橡胶成型加工

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1、橡胶成型加工胶料的组成 橡胶加工 橡胶加工系指由生胶及配合剂经过一系列化学与物理作用制成橡胶制品的过程。主要包括生胶的塑炼，塑炼胶与各种配合剂的混炼胶成型、胶料的硫化等几个工序。 胶料的组成：天然胶和合成胶一：天然橡胶 从橡胶树流出的胶乳上中性乳白色液体，胶粒一般带负电荷，粒径平均0.25~0.50微米之间。这种天然胶乳除直接用不动声色胶乳工业外，绝大部分经凝聚（加入醋酸）后，压片成天然生胶。以便于运输和加工。 经研究分析，天然生胶中主要含橡胶烃，另含5%以下的非橡胶物质。橡胶烃是由异戊二烯通过共价键组成，故天然胶的化学结构式为： 异戊二烯有链节，基本上有两种排

2、列方式：即顺式-1，4结构与反式-1，4结构。 前者以三叶橡胶为代表，在室温下具有弹性和柔软性，是名符其实的橡胶；后者以马来橡胶为代表，在室温下呈硬固状态，在50℃方能软化成为类似橡胶的弹性体，是一种天然硬橡胶。产生上述差异的原因是反式-1，4结构橡胶的等同周期小（0.48nm）,两个取代基相距较近，分子结构紧密而不易内旋转，以致弹性较差。顺式-1，4结构橡胶的等同周期较大（0.816nm），因而弹性较好。天然橡胶无一定的熔点，加热后慢慢地软化，到140℃时熔融，至200℃大左右开始分解；270℃则剧烈分解；常温下稍带塑性，温度降低则逐渐变硬，至0℃时，弹性大大

3、地减少，-70℃时变成脆性物质。受冷冻的生胶加热到常温。可恢复原状。 天然橡胶是非极性物质，易溶于汽油、苯、二硫化碳及卤代烃溶剂中，不溶于乙醇、丙酮、乙酸乙酯等极性溶剂。 天然橡胶因结构中含有不饱和双键，所以容易进行加成、取代、氧化、交联等化学反应。 天然橡胶的弹性卓越，弹性伸长率可达1000%；它具有较高的机械强度，且因其系结晶性橡胶，故自补性良好；天然橡胶的耐屈挠性、透气性、电性能都很良好。这些性能都是合成橡胶所不能及的。因此，天然橡胶至今仍是最主要有一种橡胶。二：合成橡胶 合成橡胶的种类很多，按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。用以代替天然橡胶

4、来制造轮胎及基它常用橡胶制品者，称为通用合成橡胶；具有耐寒耐热、耐臭氧、耐油等特殊性能，用来制造特定条件下使用的橡胶制品者，称为特种合成橡胶。特种橡胶随着综合性能的改进、成本的降低、以及逐步推广应用，也有可能作为通用全盛橡胶来使用。例如丁基胶起初以气密性及耐用老化性见长而被列为特种橡胶，但目前已推广使用到轮胎的内胎及许多制品方面，所以亦属于通用橡胶。常用的通用合成橡胶有：丁苯、顺丁、氯丁、丁基、聚异戊二烯、乙丙、丁腈等。特种橡胶则包括三元乙丙、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氨基甲酸酯以及硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇胶、聚硫橡胶等。 上述各种橡胶若按结构特点又

5、可区分产饱和胶和不饱和胶；极性胶和非极性胶。例如乙丙胶为饱和的非极性胶，丁腈胶为不饱和的极性胶，顺丁胶为不饱和的非极性胶。 合成胶的性能与其结构因素有关，这些结构因素主要是橡胶大分子链的组成、链的规整性、立体构型、分子量和分子量分布等。 由于重复单元结合方式的不同，在空间构型上会形成顺式和反式结构，有时还能形成支链。顺式和反式结构的比例会影响橡胶的性能和加工性质，例如聚丁二烯橡胶大分子中单体有三种结合方式： 聚丁二烯中顺式结构成分愈多时，物理机械性能愈好，某些性能还超过天然胶。降低顺式含量，其低温性能虽能改善，但加工工艺性能、机械强度、耐磨性、弹性和伸长率等变坏

6、。反式结构成分愈多，结晶倾向愈大，并出现塑料的性质。 以不同的单体与丁二烯共聚时，由于大分子排列方式和次序的不同。除能形成顺式和反式结合外，还能形成无规或嵌段共聚物，例如丁二烯与苯乙烯于不同的条件下能制得无规或嵌段丁苯橡胶。丁苯橡胶的化学结构式可表示为： 丁苯橡胶根据聚合方法的不同，可分为乳液聚合丁苯和溶液聚合丁苯两种。 乳液聚合丁苯按聚合温度的不同分两种；在5℃聚合的叫低温丁苯；在50℃聚合的称高温丁苯。前者性能较好，产量较大，应用也较广。 溶液聚合丁苯按结构可分为三种：无规型、部分嵌段型和嵌段型。无规丁苯胶分子量分布较窄，适于填充大量炭黑和油，硫化胶有良好的

7、弹性和耐低温性，永久变形小；部分嵌段的丁苯胶也有较好的低温性能，但强度较低，永久变形大，具有热塑性，需在稍高温度下混炼，加工性能好；S-B-S，嵌段的丁苯胶是一种热塑性弹性体，有较高的抗张强度，较大的伸长率，较好的低温性能和耐磨性，但耐热和耐溶剂性较差。嵌段共聚物中的聚苯乙烯能形成物理交联点，在90~100℃以上时聚苯乙烯呈现塑性，以致橡胶显示塑料和性质；温度降低有内聚能很大的聚苯乙烯能重新形成物理交联点，共聚手又显示典型的橡胶弹性。 以苯乙烯-廿二烯嵌段共聚物为例，热塑性橡胶的结构如图8-1所示，要获得良好的弹性和加工性能，形成嵌段的聚苯乙烯和聚丁二烯应有适当

8、的分子量，塑料和橡胶成分