。
上述现象叫应力软化效应，也称为Mullins效应。
应力软化效应用拉伸至给定应变所造成的应变能下降百分率ΔW表示。
（3-10）式中 W1 —第一次拉伸至给定应变时所需要的应变能；W2 —第一次拉伸恢复后，第二次（或更多次数）再拉伸至同样应变时所需的应变能。
（二）应力软化效应的影响因素应力软化效应代表一种粘性的损耗因素，所以凡是影响粘弹行为的因素对它均有影响。
填料及其性质对应力软化效应有决定性作用。
1．填充的影响2．填料品种对应力软化效应的影响3．炭黑品种对应力软化效应的影响总的趋势是补强性高的炭黑应力软化效应比较高，反之亦然。
（三）应力软化的恢复应力软化有恢复性，但在室温下停放几天，损失的应力恢复很少，而在100℃×24h真空中能恢复大部分损失的应力。
因为炭黑的吸附是动态的，在恢复条件下，橡胶大分子会在炭黑表面重新分布，断的分子链可被新链代替。
剩下的不能恢复的部分称为永久性应力软化作用。
二．炭黑的补强机理近半个世纪以来，人们对炭黑补强机理曾进行了广泛的探讨。
各个作者提出的机理虽然能说明一定的问题，但有局限性。
随着时间进展，橡胶补强机理也在不断地深化和完善。
橡胶大分子滑动学说的炭黑补强机理是一个比较完善的理论。
现将各种论点简述如下。
（一）容积效应（二）弱键和强键学说（三）Bueche的炭黑粒子与橡胶链的有限伸长学说（四）壳层模型理论核磁共振研究已证实，在炭黑表面有一层由两种运动状态橡胶大分子构成的吸附层。
在紧邻着炭黑表面的大约0.5nm（相当于大分子直径）的内层，呈玻璃态；离开炭黑表面大约0.5~5.0nm范围内的橡胶有点运动性，呈亚玻璃态，这层叫外层。
这两层构成了炭黑表面上的双壳层。
关于双壳层的厚度Δγc，报道不一，不过基本上是上述范围。
这个双壳的界面层内中的结合能必定从里向外连续下降，即炭黑表面对大分子运动性的束缚不断下降，最后到橡胶分子不受束缚的自由状态。
图3-22 炭黑填充的硫化胶的非均质模型A相—进行微布朗运动的橡胶分子链；B相—交联团相；C相—被填料束缚的橡胶相对壳层补强作用的解释是双壳层起骨架作用。
提出了填充炭黑橡胶的不均质结构示意图，见图3-22。
图中A相为自由大分子，B相为交联结构，C相为双壳层，该理论认为C相起着骨架作用联结A相和B相，构成一个橡胶大分子与填料整体网络，改变了硫化胶的结构，因而提高了硫化胶的物理机械性能。
（五）橡胶大分子链滑动学说这是比较新和比较全面的炭黑补强理论。
该理论的核心是橡胶大分子能在炭黑表面上滑动，由此解释了补强现象。
炭黑粒子表面的活性不均一，有少量强的活性点以及一系列的能量不同的吸附点。
吸附在炭黑表面上的橡胶链可以有各种不同的结合能量，有多数弱的范德华力的吸附以及少量的化学吸附。
吸附的橡胶链段在应力作用下会滑动伸长。
大分子滑动学说的基本概念可用示意图3-23表示。
（1）表示胶料原始状态，长短不等的橡胶分子链被吸附在炭黑粒子表面上。
（2）当伸长时，这条最短的链不是断裂而是沿炭黑表面滑动，原始状态吸附的长度用点标出，可看出滑移的长度。
这时应力由多数伸直的链承担，起应力均匀作用，缓解应力集中为补强的第一个重要因素。
（3）当伸长再增大，链再滑动，使橡胶链高度取向，承担大的应力，有高的模量，为补强的第二个重要因素。
由于滑动的摩擦使胶料有滞后损失。
滞后损失会消耗一部分外力功，化为热量，使橡胶不受破坏，为补强的第三个因素。
（4）是收缩后胶料的状况，表明再伸长时的应力软化效应，胶料回缩后炭黑粒子间橡胶链的长度差不多一样，再伸长就不需要再滑动一次，所需应力下降。
在适宜的情况（如膨胀）下，经过长时间，由于橡胶链的热运动，吸附与解吸附的动态平衡，粒子间分子链长度的重新分布，胶料又恢复至接近原始状态。
但是如果初次伸长的变形量大，恢复常不超过50%。
图3-23 橡胶大分子滑动学说补强机理模型也发生滑移，全部分子链高度取向，高定伸，缓解应力集中，应力均匀，滑动耗能；4—恢复，炭黑粒子间的分子链有相等的长度，应力软化'再滑移，BB'1—原始状态；2—中等拉伸，AA§3-7 白炭黑一．白炭黑的制造白炭黑的制备多采用两种方法，即煅烧法和沉淀法。
煅烧法制备的白炭黑又称为气相法白炭黑或干法白炭黑，它是以多卤化硅（SiClx）为原料在高温下热分解，进行气相反应制得。
干法白炭黑粒径极小，约为15~25nm，飞扬性极大。
气相法白炭黑杂质少，补强性好，但制备复杂且成本高，主要用于硅橡胶中，所得产品为透明、半透明状，产品的物理机械性能和介电性能良好，耐水性优越。
沉淀法白炭黑普遍采用硅酸盐（通常为硅酸钠）与无机酸（通常使用硫酸）中和沉淀反应的方法来制取水合二氧化硅。
沉淀法白炭黑粒径较大，约为20~40nm，纯度较低，补强性比煅烧法差，胶料的介电性能特别是受潮后的介电性能较差，但价格便宜，工艺性能好。
可单用于NR、SBR等通用橡胶中，也可与炭黑并用，以改善胶料的抗屈挠龟裂性，使裂口增长减慢。
二．白炭黑的结构1．白炭黑的化学结构白炭黑的95~99%的成分是SiO2，经X射线衍射证实，因白炭黑的制法不同，其结构有不同差别。
气相法白炭黑内部结构几乎完全是排列紧密的硅酸三维网状结构，这种结构使粒子吸湿性小，表面吸附性强，补强作用强。
而沉淀法白炭黑的结构内除了生成三维结构的硅酸外，还残存有较多的二维结构硅酸，致使结构疏松，有很多毛细管结构，很易吸湿，以致降低了它的补强活性。
2．白炭黑的结构白炭黑的结构象炭黑，它的基本粒子呈球形。
在生产过程中，这些基本粒子在高温状态下相互碰撞而形成了以化学键相连结的链枝状结构，这种结构称之为基本聚集体。
链枝状结构彼此以氢键吸附又形成了次级聚集体结构，这种聚集体在加工混炼时易被破坏。
三．白炭黑的表面化学性质1．表面基团图3-24 白炭黑的表面模型相邻羟基（在相邻的硅原子上），它对极性物质的吸附作用十分重要；隔离羟基，主要存在于脱除水分的白炭黑表面上。
这种羟基的含量，气相法白炭黑比沉淀法的要多，在升高温度时不易脱除；双羟基，在一个硅原子上连有两个羟基。
白炭黑表面的基团具有一定的反应性，表面的反应包括：失水及水解反应、与酰氯反应、与活泼氢反应、形成氢键等。
2．白炭黑表面的吸附作用白炭黑表面有很强的化学吸附活性，这与表面羟基有关。
它可以和水以氢键形式结合，形成多分子吸附层。
除此之外，它还可与许多有机小分子物质发生吸附作用。
多官能团的胺类或醇类的吸附性高于单官能团的，所以SiO2胶料中常用乙醇胺、乙二醇、三乙醇胺等多官能团化合物做活性剂。
3．热行为将白炭黑加热就会放出水分，随温度升高，放出水分量增加。
在150~200℃之前，放出水最多，200℃以后趋向平缓，有明显的转折点，见图3-25。
折点以前主要是吸附水脱附，折点后是表面羟基缩水反应。
四．白炭黑对胶料工艺性能和硫化胶性能的影响（一）白炭黑对胶料工艺性能的影响1．胶料的混炼与分散白炭黑由于比表面积很大，总趋向于二次聚集，加之在空气中极易吸收水分，致使羟基间易产生很强的氢键缔合，进一步提高了颗粒间的凝聚力，所以白炭黑的混炼与分散要比炭黑困难得多，而且在多量配合时，还容易生成凝胶，使胶料硬化，混炼时生热大。
为获得良好的分散，就要求初始混炼时，保持尽可能高的剪切力，以便使白炭黑的这些聚集体粒子尽可能被破坏，而又不致使橡胶分子链发生过多的机械降解。
为此，白炭黑应分批少量加入，以降低生热。
适当提高混炼温度，有利于除掉一部分白炭黑表面吸附水分，降低粒子间的凝聚力，有助于白炭黑在胶料中的分散。
2．白炭黑补强硅橡胶混炼胶中的结构控制白炭黑，特别是气相法白炭黑是硅橡胶最好的补强剂，但有一个使混炼胶硬化的问题，一般称为“结构化效应”。
其结构化随胶料停放时间延长而增加，甚至严重到无法返炼、报废的程度。
对此有两种解释，一种认为是硅橡胶端基与白炭黑表面羟基缩合；另一方面认为硅橡胶硅氧链节与白炭黑表面羟基形成氢键。
防止结构化有两个途径，其一是混炼时加入某些可以与白炭黑表面羟基发生反应的物质，如羟基硅油、二苯基硅二醇、硅氮烷等。
当使用二苯基硅二醇时，混炼后应在160~200℃下处理0.5~1h。
这样就可以防止白炭黑填充硅橡胶的结构化。
另一途径是预先将白炭黑表面改性，先去掉部分表面羟基，从根本上消除结构化。
3．胶料的门尼粘度白炭黑生成凝胶的能力与炭黑不相上下，因此在混炼白炭黑时，胶料的门尼粘度提高，以致于恶化了加工性能，故在含白炭黑的胶料配方中软化剂的选择和用量很重要。
在IIR中往往加入石蜡烃类、环烷烃类和芳香烃类，用量视白炭黑用量多少及门尼粘度大小而异，一般可达15-30%。
在NR中，以植物性软化剂如松香油、妥尔油等软化效果最好，合成的软化剂效果不大，矿物油的软化效果最低。
4．胶料的硫化速度白炭黑粒子表面有大量的微孔，对硫化促进剂有较强的吸附作用，因此明显地迟延硫化。
为了避免这种现象，一方面可适当地提高促进剂的用量；另一方面可采用活性剂，使活性剂优先吸附在白炭黑表面，这样就减少了它对促进剂的吸附。
活性剂一般是含氮或含氧的胺类、醇类、醇胺类低分子化合物。
对NR来说胺类更适合，如二乙醇胺、三乙醇胺、丁二胺、六亚甲基四胺等。
对SBR来说，醇类更适合，如己三醇、二甘醇、丙三醇、聚乙二醇等。
活性剂用量要根据白炭黑用量、PH值和橡胶品种而定，一般用量为白炭黑的1~3%。
（二）白炭黑对硫化胶性能的影响白炭黑对各种橡胶都有十分显著的补强作用，其中对硅橡胶的补强效果尤为突出。
白炭黑是一种补强效果仅次于相应炉法炭黑的白色补强剂。
含一定量白炭黑的硫化胶与相应炉法炭黑（如HAF）补强的硫化胶相比，具有强度高、伸长率大，撕裂强度高、硬度高、绝缘性好等优点。
通常将炭黑和白炭黑并用，可以获得较好的综合性能。
五．白炭黑的发展与应用方向1．存在的问题（1）加工性能；（2）静电问题；（3）价格问题2．白炭黑的发展与应用方向当前，白炭黑的发展向高分散性、精细化、造粒化和表面改性化等方面发展。
