第五章 橡胶 概述

橡胶在南美洲当地的利用情况，使欧洲人开始认识天然橡胶，并 进一步研究其利用价值。
1839 ，此后又经过了100多年，直到1839年美国人固特依
（C.Goodyear）发现了在橡胶中加入硫黄和碱式碳酸铅，经加 热后制出的橡胶制品遇热或在阳光下曝晒时，才不再像以往那样
易于变软和发粘，而且能保持良好的弹性，从而发明了橡胶硫化， 至此天然橡胶才真正被确认其特殊的使用价值，成为一种其重要 的工业原料。
2013-7-16
通 用 合 成 橡 胶
• 凡是性能与天然橡胶相近，物理机 械性能和加工性能较好，能广泛用 于轮胎和其他一般橡胶制品的，称 为通用合成橡胶。 1 丁苯橡胶
2 顺丁橡胶
3 异戊橡胶
4 乙丙橡胶 5 丁基橡胶
2013-7-16
6 氯丁橡胶
特 种 合 成 橡 胶
凡是具有特殊性能，专门用于制作耐 热、耐寒、耐化学物质腐蚀、耐溶剂、 耐辐射等特种橡胶制品橡胶称为特种 合成橡胶。 1丁腈橡胶
胶。1735年法国科学家康达明（Condamine)参加
了南美考察队，把一些最早的橡胶制品带到欧洲，
并描述了印第安人利用橡胶树乳汁的情况。
2013-7-16
橡胶的利用
橡胶的工业研究和应用开始于十九世纪初。
通过长期不断的实践，Goodyear在1839年发明了硫
化方法，为橡胶制品的工业化生产打下了基础。
2013-7-16
合成橡胶是用人工合成的方法制得的高分子弹性材料。 生产合成橡胶的原料主要来自石油、天然气、煤以及农 林产品。目前合成橡胶的品种已有三、四十种之多。 再生胶是废硫化橡胶经化学、热及机械加工处理后 所制得的，具有一定可塑性、能重新硫化的橡胶材料。 再生过程中的主要反应称为“脱硫”。再生胶可部分代 替生胶使用，以节省生胶、降低成本。还可改善胶料工 艺性能，提高产品耐油、耐老化等性能。但传统的生产 再生胶的工艺，如油法、水油法，存在着生产效率低、 环境污染严重、能耗大等缺点，正在逐渐被淘汰。
高分子量组分占多数的橡胶，则具有较高的强度、韧 性和弹性，软化点也较高，但塑性较小。
分子量较高而分布又很窄的橡胶，虽然强度等性能较 高，但炼胶、成型等工艺加工困难，且加工能耗大。
2013-7-16
合成橡胶的历史（ 1 ）
20世纪30～50年代
• 乳液聚合的研究成果开始应用于氯丁橡胶、丁苯橡胶和丁腈 橡胶的工业生产，揭开了合成橡胶生产中的第一页。
• 随后，阳离子聚合技术的进步和Ziegler-Natta络合配位型催 化剂的开发促使丁基橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯胶及 乙丙橡胶于20世纪40～50年代间实现了工业化。 60年代以后 • 基于离子活性聚合理论的大分子设计技术、各种热塑性弹性 体及结构性能进一步优化的合成橡胶新品种又有飞速发展， 使合成橡胶的质量达到一个新的高度。
2013-7-16
国际标准化组织（ISO）对橡胶的经典定义包括以 下三条 • ①在较小的外力作用下就具有较大的伸长能力 （50%-1000%）；除去外力后，能在数秒内恢复 到接近它的原始尺寸（不超过原始尺寸的百分之 几）。 • ②保持橡胶一定伸长的应力随温度的升高而增加。 • ③橡胶要达到使用要求，须经过硫化改性工序， 硫化是将线型、无定型的大分子交联化。
2013-7-16
产品代码
产品名称
海口交货价
备注
SCR 5#
SCR 10# SCR 20# SCR SUB
宝岛标一胶
宝岛标二胶 宝岛标三胶 宝岛等外胶
14800
13000 12800 10000
含增值税
含增值税 含增值税 含增值税
SCR G
CNR CNR
2013-7-16
宝岛胶清胶
宝岛净乳胶 新桶装乳胶
2013-7-16
橡胶配合剂
1
2
硫化系统 补强剂和填充剂 软化剂和增塑剂 防老剂
3 4
2013-7-16
硫化剂
在一定条件下能使橡胶发生交联的物质统称为硫化剂。 硫黄—含双键的聚合物
有机过氧化物—饱和聚合物
金属氧化物—带活性官能团 及醌类化合物 胺类化合物 树脂等
2013-7-16
硫化促进剂
目的：降低硫化温度，缩短硫化时间，改善硫化 胶的物理机械性能 常用的有硫醇基苯并噻唑，商 • 噻唑类 品名为促进剂M • 次磺酰胺类 以促进剂M为标准，凡硫化速 • 秋兰姆类 度快于M的为超速或超超速级 • 胍类 ，相当或接近于M的为准超级 • 醛胺类 ，低于M的为中速及慢速级 • 二硫代氨基甲酸盐类 • 黄原酸盐类 2013-7-16 • 硫脲类
2013-7-16
硫化胶胶粉是将废旧橡胶制品直接粉碎后制成的，与再 生胶生产相比，胶粉生产工艺简单、节能、且减少了环 境污染。胶粉成本较低，力学性能也比再生胶好。胶粉 按废旧橡胶的来源可分为胎面胶粉和杂品胶粉；按胶粉 的粒 度 可分 为 粗胶 粉 （500-150μm） 、 细胶 粉 （300500μm）、精细胶粉（750-300μm）、超细胶粉（74μm 以下）。按制法可分为三种：常温粉碎胶粉、低温粉碎 胶粉、超微细粉碎胶粉。
2 硅橡胶
3 氟橡胶 4 聚氨酯橡胶 5 丙烯酸酯橡胶 6 氯磺化聚乙烯
2013-7-16
橡胶的配合
橡胶制品的原材料 橡胶制品主要原材料是生胶、再生胶、硫化胶胶粉 以及各种配合剂。有些制品还需用纤维或金属材料作为 骨架材料。 生胶包括天然橡胶和合成橡胶。 天然橡胶来源于自然界中含胶植物，如橡胶树、橡 胶草和橡胶菊等，其中三叶橡胶树含胶多，产量大，质 量好。从橡胶树采集的天然胶乳经过一定的化学处理和 加工，可制成浓缩胶乳和干胶，前者直接用于胶乳制品 ，后者用作生产橡胶制品的生胶。
究，发展了合成橡胶工业。
2013-7-16
橡胶的分类
合成橡胶是各种单体经聚合反应合成的一类高分子材 料。按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合成 橡胶。
特种合成橡胶随着其综合性能的改进，成本的降低， 以及推广应用的扩大，也可能作为通用合成橡胶来使 用。所以，通用橡胶和特种橡胶的划分范围是在发展 变化着的，并没有严格的界限。
2013-7-16
天然橡胶的历史（ 2 ）
1876年，英国人威克姆（H.Wickham）从巴西马逊河 口采集橡胶种子，运回英国皇家植物园播种,并在锡兰 (现在的斯里兰卡)、印度尼西亚、新加坡试种，均取得 成功。此即为巴西橡胶树在远东落户的开端。从此， 栽培橡胶业发展非常迅速。1997年世界天然橡胶产量 已高达624.7万吨。 1888年英国人邓录普（J.B.Dunlop） 发明了充气轮胎，促使汽车轮胎工业飞跃地发展，因 而导致耗胶量急剧上升。
2013-7-16
皱胶片 93.58 0.42 2.88 2.82 0.30
93.3 0.61 2.89 2.82 0.39
天然橡胶的分子量及分子量分布
天然橡胶的分子量一般为10~70 万，高者可达100万， 平均35万，其中有一部分为凝胶体（约占30%）。
橡胶的许多性质随分子量的增加而变化。 含有大量低分子量组分的橡胶，具有较低的软化点， 在软化状态时有较高的塑性。
新中国成立后，中国农垦科技工作者通过科学实践， 打破了国外近百年来所谓15。以北是巴西橡胶树种植 “禁区”的定论，成功地在北纬18。以北至北纬24。的 广大地区种植巴西橡胶树，并获得较高的产量。1996 年天然胶产量已达到42万吨，成为世界第五大天然胶 生产国。 2013-7-16
生胶的化学组成
烟胶片 橡胶烃 水分 丙酮抽出物 蛋白质 灰分
橡胶
硬塑料
2013-7-16
图 热塑性弹性体的硬度
• 去年我国橡胶消耗量已接近290万吨，位居全球第 一位，今年国内橡胶的消费将达到300万吨。
• 而国产天然橡胶的产量只在50万吨左右，今年的
进口橡胶的配额为85万吨，合成橡胶今年能达到
130万吨左右，这样算来还有35万吨的缺口，只能
从海外进口高价橡胶。
规格型号 丁基橡胶市场价格:元/t 39000-40000 日本进口268 42500-43000 加拿大进口301 华北 23500-24000 燕化1751
2013-7-16
橡胶的分类
橡胶按其来源，可分为天然橡胶、合成橡胶两大类。 最初橡胶工业使用的全是天然橡胶，它是从自然界的 植物中采集出来的一种高弹性材料。二战期间，由于 军需橡胶量的激增以及工农业、交通运输业的发展， 天然橡胶远不能满足需要，这促使人们合成橡胶的研
2013-7-16
合成橡胶的历史（ 2 ）
进入20世纪90年代
在合成橡胶领域里人们普遍关注的热点有： 发展速度迅速的热塑性弹性体； 大分子设计技术的开拓与应用，包括溶聚丁苯橡胶的发展前 景以及活性聚合物工业应用的可能性； 饱和性烯烃类橡胶的生产工艺在茂金属等高效能催化剂的推 动下走向橡塑一体化的可行性，例如乙丙热塑性弹性体和乙 丙橡胶能否实现工业规模的气相聚合； 开发高性能包括功能化、智能化弹性体的新技术，拓宽合成 橡胶在高科技领域中的应用。 21世纪，随着以上热点技术的发展，合成橡胶生产、消费的格 局将会产生显著的变化。
2013-7-16
橡胶的共性
1 具有橡胶状弹性。
2
具有粘弹性。
3 4
有缓冲减震作用。 对温度依赖性大 。
2013-7-16
橡胶的发现
天然橡胶发现很早，考古发掘表明，远在十一
世纪，南美洲人就开始使用橡胶球做游戏和祭品。
直到哥伦布第二次航行探险（1493-1496）时，他
们将橡胶带到了欧洲，欧洲人才开始认识天然橡
2013-7-16
聚合物链的一部分或全部是一种能显示橡胶弹性的组份，并且其 分子内部存在着在常温下能形成相当于分子间交联的聚集体，起 到分子间交联及补强的作用。另一个十分必要的条件就是在高温 下聚集体能熔融，表现出热塑性塑料的加工性。