橡胶加工原理和工艺教案资料.ppt

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1、橡胶加工原理和工艺天然橡胶在结构上分为顺式和反式两种。以三叶橡胶为代表，在室温下具有弹性和柔软性，是名副其实的弹性橡胶，顺式—1，4结构橡胶的等同周期较大(8．16A)，因而弹性较好。以马来胶为代表，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。反式—1，4结构橡胶的等同周期小(4．8A)，两个取代基相距较近，分子结构较紧密而不易内旋转，以致弹性较差。天然橡胶无一定熔点，加热后慢慢地软化到140℃时融熔，至200℃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，弹性大大地减小，—70℃时变成脆性物质。受冷陈的生胶加热到常

2、温，可恢复原状。天然橡胶是非极性物底易溶于汽油、苯、二硫化碳及卤代烃等溶剂中，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％；它还具有较高的机械强良且因其系结晶性橡胶，故自补强性能良好，天然橡胶的耐屈挠性、透气性、电性能都很好。这些性能都是合成橡胶所不及。因此，天然橡胶至今仍是最主要的一种橡胶。二.合成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。用以代替天然橡胶来制造轮胎及其它常用橡胶制品备称为通用合成橡胶；具有耐寒、耐热、耐臭氧、耐油等特殊性

3、能，用来制造特定条件下使用的橡胶制品，称为特种合成橡胶。特种橡胶随着其综合性能的改进、成本的降低、以及逐步推广应用，也有可能作为通用合成橡胶来使用。例如丁基胶起初以气密性及耐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其它许多制品方面所以亦属于通用橡胶。常用的通用合成橡胶备丁苯、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、氯璜化聚乙烯、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。一般地讲，合成胶由于分子链组成和不饱和性，链的规整性和立体构型，分子量和分子量分布以及橡胶的极性等与天然胶不同，均具有某些特性，在一些

4、性能上优于天然胶，但综合性能仍不及天然橡胶，所以技术上也将多种合成胶并用或将合成胶与天然胶并用以改善某些性能。2.配合剂一.硫化剂硫化剂是一类使橡胶由线型长链分子转变为网状大分子的物质，这种转变过程称为硫化。可作为硫化剂的物质有硫磺、一氯化硫、硒、碲及其氯化物、硝基化合物、重氮化合物、有机过氧化物以及某些金属(锌、铅、锡、镁)的氯化物等。但使用最普便的是硫磺．只有硅橡胶等饱和胶采用有机过氧化物为硫化剂，氯丁胶采用氧化锌为硫化剂。橡胶工业中一般都采用硫磺粉，它是将硫磺块粉碎筛选得到的，粒子较粗，纯度较低，粉末呈淡黄，无臭，比重1．96—2．07；焰点114—118℃，为斜方形结晶。硫

5、黄的用量在软质胶料中为1—4份(即100重量份的生胶用硫黄1—4份，以下同)。半硬质胶料中用10份左右，在硬质胶料中用30一50份。为了获得高质量的硫化应，硫黄等物质在胶料中的均匀分布是非常必要的。因此硫黄在生胶中的溶解、扩散和结晶作用，对于正确制定混炼工艺十分必要。硫磺能溶于橡胶中。其溶解度因橡胶类型而不同，但都随温度增加而增大。在天然橡胶中，若配合硫黄4份，当温度超过68℃以上时，硫黄完全溶解成稳定的溶液；当胶料冷却到35—68℃之间时，则一部分硫黄处于亚稳定状态。当胶料表面粘上灰尘或手抚摸时，处于亚稳定状态的硫黄便在胶料表面呈细微结晶而析出，这种现象叫喷硫。喷硫现象破坏了硫黄

6、在胶料中分散的均匀性，以致使硫化胶的质量降低同时也会降低胶料表面的粘着能力，给生产造成困难。混炼不均匀、混炼温度过高、配方中硫磺用量过多、以及停放时问过长等都是产生喷硫现象的原因。为了减少和避免喷硫现象，应尽可能采用低温短时间混炼，使硫黄在胶科中均匀分散。此外，在配方中加入再生胶、瓦斯炭黑、软化剂等都能增加硫黄溶解度，加入吸附硫磺的配合剂也可抑制胶料的喷硫现象。二.硫化促进剂硫化促进剂可促进橡胶的硫化作用，降低硫化所需温度，缩短硫化时间，并改善硫化胶的物理机械性能。硫化促进剂的种类很多。无机类硫化促进剂(如氧化铅，氧化镁等）硫化效果较差，已被淘汰。目前主要使用有机类硫化促进剂，例如

7、：对硫化剂的基本要求有四点：(1)有较高的活性硫化促进剂的活性是指缩短橡胶达到正硫化所需时间的能力。(2)硫化平坦线长正硫化之前及其后，硫化胶性能均不理想。促进剂的类型对正硫化阶段的长短很有影响，以硫化曲线表示(称硫化平坦线)。显然，硫化乎坦线较长者为好。(3)硫化的临界温度较高临界温度是指硫化促进剂对硫化过程发生促进作用的温度。为了防止胶科早期硫化通常要求促进剂的临界温度不应过低。(4)对橡胶老化性能及物理机械性能不产生恶化作用三.防老剂橡胶的分子结构极易受氧及臭氧