橡膠原材料知識

關(guān)于橡膠原材料知識第1頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五橡膠的定義通俗定義:

橡膠是一種高彈性的高分子化合物（分子量一般在10萬

以上）,因而具有其它材料所沒有的高彈性.因而也稱為彈性體.第2頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五橡膠的基本特性其基本特性如下：

1.有橡膠狀彈性。2.具有粘彈性。

3.有減震緩沖的作用。4.對溫度依賴大

5.具有電絕緣性。6.有老化現(xiàn)象。

7.必須進行硫化。8.必須加入配合劑

9比重小，硬度低，柔軟性好，透氣性差。第3頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五橡膠的起源

在哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲以前（1492年），中美洲和南美洲的當(dāng)?shù)鼐用窬鸵呀?jīng)開始了應(yīng)用：他們從某些樹木的樹皮割取膠乳，制成實心膠球、鞋子、瓶子或其他用品，這種樹當(dāng)?shù)胤Q為：ulli或cau-uchu意思是“流淚的樹”，學(xué)名為巴西橡膠樹.第4頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五巴西橡膠樹第5頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五1.野生橡膠：由野生樹木植物采制的橡膠。銀色橡膠菊，野藤橡膠等也屬此類。

2.栽培橡膠：主要是三葉橡膠樹。

3.橡膠草橡膠：一公頃可收150-200KG。

4.杜仲膠：由杜仲樹的枝葉根莖中提取。常溫下無彈性，軟化點高，比重大，耐水性好生膠天然橡膠來源第6頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五

但是所有這些產(chǎn)品凡是遇到氣溫高和經(jīng)太陽暴曬后就變軟發(fā)粘，在氣溫低時就變硬和脆裂.制品不能經(jīng)久耐用.

直到美國人C.Goodyear（固特異）在一個偶然的機會發(fā)現(xiàn)硫磺粉灑在晾曬的膠塊上可以避免膠塊發(fā)粘，使膠塊表明光滑有彈性，后經(jīng)一年多的實驗，證明在橡膠中加入硫磺粉和堿式碳酸鉛，經(jīng)共同加熱熔化后所制出的橡膠制品可以長久的保持良好的彈性.

固特異于1839年發(fā)現(xiàn)了橡膠的硫化，從此天然橡膠才真正被確定具有特殊的使用價值，成為一種極其重要的工業(yè)原料橡膠為什么要硫化第7頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五第8頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五第9頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五1900年И.Л.孔達科夫用2,3-二甲基-1，3-丁二烯聚合成革狀彈性體。第一次世界大戰(zhàn)期間，德國的海上運輸被封鎖,切斷了天然橡膠的輸入,他們于1917年首次用2，3-二甲基-1,3-丁二烯生產(chǎn)了合成橡膠，取名為甲基橡膠W和甲基橡膠H。甲基橡膠W是2,3-二甲基-1,3-丁二烯在70℃熱聚合歷經(jīng)5個月后制得的，而甲基橡膠H是上述單體在30～35℃聚合歷經(jīng)3～4個月后制成的硬橡膠。在戰(zhàn)爭期間，甲基橡膠共生產(chǎn)了2350T。這種橡膠的性能比天然橡膠差得多，而且當(dāng)時單體的合成和聚合技術(shù)都很落后，故戰(zhàn)后停止生產(chǎn)合成橡膠的誕生第10頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五合成橡膠工業(yè)的建立和發(fā)展

1927～1928年，美國的J.C.帕特里克首先合成了“聚硫橡膠”

W.H.卡羅瑟斯紐蘭德利用J.A.紐蘭德的方法合成了2-氯-1,3-丁二烯，制得了“氯丁橡膠”杜邦公司進行了小量試產(chǎn)………..

到1944年相繼生產(chǎn)出了：丁鈉橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠.

第二次世界大戰(zhàn)期間，由于日本占領(lǐng)了馬來西亞等天然橡膠產(chǎn)地，更加促使北美和蘇聯(lián)等加速合成橡膠的研制和生產(chǎn)使得合成橡膠的產(chǎn)量在1939~1944年間23120噸劇增到885500噸第11頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五發(fā)展新階段

50年代中期,由于發(fā)明了齊格勒-納塔和鋰系等新型催化劑；石油工業(yè)為合成橡膠提供了大量高品級的單體；人們也逐漸認識了橡膠分子的微觀結(jié)構(gòu)對橡膠性能的重要性；加上配合新型催化劑而開發(fā)的溶液聚合技術(shù)，使有效地控制橡膠分子的立構(gòu)規(guī)整性成為可能。這些因素使合成橡膠工業(yè)進入生產(chǎn)立構(gòu)規(guī)整橡膠的嶄新階段代表性的產(chǎn)品有：異戊橡膠、順丁橡膠、氟橡膠、丙烯酸酯橡膠.

合成橡膠的產(chǎn)量,1950年約達600kt,50年代以后,由于石油化工高速度發(fā)展，相應(yīng)的合成橡膠產(chǎn)量也幾乎是每5年增加1000kt左右。第12頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五橡膠配方的組成配方結(jié)構(gòu):

配方組成的五大體系：主體材料、軟化增塑體系、硫化體系、補強填充體系、防護體系；第13頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（一）主體材料生膠、再生膠：為橡膠配合料中的主成分，是主體材料，決定橡膠的使用性能、工藝性能和產(chǎn)品成本、壽命的主要因素.第14頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五第15頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（一）主體材料合成橡膠將石油進行高溫分解,再化學(xué)合成合成橡膠的分類:1.丁苯橡膠:(SBR)聚合單體：丁二烯\苯乙烯.性能：彈性比NR稍差,耐磨和耐老化比NR好應(yīng)用：轎車、輕卡車輪胎等、膠鞋、膠布、文體用品、膠板、蓄電池殼、膠帶等ASTMAA規(guī)范第16頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（一）主體材料2.異戊膠(IR)

聚合單體：異戊二烯.

因為結(jié)構(gòu)與NR一樣,所以也稱為人造天然膠.

性能：性質(zhì)與NR類似.但純凈度要比NR高應(yīng)用：輪胎、膠鞋、膠帶、膠管、工藝橡膠制品、醫(yī)療、食品用橡膠制品等.ASTMAA規(guī)范第17頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（一）主體材料3.順丁膠(BR)

聚合單體：丁二烯.

性能：其彈性、耐磨性和耐低溫性是通用膠中最好的,

用途：輪胎胎面及胎側(cè)等，多為并用。鞋、減震品、膠輥、膠帶、膠管、跳跳球ASTMAABA規(guī)范第18頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（一）主體材料4.三元乙丙膠(EPDM)

聚合單體:乙烯\丙烯\第三單體.

性能：耐老化耐臭氧性、耐極性液體、耐水及過熱水、水蒸氣好、耐電性能好用途：電線電纜絕緣層、汽車玻璃除水條、窗戶密封條、蒸汽膠管、輸送帶等ASTM規(guī)范：BACADA第19頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（一）主體材料5.氯丁橡膠（CR）聚合單體：氯丁二烯特性：耐候性、耐臭氧性、阻燃、耐熱性及耐化學(xué)藥品性均好用途：輪胎內(nèi)襯層、低壓電線電纜、輸送帶、減震橡膠、窗戶密封條、膠粘劑、膠布、涂料第20頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（一）主體材料6.丁腈橡膠聚合單體：丁二烯/丙烯腈特性：耐油性、耐磨性、耐老化好，是通用耐油橡膠，在-40~120℃下使用用途：油封、襯墊、耐油膠管、輸送帶、印刷膠輥、紡織皮輥等耐油工業(yè)制品第21頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（一）主體材料7.丁基橡膠（IIR）聚合單體：異丁烯與少量異戊二烯特性：耐候性、耐臭氧性、耐氣透性好，并可耐極性溶劑用途：輪胎內(nèi)胎、內(nèi)襯層、硫化膠囊層面防水卷材，電線電纜、蒸汽膠管、耐熱輸送帶、藥品瓶塞、密封劑等第22頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（一）主體材料8.硅膠(Q)聚合單體：主鏈由硅原子和氧原子交替組成性能：使用溫度范圍最廣,-120℃~+250℃,

毒性最低、具生理惰性、透氣性好、電絕緣性好，物理機械性能較差用途：膠管、膠帶、膠輥、電絕緣制品、人造皮膚、器官等.第23頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（一）主體材料9.氟膠(FKM、FPM、VITON)聚合單體：偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯性能：防火.耐油.耐溶劑是所有膠中最好的.用途：導(dǎo)彈、飛機、汽車等用密封件，化工廠耐腐蝕皮碗、襯墊、薄膜，油箱襯層、膠管及泵用零件等ASTM規(guī)范：HKKK第24頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（一）主體材料10.丙烯酯橡膠（ACM、AEM）聚合單體：丙烯酸與帶有可提供交聯(lián)反應(yīng)的活性基團的單體共聚制得特性：高溫狀態(tài)下耐油性好，并耐老化用途：汽車上用的密封件，主要是油封、皮碗、

O型圈等（也稱車用橡膠）AEM是乙烯丙烯酸酯橡膠，從性能上來說強度、伸長、加工型要優(yōu)于ACM；耐油性較ACM差.AEM耐溫可達到175ACM

耐溫150C；第25頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（二）補強填充體系補強填充體系包括補強劑和填充劑補強劑：指填充后起到顯著補強作用的則稱為補強劑例如：炭黑、白炭黑.第26頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（二）補強填充體系炭黑：最常用的黑色橡膠補強劑，其橡膠用品級為：N100~N900系列，數(shù)字越大，其炭黑顆粒越大、補強效果越小、比表面積越小、越容易分散。像我們公司使用的炭黑有：N330、N326、N550、N774、N762、N990后面的兩位數(shù)字沒有實際意義也就是說要使橡膠的硬度漲一度，N330只要用2phr、而N990需要用5phr第27頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（二）補強填充體系白炭黑:

主要成分為水合二氧化硅，由于其補強效果好，是非黑色制品中主要的補強劑，因此，常稱為：白炭黑由于制法不同，又分為：沉淀法及氣相法沉淀法：HI-SIL-255、VN3#氣相法：分散差、補強好，常用做硅膠補強劑我們公司購買的硅膠中已經(jīng)加入氣相法白炭黑第28頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（二）補強填充體系填充劑（增容劑）：指加入橡膠后不起補強作用而主要降低成本或改善工藝性能的填充劑我們公司常使用的有：CLAY、#321、N-85、BaSO4、CaCO3、CC、P4硅藻土、滑石粉等第29頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（三）軟化增塑體系分為軟化劑及增塑劑兩種軟化劑：物理增塑劑，一般為軟化油，通過降低分子間作用力達到軟化效果，加入后可以降低材料硬度，改善低溫性能等.

增塑劑：化學(xué)增塑劑，加入后可以使橡膠分子發(fā)生斷裂，從而達到增塑效果。我們公司使用的：A-60第30頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（三）軟化增塑體系物理增塑劑按其來源不同，可分為以下五類：石油系增塑劑

石油系增塑劑是石油加工過程中所得的油品如：1#油（芳香烴油）、

2280和P600（鏈烷烴油）煤焦油系增速劑

包括煤焦油、古馬隆樹脂和煤瀝青等

第31頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（三）軟化增塑體系松油系增塑劑

包括松香、松焦油、松香油及妥爾油脂肪油系增速劑

此類增塑劑包括動植物油制取的脂肪酸、干油、和黑油膏、白油膏等如：FACTICE合成增塑劑

按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為八類：苯二甲酸酯類、脂肪二元酸酯類、脂肪酸酯類、磷酸酯類、聚酯類、環(huán)氧類、含氯類、其他.如：B-22、DOP、DOA、RS-107、PN150……第32頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（四）硫化體系硫化體系硫化劑、促進劑、活性劑、防焦劑.由于硫化劑不同所以硫化體系一般有：硫磺硫化體系：S-80GA及載硫劑硫化過氧化物硫化：F-40、DCP99%、DCP40%金屬氧化物硫化：ZnO-A雙酚硫化體系：公司常用氟橡膠中已經(jīng)加入皂交聯(lián)：SK1、SN1樹脂硫化：丁基橡膠可以使用，公司內(nèi)未使用第33頁，共38頁，2022年，5月20日，4點2分，星期五（四）硫化體系促進劑：加快硫化速度，縮短硫化時間，提高交聯(lián)效率如：TT、TET、TRA、TL、CZ、DM、