弹性体材料与加工,许博Tel：01068985233；Phone：15210963905,四、本科程的特点,1.专业性强2. 需记忆的东西多： ①各种常用生胶的代号、性能、结构 ②配合剂的品种、分类、性能等 ③各工艺过程的工艺条件3.理论性、实践性强五、常见概念,,1.橡胶,⑴生胶——原料橡胶，即没有经过加工和配合的未交联状态的橡胶分子呈线型结构⑵硫化胶——生胶经过加工和配合已交联的橡胶即交联结构的橡胶按形态分,固态生胶(干胶),胶乳或乳胶,指高聚物的粒子分散在水介质中所形成的具有一定稳定性的胶体分散体系弹性高聚物，是未交联和已交联两种状态的总称六、常见概念,,2.橡胶类似物——指橡胶代用品，可部分代替橡胶来使用如再生胶、硫化胶粉五、生胶和配合剂,配合剂——在生胶中所加入的各种化学药品 类型 功能生胶及橡胶类似物 基本材料（主体）硫化体系（硫化剂促进剂 起硫化作用 活性剂防焦剂）补强填充剂 改善某些性能（提高物机性 能，降低成本） 软化增塑剂 改善加工操作性能防老剂 改善（提高）质量，延长使 用寿命专用配合剂 赋予特殊性能,,,,,,第一章 生 胶,学习要求概 述第一节 天然橡胶第二节 合成橡胶第三节 其它形式橡胶品种第四节 硫化胶粉和再生胶,,第一章 生 胶（学习要求）,学习目的： 生胶和橡胶类似物是橡胶工业最基本的原料。
通过本章的学习，了解各种生胶的化学组成（结构）和品种类型以及其使用特点掌握天然胶和主要通用合成橡胶的特性学习重点： 重点阐明天然橡胶和通用合成胶的化学组成与特性之间的关系 学习难点： 生胶的化学组成与特性之间的关系概 述,一、橡胶的分类,1.按来源与用途分 2.按外观形态分 3.按交联方式 4.按化学结构分类,1.按来源与用途分,天然橡胶 通用合成橡胶 合成橡胶 特种合成橡胶,,,,2.按外观形态分,固体（块状及片状）橡胶—为目前工 业应用的主要品种 液体橡胶 粉末橡胶,,3.按交联方式分,化学交联的传统橡胶 热塑性弹性体,,4.按化学结构分,,,碳链橡胶,杂链橡胶,,不饱和非极性橡胶：NR、SBR、BR、IR,不饱和极性橡胶：NBR、CR,饱和非极性橡胶：EPM、EPDM、IIR,饱和极性橡胶：FPM、CPE、 ACM、 丁吡橡胶、 聚乙烯醇橡胶、 乙烯-丙烯酸甲酯橡胶,MVQ、AU、EU、CO、ECO、T,二、天然橡胶与合成橡胶的比较,注：天然胶与某一种合成胶相比则用途较广，若与整类合成胶相比则用途较窄,,,,第一节 天然橡胶（Natural Rubber）,一、天然橡胶的加工、品种和分级二、天然橡胶的化学成分和分子结构三、天然橡胶的特性及用途,天然橡胶的来源,一、天然橡胶的加工、品种和分级,天然橡胶是从天然植物中采集并经加工而得到的一种高弹性材料。
1、加工,,,,,胶乳处理,凝 固,机械处理,干 燥,产品分级包装,,净化、混合、稀释,,用甲酸或乙酸凝固,,脱水、压绉、造粒,,采用热风穿透干燥法,2、品种,三叶橡胶树产的橡胶： 通用类 特种类 改性类 其他植物产的橡胶： 银菊橡胶 杜仲橡胶,恒粘橡胶,,它是在制胶时加入了占干胶重量0.4%的中性盐酸羟胺或中性硫酸羟胺或氨基脲等羟胺类化学药剂，使之与橡胶链上的醛基作用，将醛基钝化而抑制生胶贮存硬化，保持生胶的粘度在一个稳定的范围 固定粘度橡胶的主要特点是生胶门尼粘度低而且稳定3、分级,,1.按外观质量分级 如烟胶片及绉胶片,2.按理化指标分级理化指标：杂质、塑性保持率、塑性初值、氮含量、灰分含量 挥发分含量、颜色指数等颗粒胶按此法分级,,两种分级方法,二、天然橡胶的化学成分和分子结构,,1.化学成分,橡胶烃：92%~95%,非橡胶物质： 蛋白质（2.0%~3.0%） 丙酮抽出物（1.5%~4.5%） 水分（0.3%~1.0%） 水溶物（＜1.0%） 灰分（0.2%~0.5%）,,三叶橡胶： 杜仲胶、古塔波胶等：,2、分子结构,,三叶橡胶绝大多数分子量在3万~3000万之间，其平均分子量约为70万左右，分子量分布指数在2.8~10之间。
分子量分布一般为双峰3、分子量及其分布,,4、特性 NR的密度为0.913g/cm3，Tg= – 72℃,Tf=130℃，开始分解温度为200℃，激烈分解温度为270℃1）为不饱和性橡胶，化学性质活泼，不耐老化2）为非极性橡胶，不耐烃类溶剂3）结晶性橡胶，有自补强作用4）综合性能好 工艺性能好；物理机械性能好5）耐气透性和电绝缘性良好 5、用途：NR的通用性最广第二节 合成橡胶（Synthetic Rubber）,一、合成橡胶的发展概况、命名及分类,概念,发展概况,命名,合成橡胶是由各种单体经聚合反应或缩合反应而制成的高弹性聚合物趋于按原料单体组成来命名 如由丁二烯聚合的叫丁二烯橡胶；由丁二烯和苯乙烯共聚的则叫丁苯橡胶分类,初期研究→甲基工业化时期→ 1940~1954年间的进展→工业化时期,分类趋于按其性能和用途可分为：①通用合成橡胶：性能与NR 相近，物机 性能和加工性能较好②特种合成橡胶：具有特殊性能,,,,通 用 合 成 橡 胶,凡是性能与天然橡胶相近，物理机械性能和加工性能较好，能广泛用于轮胎和其他一般橡胶制品的，称为通用合成橡胶。
1 丁苯橡胶2 顺丁橡胶3 异戊橡胶4 乙丙橡胶5 丁基橡胶6 氯丁橡胶,特 种 合 成 橡 胶,凡是具有特殊性能，专门用于制作耐热、耐寒、耐化学物质腐蚀、耐溶剂、耐辐射等特种橡胶制品橡胶称为特种合成橡胶1 丁腈橡胶2 硅橡胶 3 氟橡胶4 聚氨酯橡胶5 丙烯酸酯橡胶6 氯磺化聚乙烯,（一）聚异戊二烯橡胶（异戊橡胶，IR）,IR为白色或乳白色半透明弹性体，有“合成天然橡胶”之称1.品种类型及微观结构 根据所用催化剂的不同分为钛型（高顺式）和锂型（中顺式）注：我国采用稀土催化剂体系来合成异戊橡胶，称为稀土胶， 其顺式1，4含量约为94%二、通用合成橡胶,,※异戊橡胶与天然橡胶的结构和性质差别：（1）杂质少，凝胶含量低，质地较纯净；（2）分子量分布较窄，生胶门尼粘度较 低；（3）因IR的微观结构中顺式含量低于NR， 故结构的规整性低于天然橡胶2. 性能（与NR相比）,,硫化速度较慢，硫化胶的拉伸强度、定伸应力、撕裂强度和硬度等均较低，而扯断伸长率较大弹性较好、生热小、 抗龟裂性好耐水性、电绝缘性及耐老化性比NR好,,易于塑炼，流动性优于NR，但对填料的分散性及粘着性比NR差。
3.用途：一切用天然橡胶的场合，几乎都可以用 异戊橡胶代替二、丁 苯 橡 胶 styrene butadiene rubber（ SBR ）,丁苯橡胶是最早工业化的合成橡胶，也是合成橡胶中产量和消耗量最大的胶种1933年德国采用乙炔合成路线首先研制出高温乳液聚合丁苯橡胶；1937年由德国Farben公司首先实现工业化；50年代初，出现了性能优异的低温(5-8℃)丁苯橡胶;目前，丁苯橡胶(包括胶乳)的产量约占整个合成橡胶生产量的55%，低温乳聚丁苯橡胶约占整个丁苯橡胶产量的80%丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯（70：30）的共聚物为浅黄褐色弹性体，按其合成方法通常分为乳液聚合丁苯橡胶（简称乳聚丁苯橡胶，ESBR）和溶液聚合丁苯橡胶（简称溶聚丁苯橡胶，SSBR）,丁苯橡胶的结构,丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的共聚物，其中丁二烯可以顺式－1，4结构，反式－l，4结构和1，2结构存在于分子链中羧基丁苯橡胶是在丁苯橡胶聚合过程中加入少量(1％～3％)的丙烯酸类单体共聚而制成2、品种类型,1000高温丁苯橡胶 1100高温丁苯炭黑母胶 高温乳聚丁苯橡胶 1200高温充油丁苯橡胶 1300高温充油丁苯炭黑母胶 2000高温丁苯胶乳 一般品种 1500低温丁苯橡胶 低温乳聚丁苯橡胶 1600低温丁苯炭黑母胶 1700低温充油丁苯橡胶 1800低温充油丁苯炭黑母胶 乳液聚合 2100低温丁苯胶乳 丁苯橡胶 高苯乙烯丁苯橡胶 特殊品种丁苯橡胶 液体丁苯橡胶 羧基丁苯橡胶 锂系溶聚丁苯橡胶 ：无规共聚丁苯橡胶 嵌段共聚丁苯（热塑性丁苯橡胶） 溶液聚合 醇烯溶聚丁苯橡胶 丁苯橡胶 锡偶联溶聚丁苯橡胶 高反式-1，4-丁苯橡胶,。