橡胶基础知识86914

橡胶基础知识
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一、关于橡胶的几个概念
1.橡胶：ASTM - D1566 中定义如下，橡胶 是一种材料 ，它在大的形变下，能迅速 而有力恢复其形变，能够被改性。（定义 中所指的改性实质是指硫化。）
2.硫化：橡胶的线型大分子通过化学交联 而构成三维网络结构的化学变化过程。
3.生胶：尚未被硫化交联的橡胶，由线型 大分子或者带支链的线型大分子构成。
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4.混炼胶：配合剂混合于块状、粒状 和粉末状生胶中的未交联状态,且具 有流动性的胶料。
5.硫化胶：使混炼胶在一定的时间、 温度、压力下发生交联反应后的橡 胶。
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橡胶分子链硫化前后网络结构示意图
A.生胶
B.硫化胶
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二、橡胶的分类
1.按来源结构和用途分类
天然橡胶
丁苯橡胶（SBR） 顺丁橡胶（BR）
碳酸钙、陶土、硅藻土、滑石粉、云 母粉等。
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4.增塑体系 增塑剂通常是一类分子量较低的化合物，
加入胶料中能降低橡胶分子链间作用力， 使粉末状配合剂很好的浸润，从而改善 混炼工艺，使配合剂分散均匀，混炼时 间缩短，节约能耗，并能降低混炼过程 中的升热现象，同时它能增加胶料的可 塑性、流动性、黏着性，便于压延，压 出和成型。
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增塑剂分类
（1）石油系增塑剂：常用的有石蜡(油）、 环烷烃、芳香烃。
（2）煤焦油系增塑剂：常用的有古马隆树 脂，煤焦油。
（3）松油系增塑剂：松焦油、松香等
（4）脂肪油系增塑剂：常用的有硬脂酸和 油膏。
（5）合成增塑剂：邻苯二甲酸酯类，环氧 类、含氯类和磷酸酯类 （后两种为耐燃性 增塑剂)。 常见的有DOP,DBP
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三、橡胶的配合
橡胶的配合是指：根据成品的性能 要求，考虑加工工艺性能的要求和 成本诸因素，把生胶和各种配合剂 组合在一起的过程。
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配合体系
1.生胶 2.硫化体系 3.补强填充体系 4.增塑体系 5. 防护体系
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1.生胶种类
2.硫化体系 作用：与橡胶大分子起化学作用,使橡胶线性
大分子交联,形成空间网络结构,提高性能,稳定 形状. (1)硫化剂:橡胶分子间的交联助剂 一般采用硫磺及含硫化合物，部分合成橡胶 也采用金属氧化物，过氧化物，合成树脂， 胺类皂盐。
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常见的几种防老剂
防老剂4010 防老剂4020 防老剂RD 防老剂2246 防老剂264
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上述各配合体系中，进一步细分还会 有许多品种及类别，且各自的机理不 同。另外随着橡胶工业的发展，各种 加工助剂及功能材料应用越来越广泛， 诸如塑解剂、分散剂、增粘剂、着色 剂、发泡剂、隔离剂和阻燃剂等。
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(2)硫化促进剂:加快硫化速度,缩短硫化 时间,提高物理机械性能.
按硫化速度快慢分为：氨基甲酸盐类、 秋兰姆类、噻唑类、次磺酰胺类和胍 类
常见举例如下：
氨基甲酸盐类:ZDC,ZDMC
秋兰姆类:TMTD,TMTM
噻唑类:M,DM
次磺酰胺类: NOBS ,CZ,DZ
胍类:D 12
(3)硫化促进助剂(活化剂): 活化胶料 体系,主要有氧化锌(ZnO)和脂肪酸.
(4)硫化延迟剂(防焦剂):常用的防焦 剂有芳香族有机酸及N-环己基硫代 邻苯二甲酰亚胺(CTP)
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3.补强填充体系 补强填充体系,提高胶料物理机械性能. (1)炭黑: 炭黑的主要牌号 (ASTM) N110 (SAF) 俗称:超耐磨炭黑;平均粒径19nm N220 (ISAF)俗称:中超耐磨炭黑;平均粒径23nm N330 (HAF) 俗称:高耐磨炭黑;平均粒径29nm N550 (FEF) 俗称:快压出炭黑 ;平均粒径42nm N660 (GPF) 俗称:通用炭黑 ;平均粒径60nm
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炭黑粒子表面模型
炭黑聚集体的透射电子显微镜照片
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补强性填充剂对橡胶补强性的大小, 与橡胶和填充剂的结合力(相互作用)、 补强剂在橡胶中的分散状态关系密 切。
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(2)白炭黑 超微细粒子的二氧化硅,外观呈白色,
其配合胶料的拉伸强度,耐磨性不如 炭黑,但可用于白色制品或浅色制品.
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（3）无机填料：对橡胶增容，降低 成本，但与橡胶的结合力较差，降低 胶料的物理机械性能。
生物因素:微生物(霉菌,细菌)等
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1.老化导致的最常见的外观变化：变软、发 粘、变硬、变脆、龟裂、发霉、变色、失 光、粉化等。
2.使用性能逐渐变坏表现为：强度降低、弹 性消失、电绝缘性下降，耐磨性降低。
3.在老化过程中分子结构发生以下变化： （1）分子链降解 （2）分子链之间产生交联 （3）主链或侧链的改性
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四、橡胶的加工
对于一般ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ橡胶，不论做什么制品均必须 经过炼胶和硫化两个加工过程。
常用的加工方式： 1.塑炼 2.混炼 3.压延 4.压出 5.硫化
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1.塑炼 目的：降低橡胶的分子量，增加胶料塑性，
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5.防护体系
老化的概念：橡胶在加工存储和使用过程中， 由于受到光、热、氧、金属元素、腐蚀介质 等外界因素的影响，使其发生物理或化学变 化，导致性能逐渐下降，防护剂能起到抑制 或延迟老化的作用。
影响橡胶老化的外部因素:
物理因素:热,光,电,应力,变形
化学因素:氧,臭氧,SO2 , H2S,NOx,酸,碱,及金属 离子等.
通用合成橡胶 丁腈橡（NBR）
乙丙橡（EPDM）
合成橡胶
特种合成橡胶
丁基橡胶(IIR）
氟橡胶（FKM） 硅橡胶（MVQ） 丙烯酸酯橡胶（ACM） 氯磺化聚乙烯（CS5M)
2.按化学结构分类
天然橡胶（NR)
不饱和非极性橡胶
丁苯橡胶（SBR） 顺丁橡胶（BR）
异戊橡胶（IR）
碳链橡胶
丁腈橡胶（NBR） 不饱和极性橡胶
氯丁橡胶（CR）
乙丙橡胶（EPDM） 饱和非极性橡胶
丁基橡胶（IIR）
氟橡胶（FKM） 饱和极性橡胶 丙稀酸酯橡胶（ACM）
氯磺化聚乙烯（CSM）
硅橡胶（MVQ） 杂链橡胶
聚硫橡胶（T）
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3.按形态分类
固体橡胶
按形态分类 液体橡胶
粉末橡胶
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4.按交联方式分类
化学交联的传统橡胶
热塑性弹性体
热塑性弹性体(TPE) 是常温下表现出硫化橡 胶性能, 而在高温下可进行塑化, 且可用塑 料加工机械进行成型的高分子材料。