高分子材料—橡胶44页PPT

补强填充体系：补强剂的作用是提高橡胶的强度，改善加工性能。 填充剂的作用是降低成本。 防护体系：防老剂作用是延缓老化，延长制品使用寿命。 增塑与操作体系：增塑剂作用是改善橡胶的加工性能，降低成 本，改善硫化胶的某些性能。 分散剂作用改善配合剂在橡胶中的分散性。 防焦剂作用是延长焦烧时间，改善加工安全性 。 均匀剂作用是改善橡胶之间的相容性。 润滑剂作用是改善橡胶的流动性和预防粘辊 脱模剂作用是改善制品的脱模性
橡胶配方的组成及作用
（四）橡胶配方的表示方法
（1）质量份配方（又称基本配方）
生胶的质量为100份，其他配合剂相对以质量份 （mi）表示的配方。
（2）质量百分数配方：mi%=(mi/∑mi) ×100% （3）体积百分数配方：Vi%= (Vi/∑Vi) ×100% （4）生产配方：Mi=(炼胶量Q/ ∑mi) × mi
1、轮胎：耗胶量最大的产品
工程轮胎、载重轮胎、乘用轮胎、农用轮胎、力车胎、 摩托车胎、自行车胎、玩具车轮胎等；
2、工业制品：品种最多的制品
各种胶带：输送带、传动带等； 各种鞋底：旅游鞋、运动鞋、皮鞋、拖鞋； 各种胶管：灌溉胶管、高压胶管、输油胶管等； 各种胶辊：纺织皮辊、造纸胶辊、印刷胶辊、打印机、 复印机胶辊； 各种手套：医用、家用、防化、工业、绝缘、劳保手套等 密封制品：O形圈、油封、密封条、填缝材料等；
（二） 橡胶的特征
（1）橡胶具有高弹性和粘弹性； （2）橡胶具有电绝缘性； （3）橡胶有老化现象； （4）橡胶的模量低，常温下柔软，能吸收震动； （5）橡胶是热的不良导体，传热慢； （6）橡胶强度低，需要补强； （7）橡胶具有气密性、耐水性； （8）大部分橡胶能燃烧； （9）橡胶的密度较小。
二、橡胶的应用
橡胶的应用

散粒天然橡胶 （自由流动天然橡胶）
有两种产品：一种是粉末橡胶，粒子直径在 0.5~2mm，另一种是细粒橡胶，粒子直径在 1~10mm。使用散粒橡胶，可以取消切包工 序，由于是散粒，混炼时可以自动进料，混 炼周期可以缩短一半，节省能量达35~50%； 由于与配合剂混合特别均匀，可以获得较好 的成品性能。它多用于制造粘合用的胶浆， 其工艺简单，粘着性能良好。但由于制胶过 程比普通橡胶的设备复杂，成本高，而且密 度小，包装和运输费用成倍增加。
环氧化天然橡胶
它是天然胶乳在一定条件下与过氧乙酸反应得到的产物。 目前已商品化生产的有环氧程度分别为10%、25%、50%和 75%（摩尔分数）的ENR10、ENR25、ENR50和ENR75四种 产品。 特点：抓着力强，特别是在混凝土路面上的防滑性能好， 可作为胎面胶使用，以增加在高速公路上的防滑性能；气密 性能好，当环氧话程度达到75%时，气密性与丁基橡胶相同， 可用于内胎或无内胎轮胎；耐油性能好，在非极性溶剂中的 溶胀度显著降低，可用于耐油橡胶制品。 由于市场需求不含氯或氯含量较低的产品，于是就形成 了氯化ENR的构想。对环氧化程度为25%的ENR-25进行氯 化，能得到一种可溶解于普通溶剂的白色物质，具有良好的 成膜性，其含氯量约为47%。但其热稳定性比Cl-NR的还要 差，起始分解温度为115℃，最大分解率时的分解温度为 260℃。关于在工业上的应用，目前尚未见报道。
难结晶橡胶
制备：一是使橡胶产生异构化，因而使结晶 速率大为减慢；二是使用增塑剂法，即在橡 胶中加入长链的脂肪酸酯类的增塑剂，如癸 二酸二异辛酯，使橡胶分子链之间距离增大， 降低分子链之间的相互作用力，有利于链段 和整个分子链的运动，降低玻璃化转变温度。 用途：用于制造低温条件下使用的橡胶制品， 如门窗密封条、坦克车轮的履带和防震垫以 及在南北地区或高空飞行的飞机使用的橡胶 器材等。

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产品脱模破裂
• 原因:
• 1. 模温过高或者硫时过长. • 2. 硫化剂用量过多. • 3. 脱模方法不对.
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产品脱模破裂
• 解决措施:
• 1. 降低模温. • 2. 缩短硫时. • 3. 减少硫化剂用量. • 4. 喷脱模剂. • 5. 采取正确的脱模方法.
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•
乙烯\丙烯\第三单体. 综合性能优良,用途广泛.
• 2 硅胶 ( SR 或Q )
•
使用温度范围最广,-120---+250℃,毒性最低.
• 3 氟胶 ( FKM 或 FPM )
•
防火.耐油.耐溶剂是所有胶中最好的.
• 4 聚氨酯 ( PU ) : 耐磨最好.用于模具等等行业
其它 • 5
: PS. ACM. ECO. CPE. CSM等等
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• 碳酸钙
40
• DOP
12
• 硫磺
1.5
• 促进剂TT 0.5
• 促进剂CZ 1.5
• SR 电线套管配方
• 甲基乙烯基硅橡胶 100
• 2#气相法白碳黑
30
• 双二五
1
• 二苯基硅二醇
5
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• 增塑剂: 也叫软化剂,降低胶料硬度用.大部
分是油类,如DOP,石蜡油等等.
• 防老剂: 增强橡胶抵抗光,热,氧气,臭氧,紫
•.
• 活性剂: 加快促进剂分解,活化胶料的物质.
• 如ZNO . SA.等等.
• 补强剂: 增加生胶强度的物质,如碳黑,白碳黑等.
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配方举例
• NBR7001 (单位:份数)

橡胶在变形较大时，又表现出黏性液体的性质，橡胶 的黏弹特性，使它在缓冲、防震、减震、动态密封方面 的作用是其它材料不可代替的。
24.02.2019
橡胶的缺点：
• 橡胶除在小变形区域外（小于50%），没有固定的
杨氏模量，小变形范围内的杨氏模量约为1.0N/mm2。
• 橡胶的拉断强度不高。 • 橡胶分子链中存在双键，所以橡胶容易老化。
氧化塑炼，因为氧化对相对分子质 量最大和最小部分同样起作用，所 以不发生相对分子质量的变窄，而 是相对分子质量分布曲线的平移。 低温，随着温度的升高，塑炼效率降低； 高温，随着温度的升高，塑炼效率上升。 低温塑炼区，随着温度的升高，胶料变 软，分子链易滑动而难于被切断，因而 所受机械作用小，塑炼效果下降。在高 温塑炼区，由于氧的自动催化氧化作用， 加快了氧化降解速率，塑化效果升高。 塑炼过程中，无论是机械塑炼还是氧化 塑炼，要加入化学塑解剂，强化氧化作 用，促进分子链的断裂，增加塑化效果
大部分为碳元素 还包含有少量氧、氢、硫等元素以及其他杂质和水分等， 含量因各种炭黑品种而异
3.炭黑对橡胶的补强作用机理
炭黑的补强原因： 炭黑通过化学吸附和物理 吸附，和橡胶结合，形成结 合橡胶，也称作炭黑凝胶。
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炭黑的补强理论—Bueche的“分子链滑动”理论 理论核心：橡胶大分子能在炭黑表面上滑动
室温下恢复3min的高度变化来表示。
h0 h2 P h 0 h1
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P=0，绝对弹性体 P=1，绝对流体 P值越大，塑炼胶的可塑性越好
2、门尼黏度
根据试样在一定温度、时间和压力下，在转子和模腔之间 变形时所受的扭力来确定胶料的可塑性。 表示符号：
M S 或 M L

直径6 mm的 尼龙绳能吊 起质量为2
t的汽车
分类
天然纤维
锦纶
尼龙
纤维
合成纤维 “六大纶”
涤纶 腈纶 维纶 氯纶 丙纶
的确良 “ 神
人造羊毛 舟 ” 五 号 航 天 服
合成纤维具有优良的性能：如强度高、弹性好、 耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。
但它的吸水性和透气性较差。因此，合成纤维常常与棉纤 维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适又挺括。
-哪种塑料袋有毒？
现在我们使用的塑料袋，其中，聚乙烯、聚丙 烯是安全的塑料，可以用来盛装食品。多数聚氯 乙烯塑料袋有毒，不能包装食品。因为聚氯乙烯 树脂中未聚合的氯乙烯单体会对人体产生毒害。 而且，聚氯乙烯树脂在加工成塑料袋的过程中， 还要加入一些增塑剂、颜料等有毒的辅助材料， 塑料稳定剂的主要成分是硬脂酸铅，也有毒性。 这种铅盐极易析出，一旦进入人体就会造成积蓄 性铅中毒。这些有毒性的物质和食品一起吃下去， 对人体健康有害。
与物质加工、分类、包装有关的细胞器_高__尔__基_体 与动物有丝分裂有关的细胞器_中__心_ 体 新陈代谢旺盛的地方数量较多的细胞器_线_粒__体_ 与在细高胞等内植消 物化根、尖吞分噬生有区关细的胞细中胞没器有的__溶_细__酶胞_体器中__心__体_、_ 叶绿体、大液泡
资料分析(阅读教材P40)
溶酶体
单层膜。动物、真菌和某些植物细胞中由单位膜包被 的小泡。含有多种水解酶，起消化功能，能分解衰老、 损伤的细胞器、吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。 由高尔基体断裂形成。
问题
飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞 翔鸟类的多。运动员肌细胞线粒体的数 量比缺乏锻炼的人多。在体外培养细胞 时，新生细胞比衰老细胞或病变细胞的 线粒体多。为什么？

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橡胶的发展历史
（2）合成橡胶的发现和应用
❖ 1900，确定了天然橡胶的结构——合成橡胶成为可能； ❖ 1932，前苏联使丁钠橡胶工业化，之后相继出现了氯丁、
丁腈、丁苯橡胶；
❖ 19世纪50年代，Zeigler-Natta催化剂的发现，导致合成
橡胶的新飞跃，出现了顺丁、乙丙、异戊橡胶；
缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。
常用促进剂：二硫化氨基甲酸盐
黄原酸盐类
噻唑类
硫脲类
醛类
醛胺类
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3、 硫化活性剂 用来提高促进剂的活性，又称助促进剂。
常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。 4、 填充剂
用来提高橡胶的强度、改善工艺性能和降低成本。 用于提高性能的填充剂称为补强剂，如炭黑、二 氧化硅等；另外还有用于降低成本的填充剂，如滑 石粉、硫酸钡等。
骨架材料的用量：雨衣用骨架材料约占80-90％ 输送带约占65％ 轮胎类约占10-15％
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天然橡胶（NR）
也称杜仲胶，分子链有序，易结晶， 通常温度下为硬质固体。
n为5000~10000，相对分子量在3万~3000万之间， 常温下是无定形高弹性物质。
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➢ 98%NR来自巴西橡胶树（三叶橡胶树）； ➢ 全世界NR的90%以上产自东南亚地区，主要是马来西亚、
耗量最大的合成橡胶胶种。 • 耐磨性、耐热性、耐油、抗老化性均比天然橡胶好。 • 缺点是生胶强度低、粘接性差、成型困难、硫化速度慢。
聚合方法：乳液聚合（自由基）、溶液聚合（阴离子）
CH2CH CHCH2 x
CH2CH y CH2CH z CH CH2
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3．下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成网状结构的是：
D
4. 在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时，都要加入交联剂。下列有关说
法错误的是 D
A.加入交联剂都可使线型结构变为网状结构
B.橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增强橡胶的强度
C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为网状结构是为了使它既吸 水又不溶于水
2.高分子分离膜。
(2)分离膜的分类。
分离膜根据膜孔大小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反 渗透膜等,以分离不同的物质。
(3)分离膜的主要材料:主要是有机高分子材料,如醋酸纤维、 芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
(4)分离膜的应用:广泛应用于海水淡化和饮用水的制取,以 及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。
D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
5.聚酯纤维F 和维纶J的合成路线如下
G中官能团的名称是 ， C的结构简式是 ， 芳香烃D的一氯代物只有两 种，则D的结构简式是 ， 反应③的反应类型是 ，
反应②和⑤的化学方程式分 别是： 。
已知：
E也可由A和2，4-己二烯为 原料制备，请写出该合成路 线。已知
壤。可以用于婴幼儿纸尿裤等。
(2)合成思路: 一是改造纤维素或淀粉分子,接入强亲水基团;二是合成 新的带有强亲水基团的高分子。
1. 高吸水性树脂
(3)淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性。在淀粉或纤维素的 主链上再接入带有强亲水基团的支链,提高吸水性能。例如淀 粉与丙烯酸钠在一定条件下发生反应,生成以淀粉为主链的接 枝共聚物。为防止共聚物溶于水,还需在交联剂作用下生成网 状结构的淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
3.合成橡胶 (2)橡胶的分类
橡胶

在第一次世界大战期间，迫于橡胶匾乏，德国人采用了二 甲基丁二烯聚合而成甲基橡胶，这种橡胶可以 大量生产，而且 价格低廉。
大约在1930年，德国和苏联用丁二烯作为单体，金属钠作 为催化剂，合成了一种叫做丁钠橡胶。与苯乙烯共聚得到丁苯 橡胶(Buna-S)，它的性质与天然橡胶极其相似。
大约在1930年，德国和苏联用丁二烯作为单体，金属钠作为 催化剂，合成了一种叫做丁钠橡胶。与苯乙烯共聚得到丁苯橡胶 (Buna-S)，它的性质与天然橡胶极其相似。
橡胶(Rubber)是一种高弹性的高分子化合物。 除此之外，橡胶密度低，属于轻质材料，硬度低，柔软性好；
德（橡皇4）威电胶廉绝二缘有世性曾：让人丁用这腈种物橡质制胶成皇（家汽N车的B轮R胎）。 、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚
橡胶和塑料一样是电绝缘材料，天然橡胶和丁基橡胶和体积电阻率可达到1015Ωcm以上。
硫橡胶、聚丙烯酸酯橡胶（UR）、氯醚橡胶、氯化聚乙烯橡胶 与苯乙烯共聚得到丁苯橡胶(Buna-S)，它的性质与天然橡胶极其相似。
品，但是，热塑性橡胶可不必硫化。 通过与硫磺一起加热进行硫化，实现了橡胶分子链的交联，使橡胶具备了良好的弹性
耐溶剂、耐辐射等特殊性能橡胶制品使用的称为特种橡胶。特种 后来人们发现这种弹性球能够擦掉铅笔的痕迹，因此给它起了一个普通的名字 “擦子(Rubber)”。
一些样品被视为珍品带回欧洲。 特种橡胶(Specialty Rubber Eastomer)
通用高分子材料之 橡胶
目录
一、橡胶的定义 二、橡胶的发展史 三、橡胶的分类 四、橡胶的特点
一、橡胶的定义
橡胶(Rubber)是一种高弹性的高分子化合物。它具有其它 材料所没有的高弹性，因而也称做弹性体。橡胶的主要特征是 分子量大，一般都在数十万，甚至达到上百万左右；其次是橡 胶具有多分散性，也即橡胶的分子是大小不等的，有一个分布 范围，这是决定橡胶成为工程材料的内在原因。