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1、橡胶制品基本知识 （讲座） 1. 什么是橡胶？ 橡胶是具有高弹性的高分子聚合物。经受外部应力 （拉伸、压缩、剪切）时，可产生大应变，除去 外力时，可迅速回复（接近）原状。 生胶（未硫化胶） 橡胶 硫化胶（交联橡胶） 生胶是线性大分子，只有通过硫化（交联），线性大分子 形成3维网状结构，成为硫化胶，才具有高弹性、抗形变 和各种特性（如耐热、耐油、耐候、耐磨.)。除特殊制 品外，橡胶制品都是硫化胶。 2.主要橡胶品种和特性 2.1 品种 天然橡胶（NR) (注：红色带号的橡胶，洗衣机和其他家电使用较 合成橡胶 有可能使用 的胶种） 异戊橡胶（合成天然橡胶，IR) 丁苯橡胶 （SBR) 顺丁橡胶 （
2、BR) 丁腈橡胶 （NBR）、氢化丁腈橡胶（HNBR）、丁腈橡胶/聚氯 乙烯共混胶（NBR/PVC) 氯丁橡胶（CR) 丁基橡胶 （IIR)、氯化丁基橡胶（CIIR)、溴化丁基橡胶(BIIR) 乙丙橡胶（二元乙丙橡胶 EPM、三元乙丙橡胶EPDM ) 氯醚橡胶（均聚氯醚橡胶CO、二元氯醚橡胶ECO、三元氯醚 橡胶GECO) 丙烯酸橡胶（ACM)、乙烯/丙烯酸酯橡胶(VAMAC) 硅橡胶（MVQ，有的图纸写作 Si 不规范） 氟橡胶 （FKM) 氟硅橡胶（MFVQ) 聚氨酯橡胶（PU) 氯化聚乙烯橡胶（CM) 氯磺化聚乙烯橡胶（CSM） 聚硫橡胶（T) 乙烯/醋酸乙烯橡胶（EVM) 通常生橡胶为
3、固态（胶包、胶片、胶块、胶粒或松散絮状） ，有些品种有 胶乳（如天然胶乳、羧基丁苯胶乳、丁腈 胶乳) 液体橡胶（如丁腈胶乳 ) 热塑性弹性体 （TPE、TPR） 合成型热塑性弹性体 苯乙烯系热塑性弹性体（SBS、SEBS、SEPS、SIS) 聚酯系热塑性弹性体（TPEE) 热塑性聚氨酯弹性体（TPU、PUR) 橡塑共混型热塑性弹性体 部分动态硫化热塑性弹性体（TPO) 全动态硫化热塑性弹性体（TPV) 热塑性乙丙橡胶 （EPDM / PP TPV) 其他许多种TPV（略） 再生胶 、 胶粉 2.2 特性 （已复印编写的各种橡胶性能一览表发给大家，供工 作中参考，下面对有关品种简介） 天然橡胶
4、橡胶树 割胶 胶乳 凝固加工胶片 优点：强度高、弹性好、 耐磨、耐疲劳、耐寒、工艺 性能好 缺点：耐热不高、不耐 油、耐老化（臭氧、热、 氧、天候）差 应用：最广泛。轮胎、 胶管胶带、胶鞋、减震 合成橡胶 合成橡胶品种很多，原料复杂， 工艺流程长 原料：石油 大多数合成橡胶 电石 氯丁橡胶 氟石氟橡胶；萤石硅橡胶； 粮食酒精丁苯橡胶（50年代） 单体：1种均聚胶；2种二元胶；3种三元胶 催化剂：各公司有差别，属技术秘密 聚合方式：乳液聚合（多）、溶液聚合（多）、悬浮聚合 、 气相聚合、固相聚合、化学反应 生胶形态：胶包（最多）、片状、块状、粒状、粉末状、 粘稠状（“液体橡胶） 乙丙橡胶 品种
5、乙烯 丙烯 第3单体 ENB DCPD VNB HD 二元乙丙橡胶（EPM) 三元乙丙橡胶（EPDM) 或 或 或 ENB亚乙基降氷片烯；DCPD双环戊二烯；VNB乙烯基降氷 片烯；HD1，6-己二烯。ENB型EPDM占乙丙橡胶绝大多数。VNB 型EPDM是最新的品种（2009推出）。HD型EPDM(杜邦）已停产。 目前，全世界乙丙橡胶大约有400多种商品牌号。还有一些充油乙丙 橡胶（充油量10100份），供低硬度制品选用。 特性 耐热（150)、耐寒（ 硫化- 50）、耐候和耐臭氧极好可长期在 户外使用、电性能优、耐酸碱、耐水、耐高温蒸汽 缺点：不耐矿物油和溶剂、粘合差（自粘、与其他材料粘）
6、、硫化 困难、易喷霜（喷白）、耐磨和变形性稍逊 应用 电线电缆、屋面防水卷材、汽车密封条、家用电器 丁腈橡胶 品种 丁二烯与丙烯腈的共聚物， 丙烯腈 强度 耐油 耐寒 耐热 耐磨 导电 根据丙烯腈含量和门尼粘度 不同，形成许多商品牌号。 丁腈橡胶俗称“耐油橡胶”，并不完全正确。它对矿物油有很好的 抗耐性，但对一些油品并不耐或较差。 特性 优良的耐矿物油性能。 视丙烯腈含量、增塑剂品种、硫化体系等不同，有不同的耐热（ +100、甚至+120）耐寒性能（- 20- 40、甚至-60）。 导电性好。与金属粘合好。缺点：耐候、耐臭氧很差 应用 密封件（油封、O形圈、皮碗等等）、液压胶管、耐油胶管、印刷
7、胶辊 及许多工业和民用耐油配件。 氢化丁腈橡胶, 价昂（380元/kg) ; NBR/PVC 硅橡胶 品种 高温硫化硅橡胶（固体硅橡胶） 乙烯基硅橡胶(大多数使用品种） 氟硅橡胶、苯基硅橡胶 室温硫化硅橡胶 液体硅橡胶 硅凝胶 特性 耐高温（一般200、特殊250300）、耐低温（-60以下）、电性能和 耐候耐臭氧极好、生理惰性 缺点：不耐油、强度低、易撕裂、不耐磨、需二段硫化、难粘合 应用 高温硫化丁腈橡胶应用广泛：电线电缆、电器配件、胶辊、密封件、医用 制品 室温硫化硅橡胶：幕墙和门窗密封胶（硅酮胶）、粘合剂、制模胶. 液体硅橡胶：接触食品的制品（如蛋糕模）、生活用品（如奶嘴）、医用 制品
8、 氟硅橡胶耐油的硅橡胶，价昂，苯基硅橡胶耐高温低温。耐辐射，价昂 还有许许多多橡胶，限于时间略去，欢迎垂询！ 热塑性弹性体 生产制品时，常温是弹性体（橡胶），高温下熔融流动、可以用热塑 性塑料加工设备加工（注塑、挤出、吹塑等），冷却后又回复橡胶弹 性。边角料可重复利用。 SBS大量用于鞋类和沥青改性。不耐热、不耐油、不耐磨，基本 上不用于电器。 SEBS加氢SBS，克服了SBS的许多缺点，应用于电线电缆、电 器、医疗用品 热塑性乙丙橡胶（EPDM / PP TPV)耐热、油、寒良好，电性能 和耐候优用于电线电缆、汽车密封条和波纹防尘罩、电器 S S Sn S 橡胶大分子 硫化橡胶 SBS 热塑
9、性乙丙橡胶 （化学交联） （物理交联） （全动态硫化） 3. 配方设计和试验 橡胶配方设计是经验科学，象中医开处方。很辛苦、很困难。 理论基础 + 前人经验 + 本人经验 + 动手操作 + 测试水平 +判断能力 橡胶配方比中药配方更复杂，其中起什么化学反应和物理作用？不明 。 用户（主机厂）与生产厂（橡胶厂）配合 + 沟通+合作+理解，是成功 的基础。 橡胶配方并不神秘，配方保密是利益的需要 不要迷信专家、外国人。专家解决不了的问题，工人、助工也能解决 。 配方设计 配方试验 配方 结构设计 混炼胶 模具加工 硫化制品 国内一些老橡胶工作者，出版了专著，供配方设计参考： 杨清芝（石化社） 张殿
10、荣 （化工社） 纪奎江（化工社） 谢忠麟 （化工 社） 混炼胶 硫化体系防老体系 补强 / 填充体系 其他助剂 炭黑 白炭黑 碳酸钙 陶土 滑石粉 软化体系 软 化 剂 硫 化 剂 促 进 剂 防 老 剂 抗 氧 剂 UV 稳 定 剂 活 性 剂 软 化 剂 橡胶胶料 配方组成 增 粘 剂 阻 燃 剂 导 电 剂 等等 加 工 助 剂 抗 静 电 剂 以滚筒洗衣机门封为例，对配方设计进行说明。 该产品安装在洗衣机视窗上，为浅色密封圈，硬度很低（ 邵尔A型硬度要求耐酸3038度），耐酸性和碱性洗涤液 ，耐热，颜色均匀且耐紫外线变色，耐水，有较好的耐磨 、屈挠和耐久性 视窗 门封 原材料选择 生胶
11、 根据各种橡胶的特性，选用三元乙丙橡胶是合理的。 低硬度胶料必须加入大量的软化剂（油），无法炼胶操作。需要使用充 油乙丙橡胶。国产胶充油量少、质量不稳定，不予采用。国外胶有多家生产 ，其中DSM公司有充油量100份的 Keltan509x100，适用。 但是，509x100充黄色石蜡油，不环保（多环芳烃PAHs).耐紫外线变 色性差。改用新充油胶充100份无色石蜡油的Keltan 4551A，物理性能基 本不变，无PAHs、耐紫外线变色性大大改善。 黄色充油EPDM 509x100 白色充油EPDM 4551A 硫化体系 EPDM可以用硫黄或过氧化物硫化体系，考虑到4551A的第三单体 含量高
12、，采用硫黄硫化体系。 为了硫化速度快（生产效率）、产品不喷霜（保证质量），采用几 种 超速/中速促进剂并用。 常规的活性剂氧化锌/硬脂酸并用。 防老体系 几种非污染性防老剂并用。 补强填充体系 乙丙橡胶是非自补强性橡胶，强度很低。必须添加补强剂才有使用 价值。 炭黑是乙丙橡胶最好的补强剂，但浅色照片不能用。 浅色橡胶补强剂首选白炭黑（二氧化硅）。白炭黑用量，优点： 强度耐磨抗撕，耐酸性缺点：耐碱硫化速度加工困难 变形 制品起泡（白炭黑水分指标7%，而且易吸潮） 为调节耐酸碱性、硬度、强度、弹性,在白炭黑基础上并用其他 填充剂 矽丽粉（德国）、纳米硫酸钡、煅烧陶土。 碳酸钙价格低廉，不耐酸，不能
13、选用。 软化体系 乙丙橡胶首选石蜡油。虽然充油乙丙橡胶4551A中含有50%重量的油 ，但为了达到30-40度胶料硬度，还要再补充添加石蜡油。 美国和国产克拉玛依高压加氢石蜡油，符合门封胶料物性和加工的要 求，而且环保符合欧盟法规。 其他助剂 包括着色剂、加工助剂、酸碱度调节剂、脱模剂等都要认真选用 原材料选用必须符合环保法规 例如REACH、RoHS、TRGS、ZEK 01涉及 Pb、Cd、Hg、Cr (VI) 、PBB、PBDE（十溴二苯 醚) 、 短链氯化石蜡、邻苯二甲酸酯增塑剂(二丁酯 、二辛酯)、含致癌N-亚硝胺的促进剂（TMTD、 BZ、TRA、NOBS、DTDM)、含致癌芳胺的偶
14、氮 着色剂、多环芳烃（PAHs) REACH的高关注物质（SVHC)：第1批（15种）、第2 批（17种）. 配方试验结果 拉伸性能 两配方均达标，优选配方的拉伸强度明显提高。 优选配方 原配方 技术指标 邵尔A型硬度，度 36 36 3038 拉伸强度，MPa 13.83 8.89 7.0 拉断伸长率，% 753 727 500 环境加速试验 原配方的耐酸碱性和耐热老化性与技术指标有差 距，优选配方全部合格，比原配方有很大改进。 耐碱性（1%白猫牌洗衣粉溶液，60x168h) 优选配方 原配方 技术指标 硬度变化，度 0 -5 10 拉伸强度变化率，% -9.8 -21.6 15 拉断伸长率变化率，% -5.6 -31 30 耐酸性（1%白猫
