5 增塑体系
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《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。
塑料的增韧、增强与增刚黄锐教授(四川大学高分子科学与工程学院)1.1概述上世纪80年代以来,高分子材料的研究重点转向聚合物凝聚态物理、材料加工与高性能化、功能化等方面;或通过加工改变单一聚合物聚集态,或将不同聚合物共混使性能普通高分子材料变成可工程应用的高性能材料。
据统计,在改善和提高聚合物的性能中,主要包括冲击韧性、加工性能、拉伸强度、弹性模量、热变形稳定性、燃烧性能、热稳定性、尺寸稳定性等,获得高的冲击韧性、高的拉伸强度和良好的加工性能位居前三位,成为聚合物材料改性的主要目标。
作为结构材料的高分子,强度和韧性是两项最重要的力学性能指标。
以往的研究表明,橡胶能有效地增韧,但造成强度、刚度较大幅度下降;无机填料能有效地增强,但往往造成冲击韧性明显下降。
因此,如何获得兼具高强高刚高韧综合性能优良的高分子材料,实现同时增韧增强与增刚改性一直是高分子材料科学研究中的一个重要课题和应用研究热点。
近年来,随着对弹性体增韧机理的更进一步认识,人们在提高弹性体的增韧效果和新型弹性体的研究与应用等方面都开展了研究。
弹性体增韧体系的强韧性与弹性体的种类,分散相的结构、粒子大小及分布,界面粘结以及基体等因素有关。
有人采用弹性模量比橡胶类聚合物高1-2个数量级的EV A作为PP的增韧改性剂,研究了原料配比、工艺条件和微观结构对体系性能的影响。
研究表明,共混物的增韧机理主要是EV A分散相粒子的界面空洞化引起PP基体屈服。
该共混物在冲击强度大幅度提高的同时,刚性相对下降很小,并且具有良好的加工性能,其综合性能优于PP/EPDM共混物。
通过改善弹性体的粒径大小及其分布、粒子与基体的界面相互作用等来达到共混材料的强韧化,已有很多文献报道。
有研究表明,质量比为80/20的动态硫化PP/EPDM和70/30非硫化型PP/EPDM的韧性几乎相同,可以用更少的弹性体用量而达到同样的增韧效果以保持PP的刚性和耐热性。
上述通过优化增韧体系的形态结构来提高聚合物的综合性能,其效果仍然有限。
PVC增塑1 前言聚氯乙烯(pvc)是国内经营加工最多的塑料品种。
加工PVC时使用的各种助剂中,增塑剂用量最大.所以.它的投资远高于其它助剂.甚至在一些较软材料配方中超过主要原料聚氯乙烯树脂的投资。
在目前抓经济效益和产品质量的形势下,研究探讨增塑荆的使用有其巨大的经济和社会意义。
2增塑剂的选用聚氯乙烯是一种强极性聚合物.分子间有很大的作用力.需加热列一定的温度方能显示塑性。
它对热敏感.当加热到130~140"C时就开始发生严重的分解.变成棕色或黑色。
由于分子问的强作用力使制品变得坚硬而缺乏弹性和柔韧性。
增塑剂的作用就在于削弱PVC分子间的作用力,从而降低软化温度,减小溶体的粘度,增加其流动性.改善PVC的加工性能和制品的柔韧性。
增塑荆通常是难挥发的高沸点酯类.少数是低熔点固.它们一般不与聚合物(PVC)发生化学反应。
增塑荆的分类方法不一,常用的分类法是根据化学结构、应用性能、分子量、添加方式、溶解性、相容性和毒性等来分类。
增塑剂的使用条件是与树脂有良好的相溶性;价格低廉;增塑效率高;增塑速度快;耐久性好(挥发性低、逸移性小.耐抽出性高);环境稳定性好(耐光、耐热、耐菌、耐化学药品和阻燃性好);卫生性好(对人、畜和农作物无毒、不污染、无味);电绝缘性好;粘度稳定性好。
但是没有一种增塑剂能满足所有条件.实际使用时,多数是由两种或多种并用,以取长补短.获得最佳的增塑效果并达到完善的性能要求。
增塑剂的选用在一个配方中.要使制品的所有性能都达到最佳值是不可能的.因此,选用增塑荆时首先要保证主要的性能要求。
比如儿童玩具及食品包装物等的要求主要性能无毒,外观质量优美;农膜要求对农作物无害、耐光、耐热;而电线电缆料的主要要求是电绝缘性好等等,除这些要求外,增塑荆的选用还应着重考虑以下5个方面的因素.即增塑荆本身的性能;PVC树脂的性能;制品所要求的性能;增塑剂的加工适应性:成本。
而就增塑荆本身的性能考虑.相溶性对增塑荆最为重要,它是选择增塑荆时必须首先考虑的基本因素。
第五章橡胶的增塑体系橡胶工程教研室赵菲问题的提出提高性能,稳定形状。
硫化体系提高强度,改善加工,降低成本。
补强与填充防护体系延缓老化,提高寿命。
增塑体系增加塑性加工性能使用性能本章主要内容5.1 橡胶增塑剂及分类5.2 橡胶增塑原理及增塑效果表征5.3 橡胶增塑剂5.4 新型增塑剂§5.1 橡胶增塑剂及分类一.橡胶增塑剂的概念⏹降低橡胶分子链间的作用力⏹改善加工工艺性能低分子量化合物⏹提高胶料的某些物理机械性能⏹降低成本为什么?有何优缺点?应用范围软化剂:多源于天然物质,(softener) 常用于非极性橡胶增塑剂:多为合成产品,(plasticizer)多用于极性橡胶或塑料中。
二. 增塑剂的分类分类按照作用机理按照来源物理增塑剂化学增塑剂石油系增塑剂煤焦油系增塑剂松油系增塑剂脂肪油系增塑剂合成增塑剂增塑剂的分类§5.2 增塑原理及增塑效果表征⏹增塑的本质是橡胶被增塑剂稀释。
⏹选择增塑剂的基本原则:相似相容原理溶解度参数SP或δ相近。
一.橡胶增塑原理混合焓变混合熵变尚未考虑增塑剂和橡胶之间的氢键及极性相互作用。
二.不同增塑剂的作用机理1.非极性增塑剂增塑非极性橡胶(稀释作用)增大分子间的距离,削弱分子间作用力。
稀释作用的推动力是体系的熵增。
增塑剂用量不大时成立;随着稀释作用的增大,橡胶分子间的相互作用机理会发生变化。
2. 极性增塑剂增塑极性橡胶(溶剂化作用)增塑剂的极性部分定向地排列于橡胶大分子的极性部位,对大分子链段起包围阻隔作用,削弱了分子间的作用力。
只有在增塑剂的摩尔数达到聚合物极性基团的2倍之前关系成立。
要正确全面地评价玻璃化转变温度变化与增塑剂用量的关系,必须同时考虑组分间混合时熵和焓的变化。
三. 增塑效果表征⏹填充指数(Extending Index-EI)在一定温度下,把高门尼粘度的橡胶塑化为某一标准门尼粘度(100℃时53 )时所需要增塑剂的份数。
⏹软化力(Softening Power-SP)在一定的温度下,以一定数量的增塑剂填充橡胶时,其门尼粘度的下降率。
第五章软化增塑体系第一节橡胶软化增塑体系概述第二节橡胶软化和增塑原理第三节橡胶软化剂的品种第四节橡胶增塑剂的品种第五节作软化剂使用的液体聚合物第五章:软化增塑第一节橡胶软化增塑体系概述橡胶加工过程中,一般都需要加入10~30重量份的软化剂或增塑剂。
它们通常是一种能使胶料具有一定柔软性的低分子物质。
它们除能增加胶料的可塑性、流动性、粘着性,便于压型和成型等工艺操作,以及有助于粉末状配合剂分散和降低混炼温度外,还降低了橡胶的粘流温度及玻璃化温度,提高了橡胶制品的耐低温性能。
(软化增塑剂的作用)第五章:软化增塑从最终效果都是增大胶料柔软性这一点看,软化与增塑是同义语,但从应用范围看,两者将很大差别。
软化剂多来源于天然物质,常用于非极性橡胶中;而增塑剂多为合成产品,主要应用在某些极性合成橡胶或塑料中。
它多属难挥发性物质(沸点不低于250℃),在天然橡胶等通用橡胶中很少使用,因而它是与软化剂有着不同极性的化学物质。
第五章:软化增塑在胶料中加入软化剂或增塑剂提高可塑性,与生胶塑炼时加入化学塑解剂的增塑作用在本质上是不同的。
前者是通过互相溶解或渗透,软化剂或增塑剂低分子物进入到橡胶分子内,增大橡胶分子间距离,减弱大分子间作用力(降低粘度),使大分子链较易滑动,宏观上增大了胶料的柔软性和流动性,因此,这种增塑方法被称为物理增塑法,亦称外增塑法。
后者是通过力化学反应,使橡胶大分子断链,降低橡胶的分子量,增大生胶可塑性。
这时塑解剂起着促进橡胶分子断链的作用,这种增塑方法称为化学增塑法,也称为内增塑法。
第五章:软化增塑第二节橡胶软化和增塑原理橡胶是一种高粘度的弹性体,当与低分子软化剂(或增塑剂)作用时,首先出现溶胀现象,然后才能逐步互相混容。
溶胀时低分子物质渗入到橡胶分子之间,降低了分子间相互的作用力,增加了大分子的运动能力,结果降低了橡胶的玻璃化温度,改善了耐寒性。
下面先从热力学角度对橡胶软化与增塑加以分析,然后进一步对选用软化剂的几个基本原则进行理论讨论。
最详细的塑料增韧大全——绝版收藏韧性与刚性相对,是反映物体形变难易程度的一个属性,刚性越大材料越不容易发生形变,韧性越大则越容易发生形变。
通常,刚性越大,材料的硬度、拉伸强度、拉伸模量(杨氏模量)、弯曲强度、弯曲模量均较大;反之,韧性越大,断裂伸长率和冲击强度就越大。
冲击强度表现为样条或制件承受冲击的强度,通常泛指样条在产生破裂前所吸收的能量。
冲击强度随样条形态、试验方法及试样条件表现不同的值,因此不能归为材料的基本性质。
冲击试验的方法很多,依据试验温度分:有常温冲击、低温冲击和高温冲击三种;依据试样受力状态,可分为弯曲冲击-简支梁和悬臂梁冲击、拉伸冲击、扭转冲击和剪切冲击;依据采用的能量和冲击次数,可分为大能量的一次冲击和小能量的多次冲击试验。
不同材料或不同用途可选择不同的冲击试验方法,并得到不同的结果,这些结果是不能进行比较的。
塑料增韧机理及影响因素一、银纹-剪切带理论在橡胶增韧塑料的共混体系中,橡胶颗粒的作用主要有两个方面:一方面,作为应力集中的中心,诱发基体产生大量的银纹和剪切带;另一方面,控制银纹的发展使银纹及时终止而不致发展成破坏性的裂纹。
银纹末端的应力场可以诱发剪切带而使银纹终止。
当银纹扩展到剪切带时也会阻止银纹的发展。
在材料受到应力作用时大量的银纹和剪切带的产生和发展要消耗大量的能量,从而使得材料的韧性提高。
银纹化宏观表现为应力白发现象,而剪切带则与细颈产生相关,其在不同塑料基体中表现不同。
例如,HIPS基体韧性较小,银纹化,应力发白,银纹化体积增加,横向尺寸基本不变,拉伸无细颈;增韧PVC,基体韧性大,屈服主要由剪切带造成,有细颈,无应力发白;HIPS/PPO,银纹、剪切带都占有相当比例,细颈和应力发白现象同时产生。
二、影响塑料增韧效果的因素主要有三点1、基体树脂的特性研究表明,提高基体树脂的韧性有利于提高增韧塑料的增韧效果,提高基体树脂的韧性可通过以下途径实现:增大基体树脂的分子量,使分子量分布变得窄小;通过控制是否结晶以及结晶度、晶体尺寸和晶型等提高韧性。
增塑氯乙烯均聚物和共聚物的作用增塑氯乙烯均聚物和共聚物是一类在聚合过程中添加增塑剂的聚合物。
增塑剂是一种能够降低聚合物玻璃化转变温度并增加聚合物柔韧性的物质。
增塑氯乙烯均聚物和共聚物在塑料工业中广泛应用,具有重要的经济和社会意义。
本文将介绍增塑氯乙烯均聚物和共聚物的作用。
增塑氯乙烯均聚物和共聚物的作用主要表现在以下几个方面:1. 增加塑料的柔韧性:增塑氯乙烯均聚物和共聚物能够与聚合物链相互作用,使聚合物链之间的距离增大,从而增加了聚合物的柔韧性。
在聚合物中添加增塑剂后,聚合物的玻璃化转变温度降低,使聚合物在较低温度下仍能保持柔韧性,增加了塑料的可塑性和可加工性。
2. 提高塑料的延展性:增塑氯乙烯均聚物和共聚物能够使聚合物链之间形成较强的相互作用力,增加了聚合物的延展性。
在拉伸或挤出过程中,增塑剂能够有效地降低聚合物链之间的摩擦力,减少聚合物链的断裂,提高塑料的延展性和韧性。
3. 改善塑料的透明性:增塑氯乙烯均聚物和共聚物能够与聚合物链之间形成较均匀的相互作用力,使聚合物链排列更加有序,从而提高了塑料的透明性。
增塑剂能够有效地降低聚合物链的极性,减少聚合物链之间的相互作用力,使塑料的分子间间距增大,提高了塑料的透明度和光泽度。
4. 增强塑料的耐候性:增塑氯乙烯均聚物和共聚物能够与聚合物链之间形成稳定的相互作用力,使聚合物链更加稳定,并且能够吸收或反射紫外线,起到保护聚合物链的作用。
在聚合物中添加增塑剂后,塑料的耐候性得到提高,能够在户外环境中长时间使用而不受紫外线的影响。
5. 降低塑料的成本:增塑氯乙烯均聚物和共聚物是一种廉价的增塑剂,可以有效地降低塑料的成本。
相对于其他增塑剂,增塑氯乙烯均聚物和共聚物具有价格低廉、加工方便等优点,能够满足大规模生产的需求。
增塑氯乙烯均聚物和共聚物在塑料工业中起到了至关重要的作用。
它们能够增加塑料的柔韧性和延展性,改善塑料的透明性和耐候性,降低塑料的成本,广泛应用于塑料制品的生产和加工过程中。
塑料的增塑增塑剂增塑剂加入聚合物中后,能增加塑料的柔韧性、耐寒性、塑性;使塑料的丁s。
熔点(T。
)、软化温度(Tl)或粘流温度(Tf)降低;粘度减小,流动性增加,从而改善了某些塑料的加工性能。
同时还降低了塑料的抗张强度、硬度、模量等,提高了塑料的伸长率和抗冲击性能。
特别是那些强极性对热敏感的聚合物如聚氯乙烯等,增塑刑更显示了独特的作用。
增塑的方法一般分为两种j即内增塑和外增塑二类。
内增塑是在某一单体的聚合过程中,引入第二种单体,由于第二种单体共聚在聚合物的分子结构中,破坏了聚合物分子链的规整度,从而降低了聚合物结晶度,减少了分子问的作用力,增加了塑性。
例如氯乙烯和醋酸乙烯酯共聚物,就比聚氯乙烯柔软些,这是一种内增堕的方法。
另外,用化学方常用增塑剂由于增塑剂的种类繁多,性能不问,用途各异,因此分类方法也有很多种,常用的分类方法有以下几种。
一、掐与按增塑物的相容控分类1.主增塑别与被增塑物兼容性良好,重量兼容比几乎可达1:1;可以单独使用。
:.辅助增绍剂与被增塑物兼容性差,重量兼容比低。
约1:3;一般不单独使用,需与适当的主增塑剂配合使用G3.增量剂与被增塑物兼容性更差,重量兼容比低于1:20;但与主增塑剂或辅助增塑剂有一定兼容性,且能与它们配合使用,用以降低成本和改善某些性能。
二、相据增塑剂的分子员大小分类1.单体型增塑剂一般为有明确约结构和低分子量(多在200一500)的简单化合物;2.聚合型增姬剂多为平均分子量在10 oo以上的线型聚合吻。
三、根据应用性能分类不问增塑剂右不同的特性,有些品种不仅有增塑功能,而且还有其它的作用,这样可分为:1.耐寒性增塑剂能使被增塑物在低温下仍省良好的韧性。
主要有癸二酸二辛酪、己二酸二辛酯等;z.耐热性增塑剂能使被增塑物的耐热性有所提高.主要是双季戊四醉酯,偏苯三酸酯等;3.阻燃性增塑剂能改善被增塑物的易燃性。
主要为磷酸酯类及含卤化合物(如氯化石蜡)等;4.防霉(耐茵)性增塑剂能赋予被增期物抵抗霉菌破坏能力。