第9章橡胶加工1.ppt

概述概述9、1 胶料的组成胶料的组成9、1、1 橡胶橡胶9、1、2 配合剂配合剂9、2 橡胶的塑炼与混炼橡胶的塑炼与混炼9、2、1 生胶的塑炼生胶的塑炼 9、2、2 胶料的混炼胶料的混炼 （略）（略）9、3 橡胶制品的硫化橡胶制品的硫化概述概述1、橡胶的特性、橡胶的特性2、橡胶的种类、橡胶的种类（1）天然橡胶）天然橡胶(NR)加工方法不同：烟片胶、绉片胶、风干胶片；加工方法不同：烟片胶、绉片胶、风干胶片；（2）合成橡胶）合成橡胶(BR、SBR、CR、NBR、SIR)用途不同：用途不同：通用合成橡胶通用合成橡胶代替代替NR制造轮胎等；制造轮胎等；特种合成橡胶特种合成橡胶耐寒、耐热、耐臭氧、耐油，耐寒、耐热、耐臭氧、耐油，特定条件下使用；特定条件下使用；分子结构不同：饱和橡胶、不饱和橡胶；极性分子结构不同：饱和橡胶、不饱和橡胶；极性橡胶、非极性橡胶；橡胶、非极性橡胶；（3）新品种橡胶新品种橡胶液体橡胶：液体橡胶：液体，分子量低，结构中带有活性基团，液体，分子量低，结构中带有活性基团，经过化学反应形成空间网络结构。经过化学反应形成空间网络结构。特点：特点：加工能耗小，连续自动化生产（浇铸成加工能耗小，连续自动化生产（浇铸成型）。型）。粉末橡胶：粒径小于粉末橡胶：粒径小于1。制备：低温机械粉碎、乳胶喷雾干燥、淀粉制备：低温机械粉碎、乳胶喷雾干燥、淀粉与乳胶共沉；与乳胶共沉；特点：直接与配合剂混合，混炼时间短，自特点：直接与配合剂混合，混炼时间短，自动化生产；动化生产；热塑性橡胶（热塑性橡胶（TPR）：）：不需硫化；不需硫化；高温下，塑性流动；高温下，塑性流动；常温下，高弹性；常温下，高弹性；两种物理状态在两种物理状态在不同不同T下互相转化下互相转化TPR：嵌段共聚物嵌段共聚物硬段：塑料类分子链段；硬段：塑料类分子链段；软段：橡胶分子链段；软段：橡胶分子链段；低温下：硬段间形成物理低温下：硬段间形成物理交联点，赋予交联点，赋予TPR一定的强度；并呈橡胶弹一定的强度；并呈橡胶弹性；性；高温下：高温下：T大于塑料大于塑料Tg，物理交联点破坏，物理交联点破坏，硬段产生流动，硬段产生流动，TPR具有可塑性；具有可塑性；特点：特点：TPR具有可塑性，可重新利用；具有可塑性，可重新利用；可用注射成型机成型，加工能耗小；可用注射成型机成型，加工能耗小；3、橡胶制品应用、橡胶制品应用9、1 胶料的组成胶料的组成9、1、1 橡胶橡胶1、天然橡胶、天然橡胶（NR）巴西橡胶树巴西橡胶树NR三叶橡胶；三叶橡胶；（1）NR品种品种 天然乳胶天然乳胶 胶乳；胶乳；凝聚、压片凝聚、压片固体固体NR 烟片胶（烟片胶（NR的重要品种）的重要品种）加工过程：加工过程：胶乳胶乳粗滤粗滤加水稀加水稀释释151520%20%静静置置沉淀沉淀0.5%0.6%醋酸醋酸 细滤细滤去除细纱去除细纱凝固凝固压片压片3mm挂片挂片风干风干去除去除水分水分烟气熏干烟气熏干5060 35d烟片胶烟片胶烟熏烟熏杂酚油杂酚油防腐、防霉；防腐、防霉；现在：化学防腐，热风干燥；现在：化学防腐，热风干燥；绉片胶绉片胶 在胶乳凝固前加入亚硫酸氢钠，漂白，在胶乳凝固前加入亚硫酸氢钠，漂白，防腐，烘房中热空气干燥。防腐，烘房中热空气干燥。除去色素，透明，用于白色制品。除去色素，透明，用于白色制品。标准马来西亚胶标准马来西亚胶（恒粘度橡胶（恒粘度橡胶CV，低粘度橡胶低粘度橡胶LV）恒粘度标准马来西亚橡胶恒粘度标准马来西亚橡胶CV：制备中用盐酸制备中用盐酸羟胺处理，将橡胶分子链上的醛基钝化，粘羟胺处理，将橡胶分子链上的醛基钝化，粘度保持不变，具有良好的加工性能。度保持不变，具有良好的加工性能。低粘度标准马来西亚橡胶低粘度标准马来西亚橡胶LV：加入环烷油使加入环烷油使粘度降低。不需塑炼，可进行混炼加工。粘度降低。不需塑炼，可进行混炼加工。（2）NR的化学组成（的化学组成（%）橡胶烃橡胶烃 蛋白质蛋白质类类丙酮抽丙酮抽出物出物灰份灰份水溶物水溶物 水分水分91.682.073.841.254.100.090.410.060.230.20.74CH2CH2CH2CHCHCH3CH3CCH2CHCCH2CHCH3CCH24.8AOCH2CH3CCH2CHCH2CH3CCH2CHCH2CH3CCH28.16AO4.8AO橡胶橡胶烃烃顺式顺式1，4聚异聚异戊二烯戊二烯（3）NR性能及应用（通用橡胶）性能及应用（通用橡胶）生胶：生胶：=2.5 MPa，硫化胶：硫化胶：17 25 MPa，炭黑补强：炭黑补强：2535 MPa；拉伸过程中产生结晶，拉伸过程中产生结晶，自补强；自补强；常温下：具有高弹性，弹回率常温下：具有高弹性，弹回率7080%，伸长率，伸长率可达可达1000%；Tg=-72，Tf=130140，Td=-200耐屈挠疲劳性能、加工性能优。综合性能最好。耐屈挠疲劳性能、加工性能优。综合性能最好。应用：大型轮胎、胶布、胶带、胶管。应用：大型轮胎、胶布、胶带、胶管。2、聚丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶（Butadiene Rubber，BR）通用合成橡胶通用合成橡胶 专门催化剂专门催化剂 定向聚合定向聚合分子结构：顺式分子结构：顺式1，4聚丁二烯，聚丁二烯，95%；俗称：俗称：“顺丁胶顺丁胶”性能特点：性能特点：分子链上无甲基，更柔韧，具有高弹性在所分子链上无甲基，更柔韧，具有高弹性在所有橡胶中最为优异；有橡胶中最为优异；CH2CH2CH2CHCHCHCHCH2CHCH2CHCH2 BR耐寒性十分优异，耐寒性十分优异，Tg=-100，在通用在通用橡胶中耐寒性最好。橡胶中耐寒性最好。耐磨耗性能优异；耐磨耗性能优异；缺点：缺点：小于小于NR，抗撕裂强度不高，抗湿滑抗撕裂强度不高，抗湿滑性不良，加工性能不好，易脱辊，可与性不良，加工性能不好，易脱辊，可与NR并并用。用。应用：高弹、耐磨、耐寒领域应用：高弹、耐磨、耐寒领域 苛刻条件（高速、路面差、气温低）轮胎；苛刻条件（高速、路面差、气温低）轮胎；胶鞋、胶带、胶辊等。胶鞋、胶带、胶辊等。3、丁苯橡胶（、丁苯橡胶（Styrene-Butadiene Rubber，SBR）合成橡胶中产量、消耗量最大、品种较多合成橡胶中产量、消耗量最大、品种较多的一种。的一种。主要品种：丁苯主要品种：丁苯-10、丁苯、丁苯-30、丁苯、丁苯-50CH2CH2CH2()CHCHCH2CH2CHCHCH2X()YCH2CH2CH()Z拉伸强度拉伸强度硬度硬度 耐磨性耐磨性耐寒性耐寒性耐热性耐热性 高弹性高弹性苯乙烯苯乙烯含量增加含量增加SBR特性：特性：较好的耐热性：较好的耐热性：NR使用温度：使用温度：-6070；SBR使用温度：使用温度：-50120；内聚力增加，硬度提高，耐磨性优于内聚力增加，硬度提高，耐磨性优于NR。苯基存在，弹性、抗撕裂性能较苯基存在，弹性、抗撕裂性能较NR、BR差；差；但可通过与但可通过与NR、BR共混改进。共混改进。应用：代替应用：代替NR生产轮胎、胶布、胶管、胶鞋生产轮胎、胶布、胶管、胶鞋;充油丁苯橡胶：充含芳烃或环烷烃油，易加工，耐寒，充油丁苯橡胶：充含芳烃或环烷烃油，易加工，耐寒，低成本；低成本；充炭黑丁苯橡胶：加有炭黑，混炼时电能损耗小；充炭黑丁苯橡胶：加有炭黑，混炼时电能损耗小；4、氯丁橡胶（、氯丁橡胶（Chloroprene Rubber，CR）通用合成橡胶，通用合成橡胶，2，-氯氯-1，3丁二烯的聚合物。丁二烯的聚合物。Cl原子赋予原子赋予CR的特性：的特性：良好的阻燃性：遇火只炭化，不延燃，自熄；良好的阻燃性：遇火只炭化，不延燃，自熄；在通用橡胶种阻燃性最好。在通用橡胶种阻燃性最好。耐老化：耐臭氧、耐光老化性在通用橡胶中排耐老化：耐臭氧、耐光老化性在通用橡胶中排在第三位。在第三位。CH2CH2CH2()CCHnCl耐寒性差：耐寒性差：-20出现硬化；出现硬化；应用：消防器材、电缆包覆、矿山运输带；应用：消防器材、电缆包覆、矿山运输带；接触油环境的汽车配件；耐用胶管、胶接触油环境的汽车配件；耐用胶管、胶辊、氯丁胶乳辊、氯丁胶乳胶粘剂；胶粘剂；5、乙丙橡胶（、乙丙橡胶（Ethylene-propylene-dine copolymer）EPM：乙烯和丙烯共聚物，在乙烯和丙烯共聚物，在PE的链段上，的链段上，引入了丙烯链节，破坏了引入了丙烯链节，破坏了PE原有结构的规整原有结构的规整性，非晶饱和橡胶。性，非晶饱和橡胶。交联硫化困难。交联硫化困难。EPDM：乙烯、丙烯和少量二烯烃三元共聚物，乙烯、丙烯和少量二烯烃三元共聚物，4060%25%CH2CH2CH2CH3()CH2CH2CHX()Y()nCH2CH2CH2CH3()CH2CH2CHX()Y()nCHCHCHCHCHHCCH2CH3ZC()特点：耐老化性是通用橡胶中最好的。特点：耐老化性是通用橡胶中最好的。抗臭氧性：抗臭氧性：30%臭氧浓度，臭氧浓度，CR 7min后出现裂后出现裂纹，纹，EPDM 1hr无变化；无变化；耐候性：耐候性：SBR阳光下爆晒阳光下爆晒5天出现裂纹，天出现裂纹，EPDM阳光下爆晒阳光下爆晒3年无裂纹。年无裂纹。耐热性：耐热性：EPDM可在可在150下长期使用，间歇下长期使用，间歇适用温度可达适用温度可达200；使用温度：使用温度：-60 150；优异的电绝缘性：优异的电绝缘性：性能不足：性能不足：硫化速度慢，自粘性和互粘性差，工艺硫化速度慢，自粘性和互粘性差，工艺加工性能不好；加工性能不好；应用：耐热制品应用：耐热制品耐热运输带、耐热胶管；耐热运输带、耐热胶管；绝缘包覆：高压电线电缆；绝缘包覆：高压电线电缆；6、丁基橡胶（丁基橡胶（IIR）由异丁烯和由异丁烯和0.5%3%异戊二烯共聚。异戊二烯共聚。不饱和度极小，较稳定。不饱和度极小，较稳定。特点：气密性在所有橡胶中最好。是特点：气密性在所有橡胶中最好。是NR的的20倍，倍，BR的的30倍，倍，SBR的的8倍，倍，EPDM的的13倍。倍。耐老化性能在通用橡胶中排在第二位。耐老化性能在通用橡胶中排在第二位。应用：应用：CH2CHCH2()XCCH3CH3CH2CCH3CH2()YCCH3CH37、丁腈橡胶（丁腈橡胶（NBR）由丁二烯与丙烯腈共聚而成。由丁二烯与丙烯腈共聚而成。极性特种橡胶。橡胶的特性与极性特种橡胶。橡胶的特性与CN相关；相关；NBR品种：品种：NBR-40（丙烯腈（丙烯腈3642%）；）；NBR-26（丙烯腈（丙烯腈2530%）；）；NBR-18（丙烯腈（丙烯腈24%）；）；CH2CHCHCH2()XCH2CHCN()Y n特点：特点：优异的耐油性优异的耐油性 优于其它通用橡胶，并随丙烯腈含量的增优于其它通用橡胶，并随丙烯腈含量的增加，耐油性提高；加，耐油性提高；耐热性较好耐热性较好 耐热性优于耐热性优于NR、SBR，可在可在120的热油的热油中使用，短时达中使用，短时达150；耐寒性差耐寒性差 并随丙烯腈含量的增加，耐寒性越差；并随丙烯腈含量的增加，耐寒性越差；NBR应用：应用：NBR-40 直接与油类接触的制品：密封圈、直接与油类接触的制品：密封圈、输油管等；输油管等；NBR 26普通耐油制品，印刷胶辊、油管、普通耐油制品，印刷胶辊、油管、耐油手套；耐油手套；NBR-18 耐油要求较低、弹性较高、耐寒耐油要求较低、弹性较高、耐寒性有一定要求的场合。性有一定要求的场合。8、硅橡胶（硅橡胶（SIR）各种硅氧烷缩聚而成。兼具无机和有机性各种硅氧烷缩聚而成。兼具无机和有机性质的弹性体；质的弹性体；特性：耐高温、耐严寒，工作范围宽特性：耐高温、耐严寒，工作范围宽（-100300）；）；强度、撕裂强度、耐磨性差；强度、撕裂强度、耐磨性差；应用：宇航工业、电子、电气工业的防潮罐封应用：宇航工业、电子、电气工业的防潮罐封料、建筑工业的密封剂、汽车工业的密封件及料、建筑工业的密封剂、汽车工业的密封件及医疗卫生用品。医疗卫生用品。()nSiO9、氟橡胶氟橡胶 主链或侧链的碳原子上含有氟原子的一主链或侧链的碳原子上含有氟原子的