丁苯橡胶共混改性.doc

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1、---------------材料科学与工程专业成型加工工艺课程设计题目：丁苯橡胶的增强改性姓名：季赛学号：150412108班级：2012级材料（1）班指导老师：张建耀职称：高级工程师教授起止日期：2015.11.23——2015.12.6 目录1.设计背景31.1改性加工目的41.2乳聚丁苯橡胶51.3溶聚丁苯橡胶61.4粉末丁苯橡胶72.丁苯橡胶增强改性加工工艺原理82.1炭黑增强丁苯橡胶应用82.2炭黑的补强机理83.丁苯橡胶改性原料、助剂及设备介绍93.1原料及助剂91）原料92）炭黑93）硬脂酸1

2、04）氧化锌106）防老剂117)石蜡油118)防焦剂119)促进剂1210)硫化剂123.2主要设备与仪器133.2.1混炼机133.2.2拉伸试验机144.加工工艺及加工流程图144.1配方设计144.2加工方法151）炼前处理152）炭黑-橡胶混炼153）后加工工艺154）强度测量164.2产品性能测试项目、性能及测试标准161）性能指标162）性能参数标准184.3加工流程图185.设计总结181.设计背景丁苯橡胶（SBR)，又称聚苯乙烯丁二烯共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡

3、胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶品种之一。中文名:丁苯橡胶外文名:PolymerizedStyreneButadieneRubber密度:1.04g/mL性状:白色疏松柱状固体1.1改性加工目的炭黑增强丁苯橡胶是以橡胶为基体，以炭黑颗粒为增强相的复合材料。炭黑在橡胶体系中起补强和填充作用，以改善橡胶制品性能。纯丁苯橡胶拉伸强度

4、只有3.5MPa，没有应用价值，加入炭黑补强后，其拉伸强度提高到25MPa左右。按聚合工艺，丁苯橡胶分为乳聚丁苯橡胶（ESBR）和溶聚丁苯橡胶（SSBR）。与溶聚丁苯橡胶工艺相比，乳聚丁苯橡胶工艺在节约成本方面更占优势，全球丁苯橡胶装置约有75%的产能是以乳聚丁苯橡胶工艺为基础的。乳聚丁苯橡胶具有良好的综合性能，工艺成熟，应用广泛，产能、产量和消费量在丁苯橡胶中均占首位。充油丁苯橡胶具有加工性能好、生热低、低温屈挠性好等优点，用于胎面橡胶时具有优异的牵引性能和耐磨性，充油后橡胶可塑性增强，易于混炼，同时可降低成

5、本，提高产量。目前，世界上充油丁苯橡胶约占丁苯橡胶总产量的50-60%。乳聚丁苯橡胶，由丁二烯、苯乙烯为主要单体，配以其他辅助化工原料，在一定工艺条件下，经乳液法聚合首先生成丁苯胶浆，脱除胶浆中未转化的单体后，再经凝聚、干燥等工序而生产出产品胶。溶聚丁苯橡胶，由丁二烯、苯乙烯为主要单体，在烃类溶剂中，采用有机锂化合物作为引发剂，引发阴离子聚合制得的聚合物胶液，加入抗氧剂等助剂后，经凝聚、干燥等工序而生产出产品胶。表1.1丁苯橡胶（结合苯乙烯23.5%）的物理性能性能未硫化胶纯胶硫化胶填充50份炭黑硫化胶密度，k

6、g/m39339801150体积膨胀系数，β=(1/V)(δV/δT)，K-1932.5-933.5940-1000530×10-6玻璃化温度，K660×10-3660×10-6221比热容(cp)，KJ/(kg·K)209-214650-700×10-61.50ΔCρ/αT，KJ/(kg·K)1.89221--导热性，W/(m·K)3.2×10-21.830.300燃烧值，MJ/kg--0.190-0.250--折射率(nρ)-56.5----dnρ/dT，K-11.5345----介电常数(1kHz)1.5

7、34-1.535--2.50体积弹性模量(等温)，GPa-37×10-52.66400-600扯断伸长率，。%2.51.9617-28拉伸强度中，MPa1.89400-600--表1.2SBR与NR强度对比表性能SBRNR生胶格林强度/MPa~0.51.4-2.5纯胶硫化胶拉伸强度/MPa1.4-3.017-25填充50份炭黑硫化胶拉伸强度/MPa17-2825-35填充50份炭黑硫化胶撕裂强度/(KN/m)40-6090-1601.2乳聚丁苯橡胶乳聚丁苯橡胶是合成橡胶中消费量最大的胶种，乳聚丁苯橡胶产品分为通

8、用品种和特殊品种两大类。通用品种有1000、1500、1600、1700、1800和1900共计6个系列，其牌号多达数百种。特殊品种包括液体丁苯橡胶、高苯乙烯丁苯橡胶、丁苯吡橡胶和羧基丁苯橡胶等。SBR－1500是通用污染型软乳聚丁苯橡胶的最典型品种，生胶粘着性和加工性能均优，硫化胶耐磨性能、拉伸强度、撕裂强度和耐老化性能较好。SBR-1500广泛用于以炭黑为补强剂和对颜色要求不高的产