橡膠工藝原理)

1、橡膠工藝原理橡膠工藝原理講稿橡膠工藝原理講稿 緒 論 一橡膠材料的特點(diǎn) 1.高彈性：彈性模量低，伸長變形大，有可恢復(fù)的變形,并能在很寬的溫度（-50150）范圍內(nèi)保持彈性。 2.粘彈性：橡膠材料在產(chǎn)生形變和恢復(fù)形變時(shí)受溫度和時(shí)間的影響，表現(xiàn)有明顯的應(yīng)力松弛 和蠕變 現(xiàn)象，在震動(dòng)或交變應(yīng)力作用下，產(chǎn)生滯后損失。 3.電絕緣性：橡膠和塑料一樣是電絕緣材料。 4有老化現(xiàn)象：如金屬腐蝕、木材腐朽、巖石風(fēng)化一樣，橡膠也會因?yàn)榄h(huán)境條件的變化而產(chǎn)生老化現(xiàn)象，使性能變壞，壽命下降。 5.必須進(jìn)行硫化才能使用，熱塑性彈性體除外。 6.必須加入配合劑。 其它如比重小、硬度低、柔軟性好、氣密性好等特點(diǎn)，都屬于橡膠的

2、寶貴性能。 表征橡膠物理機(jī)械性能的指標(biāo)： 拉伸強(qiáng)度：又稱扯斷強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度，指試片拉伸至斷裂時(shí)單位斷面上所承受的負(fù)荷，單位為兆帕（MPa），以往為公斤力平方厘米（kgf/cm2）。 定伸應(yīng)力：舊稱定伸強(qiáng)度，指試樣被拉伸到一定長度時(shí)單位面積所承受的負(fù)荷。計(jì)量單位同拉伸強(qiáng)度。常用的有100、300和500定伸應(yīng)力。它反映的是橡膠抵抗外力變形能力的高低。 撕裂強(qiáng)度：將特殊試片（帶有割口或直角形）撕裂時(shí)單位厚度所承受的負(fù)荷，表示材料的抗撕裂性，單位為k/。 伸長率：試片拉斷時(shí)，伸長部分與原長度之比叫作伸長率；用百分比表示。 永久變形：試樣拉伸至斷裂后，標(biāo)距伸長變形不可恢復(fù)部分占原始長度的百分比。在解除

3、了外力作用并放置一定時(shí)間(一般為3分鐘)，以%表示。 回彈性：又稱沖擊彈性，指橡膠受沖擊之后恢復(fù)原狀的能力，以%表示。 硬度：表示橡膠抵抗外力壓入的能力，常用邵爾硬度計(jì)測定。橡膠的硬度范圍一般在20100之間，單位為邵氏A。 二關(guān)于橡膠的幾個(gè)概念 橡膠：世界上通用的橡膠的定義引自美國的國家標(biāo)準(zhǔn)ASTM-D1566(America Society of Test and Material)。定義如下： 橡膠是一種材料，它在大的變形下能迅速而有力地恢復(fù)其變形，能夠被改性(硫化)。改性的橡膠實(shí)質(zhì)上不溶于（但能溶脹于）沸騰的苯、甲乙酮、乙醇甲苯混合物等溶劑中。改性的橡膠室溫下（1829）被拉伸到原來長

4、度的兩倍并保持一分鐘后除掉外力，它能在一分鐘內(nèi)恢復(fù)到原來長度的1.5倍以下，具有上述特征的材料稱為橡膠。 注：1）橡膠是一種材料，具有特定的使用性能和加工性能，屬有機(jī)高分子材料。 2）橡膠在室溫下具有高彈性。 3）橡膠能夠被改性是指它能夠硫化。 4）改性的橡膠即硫化膠不溶解但能溶脹。 生膠： 沒有加入配合劑且尚未交聯(lián)的橡膠。 一般由線型大分子或帶有支鏈的線型大分子構(gòu)成，可以溶于有機(jī)溶劑。 混煉膠：生膠與配合劑經(jīng)加工混合均勻且未被交聯(lián)的橡膠。 常用的配合劑有硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑、防老劑等。 硫化膠：混煉膠在一定的溫度、壓力和時(shí)間作用下，經(jīng)交聯(lián)由線型大分子變成狀結(jié)構(gòu)而得到的橡膠。一般

5、不溶于溶劑。 三橡膠工藝原理的主要內(nèi)容 橡膠工藝原理是研究和探討橡膠的性質(zhì)、加工及應(yīng)用的一門科學(xué)技術(shù)，是數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、高分子物理、高分子化學(xué)、化學(xué)工程等多學(xué)科得相互滲透及應(yīng)用，是把基礎(chǔ)理論應(yīng)用到橡膠得加工及使用得橋梁。橡膠工藝原理講述了由單純的原材料變?yōu)榫哂刑囟ǖ男阅芎托螤畹南鹉z制品的過程。主要內(nèi)容包括： 1 橡膠的配合： 根據(jù)制品的性能要求，考慮加工工藝性能和成本等因素，把生膠和配合劑組合在一起的過程。一般的配合體系包括生膠、硫化體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、防護(hù)體系、增塑體系等。有時(shí)還包括其它一些特殊的體系如阻燃、著色、發(fā)泡、抗靜電、導(dǎo)電等體系。 1） 生膠（或與其它高聚物并用）：母體材料或基體材料

6、 2） 硫化體系：與橡膠大分子起化學(xué)作用，使橡膠由線型大分子變?yōu)闋罱Y(jié)構(gòu)，提高橡膠性能、穩(wěn)定形態(tài)的體系。 3） 補(bǔ)強(qiáng)填充體系：在橡膠中加入炭黑等補(bǔ)強(qiáng)劑或其它填充劑，或者提高其力學(xué)性能，改善工藝性能，或者降低制品成本。 4） 防護(hù)體系：加入防老劑，延緩橡膠的老化，提高制品的使用壽命。 5） 增塑體系：降低制品硬度和混煉膠的粘度，改善加工工藝性能。 2 橡膠的加工工藝過程： 無論什么橡膠制品，都要經(jīng)過混煉和硫化這兩個(gè)過程。對許多橡膠制品，如膠管、膠帶、輪胎等，還需經(jīng)過壓延、壓出這兩個(gè)過程，對門尼粘度比較高的生膠，還要塑煉。因此，橡膠加工中最基礎(chǔ)、最重要的加工過程包括以下幾個(gè)階段： 1）塑煉：降低生膠

7、的分子量，增加塑性，提高可加工性。 2）混煉：使配方中各個(gè)組分混合均勻，制成混煉膠。 3）壓延：混煉膠或與紡織物、鋼絲等骨架材料通過壓片、壓型、貼合、擦膠、貼膠等操作制成一定規(guī)格的半成品的過程。 4）壓出：混煉膠通過口型壓出各種斷面的半成品的過程，如內(nèi)胎、胎面、胎側(cè)、膠管等。 5）硫化：橡膠加工的最后一道工序，通過一定的溫度、壓力和時(shí)間后，使橡膠大分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生交聯(lián)的過程。 四橡膠的發(fā)展歷史 1天然橡膠的發(fā)展歷史 考古發(fā)現(xiàn)，人類在11世紀(jì)就開始使用橡膠在南美制造橡膠球、橡膠鞋及橡膠瓶。1493年1496年哥侖布發(fā)現(xiàn)新美洲大陸時(shí)，發(fā)現(xiàn)海地島上土人玩的球能從地上彈起來，此后，歐洲人才知道橡膠

8、的這種性質(zhì)。1735年，法國科學(xué)家Condamine參加南美洲科考，帶回了最早的橡膠制品。直到1823年，英國人馬辛托希創(chuàng)辦了世界上第一個(gè)橡膠廠，生產(chǎn)防水布，這是橡膠工業(yè)的開始。 1839年，Goodyear發(fā)明了硫化 ，這兩項(xiàng)發(fā)明為橡膠工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 1862年，Honcock發(fā)明了雙輥機(jī) 1876年，英國開始在東南亞殖民地國家種植橡膠樹 1888年，Dunlop發(fā)明了充氣輪胎 1904年，發(fā)現(xiàn)硫化活化劑ZnO，炭黑可以補(bǔ)強(qiáng) 1906年，發(fā)現(xiàn)促進(jìn)劑苯胺 1921年，發(fā)現(xiàn)促進(jìn)劑D，從此橡膠工業(yè)得到迅速發(fā)展。 2合成橡膠的發(fā)展歷史 （1）對天然橡膠的剖析和仿制 1820年，法拉第明確了橡

9、膠由C和H組成；1860年，威廉姆斯（Williams）發(fā)現(xiàn)橡膠經(jīng)蒸餾可產(chǎn)生異戊二烯化合物，并認(rèn)為它是橡膠的基本化學(xué)組成；1875年，鮑查達(dá)（Bouchardat）認(rèn)為異戊二烯能合成出類似橡膠的物質(zhì)，這是最早的關(guān)于人工合成橡膠的報(bào)道。 （2）合成橡膠的誕生、建立與發(fā)展 1881年霍夫曼用1，3-戊二烯合成橡膠； 1900年，前蘇聯(lián)孔達(dá)科夫用2，3-二甲基-1，3-丁二烯合成出橡膠； 1929年，美國齊柯爾（Thiokol）公司生產(chǎn)了聚硫系合成橡膠；1931年，美國Du Pont公司生產(chǎn)CR；1932年前蘇聯(lián)工業(yè)生產(chǎn)了丁鈉橡膠后，相繼生產(chǎn)的合成橡膠有SBR（1935年德國Farbon公司）、NB

10、R（1937年德國Farbon公司）；50年代，ZeiglerNatta發(fā)現(xiàn)了定向聚合，導(dǎo)致了橡膠工業(yè)的新飛躍，出現(xiàn)了BR（1960年美國Phillips公司）、EPDM（1960年意大利Montedison公司）、IR等新膠種，19651973年間出現(xiàn)了熱塑性彈性體。 3國內(nèi)橡膠工業(yè)的發(fā)展概況 我國從1904年開始在雷州半島等地種植NR，50年代將橡膠樹北移種植成功，并在云南、廣西等地大面積種植，現(xiàn)在，我國NR產(chǎn)量占世界第四位。 1915年，在廣州建立第一個(gè)橡膠加工廠廣州兄弟創(chuàng)制樹膠公司，生產(chǎn)鞋底 1919年，在上海建立清和橡皮工廠 1927年，在上海建立正泰橡膠廠，生產(chǎn)膠鞋 1928年，建

11、立大中華橡膠廠，生產(chǎn)膠鞋 1937年，日本在青島建立現(xiàn)在的青島橡膠二廠 我國從1958年開始合成橡膠，國產(chǎn)第一塊合成膠是四川長壽化工廠于1958年生產(chǎn)的CR，1960年蘭州化工廠生產(chǎn)SBR，1962年蘭化生產(chǎn)NBR。目前國內(nèi)幾家大石化如燕山石化、蘭州石化、齊魯石化等均生產(chǎn)合成橡膠，通用的合成橡膠除了IIR外，其它均能生產(chǎn)。 我國橡膠工業(yè)從50年代后開始飛速發(fā)展，逐漸形成了以上海的正泰、大中華，青島的橡膠二廠，黑龍江的樺林橡膠廠為中心的橡膠工業(yè)格局號稱橡膠界的四大家族。其中正泰、大中華生產(chǎn)膠鞋、膠帶，膠二和樺林生產(chǎn)輪胎。到1990年止，全國縣級以上的橡膠企業(yè)就有1000多家，產(chǎn)值180億元，約占

12、全國工業(yè)總產(chǎn)值的1.5%,約占化工工業(yè)總產(chǎn)值的25%。90年代，我國橡膠工業(yè)得到了蓬勃發(fā)展，個(gè)體、私營橡膠企業(yè)如雨后春筍般發(fā)展起來，僅山東省大小橡膠企業(yè)就有1000多家，青島市有幾百家，96年以后由于受氣候等因素的影響，世界NR的產(chǎn)量銳減，致使NR的價(jià)格飛漲，橡膠工業(yè)的發(fā)展受到一定程度的影響，但在國內(nèi)工業(yè)總產(chǎn)值、化工工業(yè)總產(chǎn)值中仍然占有相當(dāng)比重。橡膠企業(yè)主要集中在北京、上海、山東、沈陽、貴陽、重慶、牡丹江等地。我院為我國橡膠工業(yè)的發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)，為橡膠工業(yè)培養(yǎng)了近萬名人才，許多畢業(yè)生已成為各個(gè)橡膠企業(yè)的負(fù)責(zé)人和骨干技術(shù)人員。 五橡膠的用途 橡膠的用途非常廣泛，在交通運(yùn)輸、建筑、電子、石油化

13、工、農(nóng)業(yè)、機(jī)械、軍事、醫(yī)療等各個(gè)工業(yè)部門以及信息產(chǎn)業(yè)都獲得了廣泛的應(yīng)用。 橡膠的最大用途是在于作輪胎，包括各種轎車胎、載重胎、力車胎、工程胎、飛機(jī)輪胎、炮車胎等，一輛汽車約需要240Kg橡膠，一艘輪船約需要6070噸橡膠，一架飛機(jī)需要600kg橡膠，一門高射炮約需要86Kg橡膠。 橡膠的第二大用途是作膠管、膠帶、膠鞋等制品，另外如密封制品、輪船護(hù)弦、攔水壩、減震制品、人造器官、粘合劑等，范圍非常廣泛。有些制品雖然不大，但作用卻非常重要，如美國“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)因密封圈失靈而導(dǎo)致航天史上的重大悲慘事件。 六橡膠工藝原理的學(xué)習(xí)方法及主要參考資料 橡膠工藝原理課理論性不是很強(qiáng)，經(jīng)驗(yàn)總結(jié)比較多，不需

14、要死記硬背，它與實(shí)際的聯(lián)系比較緊密，所以學(xué)習(xí)時(shí)一定要與實(shí)際相結(jié)合，有條件的話多到工廠生產(chǎn)第一線學(xué)習(xí)參觀。重點(diǎn)掌握生膠的性能特點(diǎn)與用途，橡膠的配合，橡膠的加工，對常見的專業(yè)術(shù)語要能夠理解，要學(xué)會查閱文獻(xiàn)資料。最終目的是要運(yùn)用所學(xué)的理論知識，借助已有的工具和資料，根據(jù)產(chǎn)品的性能要求，設(shè)計(jì)配方，加工制造出合格的產(chǎn)品。另一方面，能運(yùn)用所學(xué)的知識，分析解決生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題。 主要參考資料： 1文摘性 （1）中國化工文摘（季刊）；（2）化學(xué)文摘（Chemical Abstract）（CA）；（3）PAPRA Abstract英國塑料橡膠協(xié)會文摘；（4）日本科技文獻(xiàn)速報(bào)；（5）橡膠文摘； 2中文刊物 （

15、1）橡膠工業(yè)（月刊）（北京橡膠設(shè)計(jì)院）；（2）合成橡膠工業(yè)（雙月刊）（蘭化）；（3）特種橡膠制品；（4）橡膠參考資料；（5）橡膠譯叢；（6）膠帶工業(yè)；（7）乳膠工業(yè)；（8）炭黑工業(yè)；等 3主要外文刊物 （1）Rubber Chemistry and Technology （2）協(xié)會志 第一章 生 膠 §1.1 前 言 一本章內(nèi)容及要求 通過本章學(xué)習(xí)，要掌握各種生膠的制造、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用特點(diǎn)。重點(diǎn)是各種生膠的物理性能、化學(xué)性能、使用性能及加工性能，以及這些性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 要求： 1 掌握NR及通用合成橡膠的結(jié)構(gòu)、性能； 2 掌握特種合成橡膠的結(jié)構(gòu)及主要特性； 3 了解新形態(tài)橡膠的

16、結(jié)構(gòu)及特性； 4 了解再生橡膠的制造過程； 5 掌握再生橡膠的使用特點(diǎn)。 二橡膠的分類 1按來源和用途分： 2按主鏈結(jié)構(gòu)及極性分類 3按形態(tài)分： 固體橡膠（塊狀橡膠）、液體橡膠、粉末橡膠 4按交聯(lián)結(jié)構(gòu)分： 化學(xué)交聯(lián)的傳統(tǒng)橡膠、熱塑性彈性體 以上各種橡膠，NR的用量最大，其次是SBR、BR、EPDM、IIR、CR、NBR，近年來，NR的用量占全部橡膠用量的30%40%，SBR占合成橡膠的40%50%。 §1.2 天 然 橡 膠 天然橡膠是從天然植物中采集來的一種彈性材料，在自然界中含橡膠成分的植物不下兩千種，如高大的喬木、灌木、草本植物和爬藤植物等，我們常見的橡膠樹、橡膠草、蒲公英等都

17、含有橡膠成分。 一天然橡膠植物與采集 含天然橡膠的植物很多，但具有采集價(jià)值的不多，天然橡膠的主要來源有以下幾種： 1橡膠植物 （1）巴西橡膠樹 （2）橡膠草 （3）銀色橡膠菊 （4）杜仲樹 2天然橡膠的采集 膠乳存在于橡膠樹皮的乳管中，每日清晨在離地50cm的樹干上按一定的傾斜角度割破樹皮斷其乳管，乳白色的膠乳就會流到割口下盛膠乳的杯子中。割膠制度為當(dāng)割線長為樹粗的1/31/2時(shí)隔日割，而全周則須隔三天再割一次。總之應(yīng)本著這樣的原則：不致使樹木受損害，又要保持高的膠乳產(chǎn)量。 二天然橡膠的分類與分級 1分類： 2NR的分級 目前NR的分級有兩種，一種是按照外觀質(zhì)量分級，如煙片膠、縐片膠。另一種是

18、按照理化指標(biāo)分級，如顆粒膠，后者比較科學(xué)，也是目前國際標(biāo)準(zhǔn)的橡膠分級方法。 1)按外觀質(zhì)量分級： 國產(chǎn)煙片膠標(biāo)準(zhǔn)：將煙片膠分為一級煙片、二級煙片、*煙片、四級煙片和五級煙片五個(gè)等級，質(zhì)量依此遞減。 國產(chǎn)縐片膠標(biāo)準(zhǔn)： 按GB809087國產(chǎn)縐片膠分為六個(gè)等級，它們是特一級白縐片膠、一級白縐片膠、特一級淺色縐片膠、一級淺色縐片、二級淺色縐片、*淺色縐片等。 2)根據(jù)理化指標(biāo)分級： 這是標(biāo)準(zhǔn)膠的分級方法，是指按機(jī)械雜質(zhì)、塑性保持率、塑性初值、氮含量、揮發(fā)分含量、灰分含量、顏色指數(shù)等理化性能指標(biāo)進(jìn)行分級的橡膠。一般用聚乙烯薄膜包裝。其中： 塑性保持率又稱抗氧指數(shù)（PRI），是指生膠在140×

19、30min加熱前后，華萊氏可塑度的比值。 PRI =P/P0×100%，PRI值越高，表明生膠抗熱氧老化性能越好。 ISO2000將標(biāo)準(zhǔn)膠分為五個(gè)等級，并有鮮明的標(biāo)識：SMR5L（綠帶）、SMR5（綠帶）、SMR10（褐帶）、SMR20（紅帶）、SMR50（黃帶），質(zhì)量依此降低。 國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)膠的規(guī)格按GB808187分為CSR5號、CSR10號、CSR20號、CSR50號共四個(gè)等級，分別與ISO2000中的SMR5、SMR10、SMR20、SMR50相對應(yīng)。 三天然橡膠的制造工藝及特點(diǎn) 原材料：從橡膠樹上割下來的新鮮膠乳，還有雜膠，包括膠杯凝膠、自凝膠塊、膠線、皮屑膠、泥、浮渣膠，此外

20、還有煙片碎膠。 1煙片膠 35%膠乳過濾去雜質(zhì)加水稀釋至1520%消泡澄清濾渣加1%甲酸凝固（或乙酸）除水壓33.5mm薄片薰煙干燥（70，78天，防止霉變）檢查分級包裝 2縐片膠 白色縐片 35%膠乳過濾除雜質(zhì)加水稀釋至1820%消泡加NaHSO3漂白防腐加酸凝固軋煉水洗去水溶物壓成12mm片熱空氣干燥（35，10天）檢查分級包裝 褐色縐片 膠線、膠團(tuán)、膠泥浸泡洗滌壓縐熱空氣干燥檢查分級包裝 3顆粒橡膠 機(jī)械法：膠乳過濾稀釋澄清濾渣加酸凝固脫水壓片壓條機(jī)械造粒干燥壓緊包裝 化學(xué)法：膠乳加絮凝劑（Al2(SO4)3）離心分離干燥壓緊打包 四NR的組成及橡膠烴的結(jié)構(gòu) 1天然橡膠的組成： 1）NR

21、的組成： 2)非橡膠成分對橡膠性能的影響： 蛋白質(zhì)：NR中的含氮化合物都屬于蛋白質(zhì)。（a）蛋白質(zhì)有防止老化作用；（b）分解放出氨基酸促進(jìn)橡膠硫化；（c）使橡膠容易吸收水分，易發(fā)霉；（d）蛋白質(zhì)的吸水性使制品的絕緣性降低。 丙酮抽出物：指橡膠中能溶于丙酮的物質(zhì)，主要是一些高級脂肪酸和固醇類物質(zhì)。 高級脂肪酸：軟化劑、硫化活化劑（促進(jìn)硫化） 甾醇：防老劑 磷脂：分解放出游離的膽堿，促進(jìn)硫化 少量的胡蘿卜素：物理防老劑（紫外線屏蔽劑） 灰分：是一些無機(jī)鹽類物質(zhì)，主要成分是Ca、Mg、K、Na、Cu、Mn等。其中K、Na、Ca、Mg影響橡膠的電性能；Cu、Mn等變價(jià)金屬含量多加速橡膠的老化（限度3pp

22、m）。 水分：對橡膠的性能影響不大，若含量高，可能會使制品產(chǎn)生氣泡。 3）橡膠烴的結(jié)構(gòu)： 一次結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)單元： 順式含量97% NR順式（1，4）結(jié)構(gòu)97%以上，3，4結(jié)構(gòu)約2%，100%頭尾連接。 杜仲膠為反式1，4結(jié)構(gòu)，與NR相比，雖化學(xué)組成相同，但性能各異。 二次結(jié)構(gòu)：分子量：3萬3000萬； 分子量分布指數(shù)：2.8 10；平均分子量接近30萬 隨著分子量增大，支化程度增加，分布變寬。低分子量部分對加工有利，高分子量部分對性能有利。 三次結(jié)構(gòu)（結(jié)晶性）：在室溫下為無定形體，10以下開始結(jié)晶，無定形與結(jié)晶共存，25結(jié)晶最快。拉伸條件下結(jié)晶、無定形與取向結(jié)構(gòu)共存，屬于自補(bǔ)強(qiáng)橡膠。 自補(bǔ)強(qiáng)性：

23、在不加補(bǔ)強(qiáng)劑的條件下，橡膠能結(jié)晶或在拉伸過程中取向結(jié)晶，晶粒分布于無定形的橡膠中起物理交聯(lián)點(diǎn)的作用，使本身的強(qiáng)度提高的性質(zhì)。如拉伸650%時(shí)，結(jié)晶度可以達(dá)到35%。 五天然橡膠的性質(zhì) 物理性質(zhì)： ）物理常數(shù) 密度d20=0.913g/cm3； 折光指數(shù)（折射率）20=1.52 2）NR的耐寒性好，耐熱性不是很好： NR的Tg= -73，在-50仍具有很好的彈性。 NR無一定熔點(diǎn)，加熱后慢慢軟化，生膠在130140時(shí)開始軟化，200開始分解（變色），270劇烈分解。其長期使用溫度為90，短期最高使用溫度為110。粘流溫度Tf =130。 3）NR有良好的彈性： NR的彈性和回彈性在通用橡膠中僅次

24、于BR。 彈性（elasticity）：表示橡膠彈性變形能力的大小，受配方、硫化條件的影響，決定于交聯(lián)密度。 橡膠的彈性一般用回彈性（resilience）表示，指橡膠受到?jīng)_擊后，能夠從變形狀態(tài)迅速恢復(fù)原狀的能力。受橡膠內(nèi)耗的影響，內(nèi)耗越大，回彈越小。 NR有良好回彈性的原因：NR大分子本身有較高的柔性鍵易旋轉(zhuǎn)。 NR分子鏈側(cè)基少且體積小，對鍵的影響小。 NR為非極性物質(zhì)，大分子間作用力小。 4）機(jī)械性能 機(jī)械強(qiáng)度高，屬于自補(bǔ)強(qiáng)橡膠： 格林強(qiáng)度：未硫化橡膠的拉伸強(qiáng)度。 格林強(qiáng)度對于橡膠的成型加工是必要的。如輪胎胎面膠在成型時(shí)要受到較大的沖擊，如果強(qiáng)度不夠，容易拉斷。 NR的格林強(qiáng)度： 1.42

25、.5MPa 純膠硫化膠拉伸強(qiáng)度：1728MPa 撕裂強(qiáng)度：98kN/m 炭黑補(bǔ)強(qiáng)硫化膠拉伸出強(qiáng)度：2535MPa 各種橡膠的機(jī)械強(qiáng)度比較：NRIRCRIIRNBRSBRBR 耐屈撓疲勞性好：一般在20萬次以上。 5）耐磨性好： 耐磨性與橡膠的強(qiáng)度有關(guān)。由于橡膠的強(qiáng)度高，所以耐磨性好。 6）絕緣性好： NR是一種絕緣性很好的材料，如電線接頭外包的絕緣膠布就是紗布浸NR膠糊或壓延而成的。 NR體積電阻為10141015cm（絕緣體體積電阻10101020cm） 7）氣密性 氣密性中下等。 8）自粘性和互粘性好。 9）耐化學(xué)介質(zhì)性 NR具有良好的耐化學(xué)藥品性及一般溶劑作用，耐稀酸酸、稀堿、不耐濃酸、

26、油、耐水性差。 NR作為非極性聚合物，溶于苯、汽油、石油系油類，不溶于極性油類。 化學(xué)性質(zhì) ）鏈烯烴的一般特點(diǎn)： NR的結(jié)構(gòu)式： NR的分子鏈中雙鍵旁有三個(gè)位置a、b、c，實(shí)驗(yàn)證明，這三個(gè)位置上的H的解離能不同，活性也不同，與伯氫c相比，a、b是仲氫，脫氫容易，所以反應(yīng)活性大。而a與b相比，由于脫氫后形成的大分子自由基穩(wěn)定（與側(cè)甲基的超共扼作用），所以活性更大。反應(yīng)活性a>b>c。 NR中有雙鍵，能夠與自由基、氧、過氧化物、紫外光及自由基抑制劑反應(yīng)。 NR中有甲基（供電基），使雙鍵的電子云密度增加，-H的活性大，使NR更易反應(yīng)（易老化、硫化速度快）。 ）化學(xué)反應(yīng)性：（利用此對NR進(jìn)

27、行改性） 與硫黃反應(yīng)：進(jìn)行硫化交聯(lián)。 與Cl2反應(yīng)，制備氯化天然橡膠。 與HCl反應(yīng)，產(chǎn)物為白色粉末，主要用作粘合劑。 NR膠乳與過氧乙酸反應(yīng)，得環(huán)氧化天然橡膠。環(huán)氧化程度可達(dá)10、25、50、75%（摩爾），ENR50的氣密性接近IIR，耐油性接近中等丙烯腈含量的NBR，強(qiáng)度與NR相當(dāng)，粘著性也較好。 環(huán)化：NR膠乳用硫酸環(huán)化后，可以使不飽和度下降，密度增加，軟化點(diǎn)提高，用來制作鞋底、堅(jiān)硬的模制品、機(jī)械襯里。 與MMA接枝：目前有MG49和MG30兩種，接枝MMA的NR定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度都很高，抗沖擊性和耐曲撓龜裂、動(dòng)態(tài)疲勞性、粘著性較好。主要用來制造要求具有良好抗沖擊性能的堅(jiān)硬制品、無內(nèi)胎

28、輪胎中不透氣的內(nèi)貼層、纖維與橡膠的強(qiáng)力粘合劑等。 六NR的配合與加工 1NR的配合 硫化體系：NR一般用硫黃硫化體系，促進(jìn)劑用噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類等，活化劑有氧化鋅、硬脂酸。 補(bǔ)強(qiáng)填充體系：最常用的是炭黑，其次是白炭黑及非補(bǔ)強(qiáng)性填充劑碳酸鈣、陶土、滑石粉。 防護(hù)體系：對苯二胺類最好，如4010、4020、4010NA等。 增塑體系：以松焦油、三線油最為常用。其次是松香、古馬隆及石蠟。 配方舉例：（以胎面膠為例） NR 100 （生膠） S 2.5 （硫化劑） CZ 0.5 （促進(jìn)劑） NOBS 0.5 （促進(jìn)劑） ZnO 6.0 （活化劑） SA 2.5 （活化劑） HAF 20 （補(bǔ)

29、強(qiáng)劑） ISAF 30 （補(bǔ)強(qiáng)劑） AW 0.5 （防老劑） 4010NA 1.5 （防老劑） 松焦油： 5.0 （增塑劑） 石蠟： 1.0 （增塑劑） 2NR的加工 塑煉性好：比合成橡膠易塑煉，易過煉。分子量高，1#煙片膠的威氏可塑度不到0.1，門尼粘度在95120之間。 混煉性好：比合成橡膠易混煉，易包熱輥、易吃粉、易分散。 壓出性好：壓出速度快、質(zhì)量好、表面光滑。 壓延型好：收縮率低，熱塑性大。 成型性好：NR的自粘性高，格林強(qiáng)度高。 硫化特性好：硫化速度快，但要防止過硫。最適宜的溫度143，不能超過160。 所以NR是綜合加工性能最好的橡膠。 3NR的應(yīng)用 NR的應(yīng)用最廣：其中 輪胎：

30、68% ；工業(yè)制品：13.5%；膠鞋：5.5%；膠乳：9.5%；粘合劑：1%；其他：2.5% 4異戊橡膠 又稱合成天然橡膠，1954年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)單元與天然橡膠一樣，適于作淺色橡膠制品，與NR有以下不同： 1） 順式含量低于NR，結(jié)晶能力比NR差，分子量分布較NR窄，不含非橡膠成分，加工和力學(xué)性能較NR差。 2） 格林強(qiáng)度低，生膠有冷流傾向，硫化速度慢。 3） IR的耐老化性能較NR差。 4） 壓延、壓出性、粘和性能與NR相當(dāng)。 5反式聚異戊二烯橡膠（TPI） 天然的TPI有杜仲膠、巴拉塔膠、古塔波膠，人工合成高反式TPI也已實(shí)現(xiàn)。國外已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)，但是催化效率抵，價(jià)格昂貴。 TPI

31、與NR不同，為反式1，4結(jié)構(gòu)，其性能也與NR有明顯的不同，表現(xiàn)如下： 1 60以下迅速結(jié)晶，具有高硬度和高拉伸強(qiáng)度，常溫下象塑料那樣硬，結(jié)晶度在25%45%之間。隨溫度升高，結(jié)晶度下降，硬度和拉伸強(qiáng)度急劇下降。 2 溫度高于60，TPI能軟化，具有彈性，表現(xiàn)出橡膠的特性，可以硫化。應(yīng)用此特性可以用作形狀記憶材料。 3 TPI無生理毒性，可作為醫(yī)用夾板，可以用酒精直接消毒。 4 硫化過程表現(xiàn)出明顯的三階段特征： 未硫化階段：結(jié)晶，屬于典型的熱塑性材料，強(qiáng)度、硬度高，沖擊韌性極好，軟化點(diǎn)低（60），可在熱水中或熱吹風(fēng)中軟化，可以直接在身體上模型固化，也可以捏塑成型，隨體性好，輕便、衛(wèi)生，可以重復(fù)使

32、用，可以代替石膏作固定夾板、繃帶、矯形器件、假肢等。 低中度交聯(lián)階段：交聯(lián)點(diǎn)間鏈段仍能結(jié)晶，表現(xiàn)為結(jié)晶型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高分子，可以作形狀記憶功能材料（室溫下具有熱塑性、受熱后具有熱彈性）。 交聯(lián)度達(dá)到臨界點(diǎn)：表現(xiàn)為典型的彈性體特性，耐疲勞性能優(yōu)異，滾動(dòng)阻力小，生熱低，是發(fā)展高速節(jié)能輪胎的一種理想材料。 5 塑煉和混煉溫度不能低于60，半成品挺性好，易噴霜 合 成 橡 膠 在8種合成橡膠中全部由我國自行研究開發(fā)的膠種有BR、SSBR、SBS和CR；全部引進(jìn)國外技術(shù)的膠種是EPDM。 §1.3 丁 苯 橡 膠（SBR） SBR是產(chǎn)量最大的合成橡膠，占合成橡膠總量的55%，70%用于輪胎。按合成

33、方法分為乳聚（1933年由德國的Farben公司生產(chǎn)）和溶聚（60年代投入工業(yè)化生產(chǎn)，發(fā)展較快）SBR兩大類。 一合成方法 聚合單體：丁二烯（占2/3以上）、苯乙烯（少于1/3） 1乳液法：高溫乳液聚合：50 低溫乳液聚合：5 2溶液法：60年代后投入工業(yè)化生產(chǎn)，該膠具有滾動(dòng)阻力低，抗?jié)窕院?、綜合性能高等特點(diǎn)，在輪胎行業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。 二分類（按制法分） 三SBR的結(jié)構(gòu) 乳聚SBR：順1，4結(jié)構(gòu)含10%，反1，4結(jié)構(gòu)70%，1，2結(jié)構(gòu)20% 溶聚SBR：順1，4結(jié)構(gòu)比乳聚高，其它比乳聚低 四SBR的性能 （一）性能 1物理常數(shù) 密度（g/cm3）d=0.920.94 折光指數(shù) 1.53 2

34、SBR強(qiáng)度比NR差 生膠格林強(qiáng)度約為0.5MPa；純膠硫化膠的強(qiáng)度為1.43.0MPa；但炭黑補(bǔ)強(qiáng)后硫化膠的拉伸強(qiáng)度高達(dá)1728MPa。撕裂強(qiáng)度比NR低，大約為NR的一半。 3彈性、耐寒性比NR差。 4耐熱、耐老化、耐磨性比NR好（苯環(huán)弱吸電、體積大分子內(nèi)摩擦大、雙鍵濃度低），硫化反應(yīng)速度慢。 5SBR耐屈撓疲勞性比NR差，但耐初始龜裂性好，耐裂口增長性差。 6SBR粘著性比NR差。 7SBR的電性能和耐溶劑性 SBR電絕緣性能良好，耐溶劑性比NR好，但仍不耐非極性油類。 8抗?jié)窕詢?yōu)于NR、BR。 （二）配合與加工 配合：必要成分硫化劑：硫黃用量比NR中少(雙鍵量少) 促進(jìn)劑：促進(jìn)劑用量比N

35、R中多(硫化速度慢) 活化劑 補(bǔ)強(qiáng)劑：主要是炭黑(非自補(bǔ)強(qiáng)性) 增粘劑：本身粘性差，用烷基酚醛樹脂，古馬隆樹脂增粘 一般成分防老劑，軟化劑 加工：塑煉性一軟丁苯（門尼粘度在4060之間）一般不需要塑煉； 混煉性SBR對炭黑濕潤性差，混煉生熱高，開煉機(jī)應(yīng)控溫在4050之間且包冷輥。 密煉機(jī)混煉時(shí)間不宜過長，溫度不能太高，排膠溫度應(yīng)低于130。 壓延、壓出性壓延、壓出收縮率高，表面不光滑，并用部分NR可以改善。 成型性格林強(qiáng)度低，自粘性差，可與NR并用或采用增粘劑改善。 硫化性硫化速度慢，操作安全性好 五SBR的應(yīng)用 SBR是一種耗量最大的通用橡膠，應(yīng)用廣泛，除要求耐油、耐熱、耐特種介質(zhì)等特殊情況

36、外的一般場合均可使用。主要用于輪胎工業(yè)，另外還用于運(yùn)輸帶的覆蓋膠，輸水膠管，膠鞋大底，膠輥，防水橡膠制品，膠布制品、微孔海綿制品、防震制品等。 §1.4 聚丁二烯橡膠 （BR） 我國順丁橡膠的生產(chǎn)能力占合成橡膠總生產(chǎn)能力的45%，目前國內(nèi)有生產(chǎn)企業(yè)7家，分別是燕化、齊魯石化、高橋、錦州、大慶、岳陽、獨(dú)山子，均采用國產(chǎn)技術(shù)。 一聚丁二烯橡膠的分類 按制備方法分類： 二聚丁二烯橡膠的結(jié)構(gòu) 1結(jié)構(gòu)式： 有順式1,4-結(jié)構(gòu)（97%），反式1,4-結(jié)構(gòu)（1%）和1,2-結(jié)構(gòu)（2%）。工業(yè)常用的聚丁二烯彈性體是上述幾種結(jié)構(gòu)的無規(guī)共聚物。 2聚丁二烯橡膠的玻璃化溫度Tg決定于分子中所含的乙烯基的量

37、。順式：Tg=-105，1，2結(jié)構(gòu)的Tg= -15，隨1,2-結(jié)構(gòu)含量的增大，分子鏈柔性下降，Tg升高。Tg=91V-106，如V=35%時(shí)，實(shí)測Tg=70，計(jì)算值為74。 3聚丁二烯橡膠中順、反1,4-結(jié)構(gòu)，全同、間同1,2-結(jié)構(gòu)都能結(jié)晶，結(jié)晶溫度低，如順式的結(jié)晶溫度為3，結(jié)晶最快的溫度為-40；結(jié)晶能力比NR差，自補(bǔ)強(qiáng)性比NR低很多。順式含量越高，補(bǔ)強(qiáng)性越好；結(jié)晶對應(yīng)變的敏感性比NR低，而對溫度的敏感性較高。所以BR需要用炭黑進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。 4溶聚BR分子量分布窄，一般分布系數(shù)為24，支化和凝膠少，加工性能差。 乳聚BR分子量分布寬，支化和凝膠也較多，加工性能好。 三聚丁二烯橡膠的性能 1彈性

38、好，耐寒性好 彈性和耐磨性在通用膠中是最好的，(Tg= -105) 滯后損失小、動(dòng)態(tài)生熱低，在通用膠中是最好的，大部分用于輪胎行業(yè)。 2滯后損失和生熱低 3耐磨性和耐屈撓性優(yōu)異 4拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度低 純膠硫化膠的拉伸強(qiáng)度低，只有12MPa，補(bǔ)強(qiáng)硫化膠的拉伸強(qiáng)度可達(dá)1725MPa。 5抗?jié)窕圆?、耐刺穿及粘著性?6BR的冷流性大（生膠或未硫化膠在停放過程中因?yàn)樽陨碇亓慷a(chǎn)生流動(dòng)的現(xiàn)象） 7BR的老化性能NR好，主要以交聯(lián)為主。 四配合與加工 1配合：與NR、SBR大體相同，硫化速度介于SBR和NR之間，用硫黃硫化體系，用炭黑補(bǔ)強(qiáng)，加入10份白炭黑可以提高硫化膠的耐磨性和耐刺扎性。 2加工：

39、（1）具有冷流性：分子量分布窄，凝膠少。對儲存和半成品存放不利。 （2）包輥性差：玻璃化溫度低，包輥性差。 （3）難塑煉，混煉時(shí)易打滑。 （4）粘著性差。 （5）壓延壓出時(shí)對溫度敏感，速度不宜過快，壓出時(shí)適應(yīng)溫度范圍較窄。 （6）硫化時(shí)充模容易，不易過硫。 五應(yīng)用 輪胎、耐磨制品如膠鞋、膠帶、膠輥、耐寒制品。在合成橡膠中產(chǎn)量及耗量僅次于SBR。 §1.5 乙 丙 橡 膠 （EPDM） 一乙丙橡膠的制造 目前，世界上已有近20個(gè)公司生產(chǎn)的100多個(gè)牌號。國內(nèi)目前仍從日本、荷蘭、美國等公司進(jìn)口EPDM。 二乙丙膠的分類 根據(jù)是否加入第三單體分為：二元乙丙橡膠（EPM）和三元乙丙橡膠（EP

40、DM） EPDM根據(jù)第三單體的不同，分為： 三乙丙膠的結(jié)構(gòu) 1飽和性及非極性 EPM是完全飽和的橡膠，EPDM主鏈完全飽和，側(cè)基僅有1%2%（mol）的不飽和第三單體， EPM具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性和較高的熱穩(wěn)定性。另外，乙丙橡膠不易被極化，不產(chǎn)生氫鍵，是非極性橡膠，耐極性介質(zhì)作用，而且電絕緣性能極佳。 2乙烯與丙烯組成比 乙烯、丙烯的組成比影響共聚物的性能，一般丙烯的含量在3040%（mol）時(shí)是較好的彈性體。 3第三單體的含量 為使第三單體在乙丙膠中分布均勻，聚合時(shí)一般采取分批加入的方法。第三單體用量多時(shí)，不飽和度高，硫化速度快，與不飽和橡膠相容性好，可與不飽和橡膠并用，但是耐熱性和老化性下

41、降。 四乙丙膠的性能 1比重小 比重為0.86，是所有橡膠中比重最小的。 2耐老化性能優(yōu)異 優(yōu)秀的耐臭氧性能：乙丙橡膠被譽(yù)為：“無龜裂橡膠”，在通用橡膠中它的耐臭氧性能是最好的，其次為IIR、再其次是CR。 優(yōu)秀的耐熱老化性能：乙丙橡膠的耐老化性能在通用橡膠中是最好的，在130下可以長期使用，在150或再高的溫度下可以間斷或短期使用。且EPM優(yōu)于EPDM。 優(yōu)秀的耐天候性：乙丙膠的耐天候（光、熱、風(fēng)、雨、臭氧、氧）性在所有的通用橡膠中是最好的，作屋面防水卷材使用壽命可以達(dá)到25年以上。 3優(yōu)異的電絕緣性能 乙丙橡膠的耐絕緣性能是非常好的，與IIR相當(dāng)，且EPM優(yōu)于EPDM，可以作為電纜材料，特

42、別是浸水之后電性能變化很小，特別適用于作電絕緣制品及水中作業(yè)的絕緣制品。 4優(yōu)秀的耐化學(xué)藥品性能 由于乙丙橡膠本身的化學(xué)穩(wěn)定性和非極性，它與多數(shù)化學(xué)藥品不發(fā)生反應(yīng)，與極性物質(zhì)之間或者不相溶或者相溶性極小，如醇、酮、酸（乙酸、甲酸）、強(qiáng)堿、氧化劑（H2O2、HClO）、洗滌劑、磷酸酯類等。 5卓越的耐水、過熱水、水蒸汽性能 水是強(qiáng)極性物質(zhì)，乙丙橡膠是一種高分子烷烴，具有疏水性，兩者之間不易產(chǎn)生物理、化學(xué)作用，所以具有杰出的耐水、耐過熱水、耐蒸汽性能。（EPM IIRSBRNRCR） 五配合與加工 1配合： 硫化體系：EPDM可以用硫黃硫化體系，硫黃用量12份，促進(jìn)劑宜選用活性較大的品種或不同的促

43、進(jìn)劑并用，這樣既能保證硫化速度，又能防止噴霜現(xiàn)象。以國產(chǎn)EPDM（D）為例： EPDM100 硬脂酸1 氧化鋅5 促M(fèi)0.5 TMTD1.5 S1.5 HAF50 補(bǔ)強(qiáng)體系：由于乙丙橡膠是非結(jié)晶橡膠，所以要加入補(bǔ)強(qiáng)劑。 增塑體系：乙丙橡膠最常用的增塑劑是石油系增塑劑，包括環(huán)烷油、石蠟油及芳香油，其中環(huán)烷油與乙丙膠的相容性較好。 增粘劑：乙丙橡膠的自粘性及與其它材料的粘著性均不好，配合時(shí)可以在其中加入增粘劑如烷基酚醛樹脂、石油樹脂、萜烯樹脂、松香等。 防護(hù)體系：雖然乙丙橡膠的耐老化性能很好，但在較高溫長期使用的情況下仍需加入防老劑，常用的是胺類。 2加工： 乙丙橡膠的加工具有如下特點(diǎn)：乙丙橡膠不

44、易包輥，不易吃炭黑，采用密煉分散效果較好，裝膠容量比正常高15%。為了提高粘合性能，可以采用提高粘合溫度、增加粘合壓力的方法 六應(yīng)用 耐熱、耐老化、耐水制品耐熱輸送帶、蒸汽膠管、防水卷材 耐化學(xué)品腐蝕的密封制品、防腐襯里 絕緣的電線、電纜包皮 淺色的輪胎胎側(cè) §1.6 丁 基 橡 膠（IIR） IIR為異丁烯與少量異戊二烯（15）的低溫共聚物（-95 -100），1943年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，為白色或暗灰色的透明彈性體。1960年實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)鹵化丁基橡膠，1971年開發(fā)了溴化丁基橡膠的連續(xù)化生產(chǎn)。主要用于輪胎工業(yè)作內(nèi)胎。 國內(nèi)燕化從意大利引進(jìn)技術(shù)年產(chǎn)3萬噸IIR，于1999年投產(chǎn)。 一

45、丁基橡膠的制造與分類 丁基橡膠以異丁烯與異戊二烯為單體，以一鹵甲烷為溶劑，通過陽離子聚合得到。通常按照異戊二烯的含量即不飽和度及是否鹵化來分類： 氯化丁基橡膠（提高硫化速度及與不飽和橡膠的相容性，改善自粘性和互粘性） 二丁基橡膠的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)式：分子主鏈周圍有密集的側(cè)甲基，且有不飽和雙鍵位于主鏈上，對穩(wěn)定性影響較大。引入的異戊二烯便于交聯(lián)，其數(shù)量相當(dāng)于主鏈上每100個(gè)碳原子才有一個(gè)雙鍵（單個(gè)存在），可以近似地看作飽和橡膠。但因雙鍵的位置與EPDM中雙鍵的位置不同，對性能的影響較大。 聚集態(tài)：丁基橡膠是能結(jié)晶的自補(bǔ)強(qiáng)橡膠，低溫下不結(jié)晶，高拉伸下才結(jié)晶，Tm=45，Tg=-65。未補(bǔ)強(qiáng)橡膠的強(qiáng)度可以

46、達(dá)到1421MPa，為了提高耐磨及抗撕裂性能，仍需補(bǔ)強(qiáng)。 三丁基橡膠的性能 1與乙丙膠類似的性能：優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐水性、高絕緣性、耐酸堿、耐腐蝕。 2氣密性非常好：所有橡膠中最好的。（用作內(nèi)胎） 3彈性低、阻尼性能優(yōu)越： 彈性在通用橡膠中是最低的，室溫沖擊彈性只有811%。它在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)可以保持tand0.5。良好的減震性能特別適用于緩沖性能要求高的發(fā)動(dòng)機(jī)座和減震器。 4拉伸強(qiáng)度較高 為結(jié)晶自補(bǔ)強(qiáng)橡膠，未填充硫化膠的拉伸強(qiáng)度為1421MPa。 5耐熱性、耐侯性好 6自粘性和互粘性差 結(jié)構(gòu)中無極性基團(tuán)或活性基團(tuán)。 四丁基橡膠的配合與加工 丁基橡膠與乙丙橡膠一樣，具有比不飽和橡膠難

47、以硫化、難以粘接、配合劑溶解度低、包輥性不好等特點(diǎn)。但它又具有不能用過氧化物硫化、一般炭黑對它的補(bǔ)強(qiáng)性差、與一般二烯類橡膠的相容性差、對設(shè)備的清潔度要求高等特點(diǎn)。 1配合 硫化可以用較強(qiáng)的硫黃促進(jìn)劑體系、樹脂、醌肟在較高的溫度下進(jìn)行，硫黃用量要少，促進(jìn)劑選用秋蘭姆和二硫代氨基甲酸鹽為主促進(jìn)劑、噻唑類或胍類為第二促進(jìn)劑。樹脂硫化的硫化膠的耐熱性好。用過氧化物硫化會引起斷鏈。 補(bǔ)強(qiáng)最常用的是炭黑，但效果不如不飽和橡膠好，結(jié)合橡膠只有5%8%。一般使用槽黑。 增塑不宜用高芳烴油，而宜用石蠟或石蠟油510份，或適量環(huán)烷油。 2加工 煉膠不易塑煉，可以加入塑解劑使其斷鏈。混煉時(shí)用密煉效果好。密煉容量比N

48、R、SBR的標(biāo)準(zhǔn)容量多1020%?；鞜捚鹗紲囟?0，排膠溫度高于125，一般155160為宜。 壓延壓出比天然橡膠困難得多，做內(nèi)胎時(shí)壓出前要濾膠后再加硫黃，防止引起焦燒。 成型硫化自粘性及與其它橡膠的互粘性差，要在配方中加入增粘劑，工藝上注意粘合面防污，可以采用鹵化丁基橡膠作增粘層，提高粘合部位的壓力及溫度。丁基橡膠需長時(shí)間高溫硫化方可達(dá)到最佳硫化狀態(tài)。 五鹵化丁基橡膠 為了提高丁基橡膠的硫化速度，提高與不飽和橡膠的相容性，改善自粘性和與其他材料的互粘性，對丁基橡膠進(jìn)行了鹵化，包括氯化和溴化。一般氯化的含氯量為1.1%1.3%主要反應(yīng)在異戊二烯鏈節(jié)雙鍵的位上。溴化丁基橡膠含溴量約為2%。 鹵化

49、丁基橡膠主要利用烯丙基氯及雙鍵活性點(diǎn)進(jìn)行硫化，鹵化丁基橡膠的硫化速度較快。 六丁基橡膠的應(yīng)用 丁基橡膠主要用于輪胎工業(yè)，特別適用于作內(nèi)胎、膠囊、氣密層及膠管、防水卷材、耐腐蝕制品、電氣制品、耐熱輸送帶（高不飽和度）等。 §1.7 丁 腈 橡 膠 （NBR） NBR為淺黃色略帶香味的橡膠，是丁二烯與丙烯腈的共聚物。1937年工業(yè)化生產(chǎn)。聚合方法類似于乳液聚合的丁苯橡膠，有低溫乳液聚合（5）和高溫乳液聚合（50）兩種。目前主要采用低溫乳液聚合。 一丁腈橡膠的分類 根據(jù)丙烯腈含量分： 二丁腈橡膠的結(jié)構(gòu)： 1丙烯腈含量與丁腈橡膠的極性： 丙烯腈的典型含量為34%。隨著ACN含量的增加，大分子

50、極性增加，帶來一系列性能的變化：內(nèi)聚能密度增加、溶解度參數(shù)增加、極性增加，耐低溫性差，耐油性增加。 2丁腈橡膠的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)： 丁腈橡膠的兩種結(jié)構(gòu)單元是無規(guī)共聚的，其中丁二烯以反1,4-結(jié)構(gòu)聚合，是非結(jié)晶的無定形高聚物，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨ACN的增加而線性提高。 三丁腈橡膠的性能（與極性和不飽和性有關(guān)） 1強(qiáng)度低 NBR為非結(jié)晶性橡膠。純膠硫化膠強(qiáng)度為34.5MPa，炭黑補(bǔ)強(qiáng)后拉伸強(qiáng)度為2530MPa。 2優(yōu)秀的耐油、耐非極性溶劑性能。（與ACN含量有關(guān)） 3耐熱性、耐臭氧性比NR、SBR好，但比EPM、IIR、CR差。長期使用溫度為100。 4抗靜電性在通用橡膠中是獨(dú)一無二的，可以作導(dǎo)電橡膠，如

51、紡織皮輥。 5氣密性好，僅次于IIR。 6彈性、耐寒性差。 7與極性物質(zhì)如PVC、酚醛樹脂、尼龍的相容性好。 四特殊品種丁腈橡膠 目前已商品化的特殊品種的丁腈橡膠有：氫化丁腈橡膠（HNBR）、羧基丁腈橡膠（XNBR）、鍵合型丁腈橡膠（AONBR）及熱塑性丁腈橡膠。此外還有粉末丁腈橡膠、液體丁腈橡膠。 NBR的特殊品種常用的有氫化丁腈膠（HNBR），它更適應(yīng)汽車工業(yè)對橡膠耐油性和耐熱性的要求，填補(bǔ)了NBR和FPM之間的空白。 五配合與加工 硫化各種體系都可以，因?yàn)榕c硫黃的溶解性差，所以應(yīng)該先加。 補(bǔ)強(qiáng)爐法CB 塑煉困難，低溫薄通，不能用密煉機(jī) 混煉生熱大，加增塑劑DBP 硫化可高溫硫化，無返原現(xiàn)

52、象 六丁腈橡膠的應(yīng)用 丁腈橡膠主要用作耐油制品，如耐油膠管、膠輥、各種密封件、大型油囊等。還可以作為PVC的改性劑及與PVC并用作阻燃制品，作抗靜電好的橡膠制品。 §1.8 氯 丁 橡 膠 （CR） CR為淺黃色或暗褐色彈性體，于1931年由美國杜邦公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)在已有10多個(gè)國家生產(chǎn)CR，全世界的年產(chǎn)量約為70萬噸。 CR是我國最早工業(yè)化的合成橡膠（58年），國內(nèi)有三個(gè)生產(chǎn)廠家：四川長壽化工廠、山西大同化工廠、青島化工廠（海晶），但因技術(shù)問題，每年仍大量進(jìn)口。 一CR的制造 由2-氯-1,3-丁二烯采用乳液聚合得到，硫調(diào)型聚合溫度為40，非硫調(diào)型為10以下。 二CR的分類

53、CR主要根據(jù)制法和用途分類： 根據(jù)用途不同可以通過調(diào)整聚合條件合成出不同結(jié)晶能力的橡膠 國產(chǎn)CR結(jié)晶能力分為四個(gè)等級：微、低、中、高。 三CR的結(jié)構(gòu) 1微觀結(jié)構(gòu)： CR的微觀結(jié)構(gòu)主要決定于聚合溫度，結(jié)構(gòu)單元中以反1，4結(jié)構(gòu)居多（85%），分子規(guī)整度高，結(jié)晶度高，分子量大的部分含量高，分子量低的部分含量低。 2聚集態(tài)結(jié)構(gòu)： CR屬于自補(bǔ)強(qiáng)橡膠，在拉伸或降溫的情況下均可結(jié)晶，結(jié)晶能力高于NR。 3CR的化學(xué)結(jié)構(gòu)與反應(yīng)特性： 由于CR主要是1,4-聚合，所以大分子鏈上有97.5%的Cl原子直接連在有雙鍵的碳原子上，Cl的吸電性使得雙鍵及Cl原子變得極為不活潑，不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以它不能用硫黃硫化體

54、系進(jìn)行硫化、耐老化性、耐臭氧老化性能比一般的不飽和橡膠要好得多。幸運(yùn)的是CR中有1.5%的1,2-聚合，形成了叔碳烯丙基氯結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中的Cl原子很活潑，易于發(fā)生反應(yīng)，為CR提供了交聯(lián)點(diǎn)，使其可以用金屬氧化物（氧化鋅ZnO、氧化鎂MgO）進(jìn)行硫化。 四CR的性能 CR雖然屬于不飽和橡膠，但它的性能介于飽和和不飽和橡膠的性能之間，由于極性高且為結(jié)晶橡膠，所以物理機(jī)械性能較好，又具備極性橡膠的特點(diǎn)。 1一般性能： CR的力學(xué)性能較高：自補(bǔ)強(qiáng)極性橡膠 良好的耐油性能：CR屬于耐油橡膠，但耐油性不如NBR。 良好的耐疲勞性能：用于同步帶、齒形帶 較差的低溫性能：CR的最低使用溫度為30，在油中的耐低

55、溫性能優(yōu)于ACM、CPE、高ACN含量的NBR和FPM，因?yàn)樗诘蜏叵陆Y(jié)晶。 良好的耐老化性能：CR的耐老化和耐臭氧性能優(yōu)于NR、SBR、BR、NBR，僅次于EPM和IIR，這與Cl的吸電性有關(guān)。 電絕緣性能差 氣密性比一般合成橡膠高 良好的粘合性能：具有較好的自粘性和互粘性 2耐燃性能好：CR的氧指數(shù)為3841，離火自熄（氧指數(shù)27）。 氧指數(shù)（OI）：>27 為高難燃材料如：PTFE、CR；介于2227為難燃材料如CPE、PC、PA；<22%為易燃材料如NR、PE、EPDM 五CR的配合與加工 1配合： 硫化體系：CR要用金屬氧化物硫化，如用ZnO 5份，MgO 4份，對于非硫調(diào)型的還要用促進(jìn)劑NA-22，否則硫化速度太慢。國家標(biāo)準(zhǔn)配方如下： CR100 硬脂酸0.5 氧化鋅5 氧化鎂4 NA-22 0.5 SRF30 防D 2 補(bǔ)強(qiáng)體系：CB對CR的補(bǔ)強(qiáng)作用不是很明顯，對非硫調(diào)型的相對要好一些。為了提高撕裂強(qiáng)度、定伸應(yīng)力，仍需加入補(bǔ)強(qiáng)劑。 防護(hù)體系：雖