橡胶工艺原理课件

《橡胶工艺原理课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《橡胶工艺原理课件（491页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、教材及参考书教材及参考书n1朱敏庄编著朱敏庄编著.橡胶工艺学橡胶工艺学.广州广州:华南理工大学出版社，华南理工大学出版社， 1993n2杨清芝主编杨清芝主编. .现代橡胶工艺学现代橡胶工艺学. .北京：北京：中国石化出版社，中国石化出版社，1999n3 邓本诚主编邓本诚主编 . . 橡胶工艺原理橡胶工艺原理. . 北京：化学工业出版社北京：化学工业出版社 ，1994n4杜军，袁仲雪主编杜军，袁仲雪主编. . 材料配合与混炼加工材料配合与混炼加工. .北京：北京： 化化学工业出版社，学工业出版社，2003n5橡胶工业手册（第一二三分册）橡胶工业手册（第一二三分册）. .北京：北京：化学工业出化学

2、工业出版社，版社，2001n6王贵恒主编王贵恒主编. . 高分子材料成型加工原理高分子材料成型加工原理. .北京：北京：化学化学 工业出版社，工业出版社，1996橡胶工艺原理橡胶工艺原理 绪绪 论论n一、橡胶的发展历史一、橡胶的发展历史n二、橡胶工业的重要性二、橡胶工业的重要性n三、本课程的内容三、本课程的内容n四、本课程的特点四、本课程的特点n五、常见概念五、常见概念n六、橡胶制品的分类六、橡胶制品的分类 n七、生胶和配合剂七、生胶和配合剂n 配方例子配方例子 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 绪绪 论论学习要求学习要求学习目的：学习目的： 通过学习，初步了解本门课程的主要内容，通过学习，初步了解本

3、门课程的主要内容，能正确使用相关术语，并对本门课程产生兴趣。能正确使用相关术语，并对本门课程产生兴趣。 学习重点：学习重点： 橡胶行业中常见的几个概念：橡胶（包括生橡胶行业中常见的几个概念：橡胶（包括生胶和硫化胶）以及橡胶类似物。胶和硫化胶）以及橡胶类似物。 学习难点：学习难点： 生胶和硫化胶概念的区别。生胶和硫化胶概念的区别。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理一、橡胶的发展历史一、橡胶的发展历史1.天然橡胶的发现和利用天然橡胶的发现和利用（1）考古发现人类在考古发现人类在11世纪就开始使用橡胶。世纪就开始使用橡胶。（2）14931496年哥伦布发现美洲大陆时看到当地民玩年哥伦布发现美洲大陆时看到当地

4、民玩耍橡胶球并将其带回欧洲，欧洲人开始认识天然橡胶。耍橡胶球并将其带回欧洲，欧洲人开始认识天然橡胶。（3） 1735年，法国科学家年，法国科学家 Condamine等将当地居民所等将当地居民所制橡胶制品带回欧洲，引起进一步研究和利用橡胶的兴制橡胶制品带回欧洲，引起进一步研究和利用橡胶的兴趣。趣。（4）1823年在英国建立第一个橡胶工厂，将橡胶溶于苯年在英国建立第一个橡胶工厂，将橡胶溶于苯中制成防水布生产雨衣。此为橡胶工业的开始。中制成防水布生产雨衣。此为橡胶工业的开始。（5）1826年年Hancock发现了用机械使橡胶获得塑性的方发现了用机械使橡胶获得塑性的方法，这一发现奠定了现代橡胶加工方法

5、的基础。法，这一发现奠定了现代橡胶加工方法的基础。橡胶工艺原理橡胶工艺原理（6 6）18301830年至年至18761876年英国人把橡胶树种和幼苗从伦敦皇年英国人把橡胶树种和幼苗从伦敦皇家植物园移植到印尼、新加坡、马来西亚等地，完成家植物园移植到印尼、新加坡、马来西亚等地，完成了野生了野生天然橡胶天然橡胶变成人工栽培种植的艰难工作。变成人工栽培种植的艰难工作。（7 7）18391839年，年，C CGoodyearGoodyear发明橡胶硫化法：将橡胶和发明橡胶硫化法：将橡胶和硫磺共热，特别是在铅化合物存在下与硫磺共热之后，硫磺共热，特别是在铅化合物存在下与硫磺共热之后，橡胶就会变成坚实而富

6、有弹性的物质，不再因温度的橡胶就会变成坚实而富有弹性的物质，不再因温度的改变而变硬发粘。改变而变硬发粘。（8 8） 18881888年英国医生年英国医生DunlopDunlop发明了充气轮胎。发明了充气轮胎。（9 9） 19041904年发现某些金属氧化物有促进硫化作用，但年发现某些金属氧化物有促进硫化作用，但效果不十分明显。效果不十分明显。19061906年发现苯胺有促进硫化作用，年发现苯胺有促进硫化作用，直到直到19191919年才开始大量应用噻唑类促进剂。年才开始大量应用噻唑类促进剂。（1010） 19201920年炭黑作为橡胶的补强剂大量使用。年炭黑作为橡胶的补强剂大量使用。橡胶工艺原

7、理橡胶工艺原理2.合成橡胶的工业化和发展合成橡胶的工业化和发展（1）合成橡胶的历史一般认为从合成橡胶的历史一般认为从1879年布却特发现异年布却特发现异戊二烯聚合试验开始，直到戊二烯聚合试验开始，直到1900年人们了解了天然橡年人们了解了天然橡胶分子结构后，合成橡胶才真正成为可能。胶分子结构后，合成橡胶才真正成为可能。（2）在高分子链状结构学说和橡胶弹性分子动力学理论在高分子链状结构学说和橡胶弹性分子动力学理论指导下，指导下， 19141918年第一次世界大战期间德国生年第一次世界大战期间德国生产了甲基橡胶，开了合成橡胶生产的新纪元。产了甲基橡胶，开了合成橡胶生产的新纪元。（3） 1932年，

8、前苏联大规模生产丁钠橡胶后相继生产年，前苏联大规模生产丁钠橡胶后相继生产的合成胶有氯丁、丁苯及丁腈橡胶。的合成胶有氯丁、丁苯及丁腈橡胶。（4）50年代，年代，Zeigler-Natta发现定向聚合法，导致了合发现定向聚合法，导致了合成橡胶工业的新飞跃。成橡胶工业的新飞跃。（5）19651973年出现热塑性弹性体，这是第三代橡胶。年出现热塑性弹性体，这是第三代橡胶。橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.我国橡胶发展简况我国橡胶发展简况（1）我国从我国从1904年开始种植天然橡胶，并于年开始种植天然橡胶，并于20世纪世纪50年代初将橡胶树北移试种成功。在北纬年代初将橡胶树北移试种成功。在北纬1824的广的广

9、西、云南等地大面积种植橡胶树。西、云南等地大面积种植橡胶树。（2）1917年在广州建立了第一个规模甚小的胶鞋工厂。年在广州建立了第一个规模甚小的胶鞋工厂。随后，在上海、天津、青岛等地相继营建了一些橡胶随后，在上海、天津、青岛等地相继营建了一些橡胶厂，早期以生产胶鞋为主。厂，早期以生产胶鞋为主。（3）新中国成立后，橡胶工业已建成为具有强大物质基新中国成立后，橡胶工业已建成为具有强大物质基础的完整工业体系。础的完整工业体系。橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、橡胶工业的重要性二、橡胶工业的重要性1.橡胶是重要的工业材料，同时又是重要的战略橡胶是重要的工业材料，同时又是重要的战略物资，应用广泛。物资，应用广

10、泛。2.目前世界橡胶制品的品种和规格的总数约有目前世界橡胶制品的品种和规格的总数约有10万之多。万之多。橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、本科程的内容三、本科程的内容以以生生胶胶为为原原料料制制造造橡橡胶胶制制品品1.橡胶工艺生产所用的橡胶工艺生产所用的原材料原材料包括包括生胶及橡胶类似物生胶及橡胶类似物、硫化硫化体系配合剂体系配合剂、补强填充剂补强填充剂、软、软化增塑剂化增塑剂、防老剂防老剂等原材料等原材料2.原材料的配方原材料的配方3.橡胶加工工艺的过程橡胶加工工艺的过程包括包括塑炼、混炼、压延挤出、成型塑炼、混炼、压延挤出、成型、硫化硫化等工艺等工艺橡胶工艺原理橡胶工艺原理 四、本科程的特点四

11、、本科程的特点1. .专业性强专业性强2. . 需记忆的东西多：需记忆的东西多： 各种常用生胶的代号、性能、结构。各种常用生胶的代号、性能、结构。 配合剂的品种、分类、性能等。配合剂的品种、分类、性能等。 各工艺过程的工艺条件。各工艺过程的工艺条件。3. .理论性、实践性强。理论性、实践性强。橡胶工艺原理橡胶工艺原理五、常见概念五、常见概念1.橡胶橡胶生胶生胶原料橡胶，即没有原料橡胶，即没有经过加工和配合的未交联经过加工和配合的未交联状态的橡胶状态的橡胶。分子呈分子呈线型结构。线型结构。硫化胶硫化胶生胶经过加工和配合生胶经过加工和配合已交联的橡胶。即交联结构已交联的橡胶。即交联结构的橡胶的橡胶

12、。按按形形态态分分固态生胶固态生胶(干胶干胶)胶乳或胶乳或乳胶乳胶 指高聚物的粒子分散在指高聚物的粒子分散在水介质中所形成的具有一定水介质中所形成的具有一定稳定性的胶体分散体系。稳定性的胶体分散体系。弹性高聚物，是未交弹性高聚物，是未交联和已交联两种状态联和已交联两种状态的总称。的总称。橡胶工艺原理橡胶工艺原理六、常见概念六、常见概念2.橡胶类似物橡胶类似物指橡胶代用品，可部分代替指橡胶代用品，可部分代替橡胶来使用。如再生胶、硫化胶粉。橡胶来使用。如再生胶、硫化胶粉。橡胶工艺原理橡胶工艺原理七、橡胶制品的分类七、橡胶制品的分类分类分类鞋类鞋类各类轮胎各类轮胎胶管胶管胶带类胶带类工业制品工业制品

13、（杂制品）（杂制品）橡胶工艺原理橡胶工艺原理鞋类鞋类橡胶工艺原理橡胶工艺原理工业杂制品工业杂制品橡胶工艺原理橡胶工艺原理五、生胶和配合剂五、生胶和配合剂n配合剂配合剂在生胶中所加入的各种化学药品在生胶中所加入的各种化学药品。 类型类型 功能功能n生胶及橡胶类似物生胶及橡胶类似物 基本材料（主体）基本材料（主体）n硫化体系（硫化剂促进剂硫化体系（硫化剂促进剂 起硫化作用起硫化作用 活性剂防焦剂）活性剂防焦剂）n补强填充剂补强填充剂 改善某些性能（提高物机性改善某些性能（提高物机性 能，降低成本）能，降低成本） n软化增塑剂软化增塑剂 改善加工操作性能改善加工操作性能n防老剂防老剂 改善（提高）质

14、量，延长使改善（提高）质量，延长使 用寿命用寿命n专用配合剂专用配合剂 赋予特殊性能赋予特殊性能橡胶工艺原理橡胶工艺原理 配方例子：微孔凉拖鞋配方配方例子：微孔凉拖鞋配方 NR 100 防防D 1 S 3.5 石蜡石蜡 7 促促M 1.1 凡士林凡士林 5 促促DM 1.1 陶土陶土 0.78 ZnO 5 MgCO3 60 硬脂酸硬脂酸 7 发泡剂发泡剂H 6.5 矿油矿油 1.5 钛青蓝钛青蓝 3.5橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第一章第一章 生生 胶胶学习要求学习要求概概 述述第一节第一节 天然橡胶天然橡胶第二节第二节 合成橡胶合成橡胶第三节第三节 其它形式橡胶品种其它形式橡胶品种第四节第四节

15、 硫化胶粉和再生胶硫化胶粉和再生胶橡胶工艺原理橡胶工艺原理第一章第一章 生生 胶胶（学习要求）（学习要求）n学习目的：学习目的： 生胶和橡胶类似物是橡胶工业最基本的原料。通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。成橡胶的特性。n学习重点：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。性之间的关系。 n学习难点：学习难点： 生胶的化学组

16、成与特性之间的关系。生胶的化学组成与特性之间的关系。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 概概 述述 一、橡胶的分类一、橡胶的分类 1.按来源与用途分按来源与用途分 2.按外观形态分按外观形态分 3.按交联方式按交联方式 4.按化学结构分类按化学结构分类橡胶工艺原理橡胶工艺原理 1.按来源与用途分按来源与用途分 天然橡胶天然橡胶 通用合成橡胶通用合成橡胶 合成橡胶合成橡胶 特种合成橡胶特种合成橡胶橡胶工艺原理橡胶工艺原理 2.按外观形态分按外观形态分 固体（块状及片状）橡胶固体（块状及片状）橡胶为目前工为目前工 业应用的主要品种业应用的主要品种 液体橡胶液体橡胶 粉末橡胶粉末橡胶橡胶工艺原理橡胶工艺原理3

17、.按交联方式分按交联方式分 化学交联的传统橡胶化学交联的传统橡胶 热塑性弹性体热塑性弹性体橡胶工艺原理橡胶工艺原理4.按化学结构分按化学结构分碳链橡胶碳链橡胶杂链橡胶杂链橡胶不饱和非极性橡胶：不饱和非极性橡胶：NR、SBR、BR、IR不饱和极性橡胶：不饱和极性橡胶：NBR、CR饱和非极性橡胶：饱和非极性橡胶：EPM、EPDM、IIR饱和极性橡胶：饱和极性橡胶：FPM、CPE、 ACM、 丁吡橡胶、丁吡橡胶、 聚乙烯醇橡胶、聚乙烯醇橡胶、 乙烯乙烯-丙烯酸甲酯橡胶丙烯酸甲酯橡胶MVQ、AU、EU、CO、ECO、T橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、天然橡胶与合成橡胶的比较二、天然橡胶与合成橡胶的比较生胶

18、类型生胶类型品种品种产量产量 性能性能用途宽广用途宽广天然橡胶天然橡胶较少较少较低较低综合性能好综合性能好 较窄较窄合成橡胶合成橡胶较多较多较高较高特种性能好特种性能好 较广较广注：天然胶与某一种合成胶相比则用途较广，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若与整类合成胶相比则用途较窄橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第一节第一节 天然橡胶天然橡胶（Natural Rubber）n一、天然橡胶的加工、品种和分级一、天然橡胶的加工、品种和分级n二、天然橡胶的化学成分和分子结构二、天然橡胶的化学成分和分子结构n三、天然橡胶的特性及用途三、天然橡胶的特性及用途橡胶工艺原理橡胶工艺

19、原理一、天然橡胶的加工、品种和分级一、天然橡胶的加工、品种和分级n天然橡胶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是从天然植物中采集并经加工而得到的一种高弹性材料。性材料。n1、加工、加工胶乳处胶乳处理理凝凝 固固机械处机械处理理干干 燥燥产品分级产品分级包装包装净化、混合、净化、混合、稀稀释释用甲酸或乙用甲酸或乙酸凝固酸凝固脱水、压绉、脱水、压绉、造粒造粒采用热风穿透干燥采用热风穿透干燥法法橡胶工艺原理橡胶工艺原理2、品种、品种n 三叶橡胶树产的橡胶：三叶橡胶树产的橡胶： 通用类通用类 特种类特种类 改性类改性类n 其他植物产的橡胶：其他植物产的橡胶： 银菊橡胶银菊橡胶 杜仲橡胶杜

20、仲橡胶 橡胶工艺原理橡胶工艺原理恒粘橡胶恒粘橡胶 它是在制胶时加入了占干胶重它是在制胶时加入了占干胶重量量0.4%0.4%的中性盐酸羟胺或中性硫酸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，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。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固定粘度橡胶的主要特点是生胶门尼粘度低而且稳定。胶门尼粘度低而且稳定。橡胶工艺原理橡胶工艺原理3、分级、分级 1. .按外观质量分级按外观质量分级 如烟胶片及绉胶片如

21、烟胶片及绉胶片2. .按理化指标分级按理化指标分级理化指标：理化指标：杂质、塑性保持率、塑性初杂质、塑性保持率、塑性初值、氮含量、灰分含量值、氮含量、灰分含量 挥挥发分含量、颜色指数等。发分含量、颜色指数等。颗粒胶按此法分级颗粒胶按此法分级两种分级方法两种分级方法橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、天然橡胶的化学成分和分子结构二、天然橡胶的化学成分和分子结构1.化学成分化学成分橡胶烃：橡胶烃：92%95%非橡胶物质：非橡胶物质： 蛋白质（蛋白质（2.0%3.0%） 丙酮抽出物（丙酮抽出物（1.5%4.5%） 水分（水分（0.3%1.0%） 水溶物（水溶物（1.0%） 灰分（灰分（0.2%0.5%）橡胶

22、工艺原理橡胶工艺原理 三叶橡胶：三叶橡胶： 杜仲胶、古塔波胶等：杜仲胶、古塔波胶等：2、分子结构、分子结构橡胶工艺原理橡胶工艺原理n 三叶橡胶绝大多数三叶橡胶绝大多数分子量在分子量在3万万3000万之间，其平均分子万之间，其平均分子量约为量约为70万左右，万左右，分子量分布指数在分子量分布指数在2.810之间。分子之间。分子量分布一般为双峰。量分布一般为双峰。3、分子量及其分布、分子量及其分布橡胶工艺原理橡胶工艺原理n4、特性、特性 NR的密度为的密度为0.913g/cm3，Tg= 72,Tf=130，开始分解温度为开始分解温度为200，激烈分解温度为，激烈分解温度为270。（1）为不饱和性橡

23、胶，化学性质活泼，不耐老化。）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。）为非极性橡胶，不耐烃类溶剂。（3）结晶性橡胶，有自补强作用。）结晶性橡胶，有自补强作用。（4）综合性能好）综合性能好 工艺性能好；物理机械性能好。工艺性能好；物理机械性能好。（5）耐气透性和电绝缘性良好。）耐气透性和电绝缘性良好。 n 5、用途、用途：NR的通用性最广。的通用性最广。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第二节第二节 合成橡胶合成橡胶（Synthetic Rubber）一、合成橡胶的发展概况、命名及分类一、合成橡胶的发展概况、命名及分类概念概念发展概况发展概况命名命名 合成橡胶是由各

24、种单体经聚合反应或缩合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。反应而制成的高弹性聚合物。趋于按原料单体组成来命名趋于按原料单体组成来命名 如由丁二烯聚合的叫丁二如由丁二烯聚合的叫丁二烯橡胶；由丁二烯和苯乙烯烯橡胶；由丁二烯和苯乙烯共聚的则叫丁苯橡胶。共聚的则叫丁苯橡胶。分类分类初期研究初期研究甲基工业化时期甲基工业化时期 19401954年间的进展年间的进展工业化时期工业化时期 分类趋于按其性能和用途可分为：分类趋于按其性能和用途可分为：通用合成橡胶：性能与通用合成橡胶：性能与NR 相近，物机相近，物机 性能和加工性能较好。性能和加工性能较好。特种合成橡胶：具有特殊性能特

25、种合成橡胶：具有特殊性能橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、通用合成橡胶二、通用合成橡胶（一）聚丁二烯橡胶（顺丁胶，（一）聚丁二烯橡胶（顺丁胶，BR，无色或，无色或浅色，透明）浅色，透明） 1、制法及分子结构、制法及分子结构 溶聚法、乳聚法溶聚法、乳聚法 分子结构分子结构：橡胶工艺原理橡胶工艺原理2、品种类型、品种类型高顺式聚丁二烯橡胶高顺式聚丁二烯橡胶:顺式结构含量为顺式结构含量为9799%中顺式聚丁二烯橡胶中顺式聚丁二烯橡胶:顺式结构含量为顺式结构含量为9095%低顺式聚丁二烯橡胶低顺式聚丁二烯橡胶:顺式结构含量为顺式结构含量为3240%应用的主要品种应用的主要品种橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.特性

26、特性 不饱和性橡胶，可与硫磺及氧起反应，不饱和性橡胶，可与硫磺及氧起反应，化学活性较化学活性较NR 低，耐热耐老化性较低，耐热耐老化性较NR好。好。非极性橡胶，耐油性差。非极性橡胶，耐油性差。结晶性橡胶，无自补强作用，强度低结晶性橡胶，无自补强作用，强度低 。弹性高（最高）；耐低温（弹性高（最高）；耐低温（Tg= 105）；）； 耐磨（耐磨（Tg有关）；生热小。有关）；生热小。 加工性能差（对温度敏感，温度高则易加工性能差（对温度敏感，温度高则易脱辊），脱辊）， 不耐撕裂，粘着性差，抗湿滑性不佳。不耐撕裂，粘着性差，抗湿滑性不佳。较易冷流较易冷流4.用途用途：制造轮胎胎面以及耐寒制品，常与制造

27、轮胎胎面以及耐寒制品，常与NR，SBR并用。并用。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 （二）丁苯橡胶（二）丁苯橡胶（SBR） 1、制法及分子结构、制法及分子结构 它是它是丁二烯丁二烯和和苯乙烯苯乙烯（70：30）的共聚物。为浅黄褐色弹）的共聚物。为浅黄褐色弹性体，性体，分子结构：分子结构：橡胶工艺原理橡胶工艺原理2、品种类型、品种类型 1000高温丁苯橡胶高温丁苯橡胶 1100高温丁苯炭黑母胶高温丁苯炭黑母胶 高温乳聚丁苯橡胶高温乳聚丁苯橡胶 1200高温充油丁苯橡胶高温充油丁苯橡胶 1300高温充油丁苯炭黑母胶高温充油丁苯炭黑母胶 2000高温丁苯胶乳高温丁苯胶乳 一般品种一般品种 1500低温丁苯橡

28、胶低温丁苯橡胶 低温乳聚丁苯橡胶低温乳聚丁苯橡胶 1600低温丁苯炭黑母胶低温丁苯炭黑母胶 1700低温充油丁苯橡胶低温充油丁苯橡胶 1800低温充油丁苯炭黑母胶低温充油丁苯炭黑母胶 乳液聚合乳液聚合 2100低温丁苯胶乳低温丁苯胶乳 丁苯橡胶丁苯橡胶 高苯乙烯丁苯橡胶高苯乙烯丁苯橡胶 特殊品种丁苯橡胶特殊品种丁苯橡胶 液体丁苯橡胶液体丁苯橡胶 羧基丁苯橡胶羧基丁苯橡胶 锂系溶聚丁苯橡胶锂系溶聚丁苯橡胶 ：无规共聚丁苯橡胶：无规共聚丁苯橡胶 嵌段共聚丁苯（热塑性丁苯橡胶）嵌段共聚丁苯（热塑性丁苯橡胶） 溶液聚合溶液聚合 醇烯溶聚丁苯橡胶醇烯溶聚丁苯橡胶 丁苯橡胶丁苯橡胶 锡偶联溶聚丁苯橡胶锡偶

29、联溶聚丁苯橡胶 高反式高反式-1，4-丁苯橡胶丁苯橡胶橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.特性特性 不饱和性橡胶，化学活性较不饱和性橡胶，化学活性较NR 低，硫化速度低，硫化速度较慢，耐热耐老化性较好。较慢，耐热耐老化性较好。非极性橡胶，耐油性差（比非极性橡胶，耐油性差（比NR 稍好）稍好） 。非结晶性橡胶，无自补强性，纯胶强度为非结晶性橡胶，无自补强性，纯胶强度为1.43.0 MPa，因此需用炭黑补强，因此需用炭黑补强 。耐磨性，耐气透性良好耐磨性，耐气透性良好。 弹性低，耐寒性，自粘性差，生热大，加弹性低，耐寒性，自粘性差，生热大，加工收缩性大。充油后能降低生热，加工性能好。工收缩性大。充油后能降

30、低生热，加工性能好。另外，另外，SBR不易过炼，可塑度均匀不易过炼，可塑度均匀。4.用途：用途：SBR主要用于制造轮胎胎面，也用于制造胶管、主要用于制造轮胎胎面，也用于制造胶管、 胶带、胶鞋大底，与胶带、胶鞋大底，与NR，BR并用，弥补其性能上不足并用，弥补其性能上不足。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 （三）聚异戊二烯橡胶（异戊橡胶，（三）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，有为白色或乳白色半透明弹性体，有“合成天合成天然橡胶然橡胶”之称。之称。1.品种类型及微观结构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）根据所用催化剂的不同分为钛型（高顺式）和锂型（

31、中顺式）。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，称为注：我国采用稀土催化剂体系来合成异戊橡胶，称为稀土胶稀土胶， 其顺式其顺式1，4含量约为含量约为94%。橡胶工艺原理橡胶工艺原理异戊橡胶与天然橡胶的结构和性质差别：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；）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）分子量分布较窄，生胶门尼粘度较 低；低；（3）因）因IR的微观结构中顺式含量低于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。故结构的规整性低于天然橡胶。橡胶工艺原理橡胶工艺原理2. 性能性能（与与N

32、R相比相比） 硫化速度较慢，硫化胶的拉伸强硫化速度较慢，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。弹性均较低，而扯断伸长率较大。弹性较好、生热小、较好、生热小、 抗龟裂性好。抗龟裂性好。 耐水性、电绝缘性及耐水性、电绝缘性及耐老化性比耐老化性比NR好好 易于塑炼，流动性优于易于塑炼，流动性优于NR，但对填料的分散性及粘着性比但对填料的分散性及粘着性比NR差。差。 3.用途用途：一切用天然橡胶的场合，几乎都可以用一切用天然橡胶的场合，几乎都可以用 异戊橡胶代替。异戊橡胶代替。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 讨论题：试比较一下天然橡胶，丁苯胶和顺

33、丁胶讨论题：试比较一下天然橡胶，丁苯胶和顺丁胶的弹性，耐老化性，耐寒性，与硫磺反应性等有何的弹性，耐老化性，耐寒性，与硫磺反应性等有何差异。并从化学结构上加以解释。差异。并从化学结构上加以解释。P302题题10n解：解：nNR：nSBR：nBR：橡胶工艺原理橡胶工艺原理n弹性弹性 （与分子链的柔顺性有关）与分子链的柔顺性有关） BRNRSBRn耐老化性耐老化性（与双键的活性有关）（与双键的活性有关） SBRBRNRn耐寒性（与耐寒性（与Tg有关）有关） BRNRSBRn与硫磺的反应性与硫磺的反应性（取决于双键的活性）（取决于双键的活性） NRBRSBR橡胶工艺原理橡胶工艺原理（四）乙丙橡胶（四

34、）乙丙橡胶(EPM、EPDM)n 乙丙橡胶为白色至浅黄色半透明状的无规弹乙丙橡胶为白色至浅黄色半透明状的无规弹性体。性体。1. 品种及分类品种及分类热塑性乙丙橡热塑性乙丙橡胶胶二元二元共聚物共聚物改性改性乙丙橡胶乙丙橡胶三元共聚物：三元共聚物：D型、型、E型、型、H型型橡胶工艺原理橡胶工艺原理2. 二元乙丙橡胶（二元乙丙橡胶（EPM） 分子结构式分子结构式： EPM为饱和性橡胶，有优异的耐老化性能，不为饱和性橡胶，有优异的耐老化性能，不能用硫磺来硫化，必须用能用硫磺来硫化，必须用过氧化物过氧化物来硫化。来硫化。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 3. 三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶(EPDM) n乙叉型乙叉型

35、(E型型)：n双环型双环型(D型型)： 橡胶工艺原理橡胶工艺原理nEPDM(H型型)橡胶工艺原理橡胶工艺原理4.特性特性 饱和性橡胶，耐热、耐老化、耐化学腐蚀性饱和性橡胶，耐热、耐老化、耐化学腐蚀性优秀，化学稳定性极高。优秀，化学稳定性极高。非极性橡胶，耐油性差。非极性橡胶，耐油性差。非结晶性橡胶，无自补强性，需补强非结晶性橡胶，无自补强性，需补强 。 弹性好弹性好(仅次于仅次于NR，BR)，耐冲击性能好，耐冲击性能好(分子上为单键分子上为单键)，耐热水。，耐热水。电绝缘性相当好。电绝缘性相当好。 可用硫磺来硫化，也可用过氧化物来硫化，可用硫磺来硫化，也可用过氧化物来硫化，但二元乙丙橡胶只能用

36、过氧化物来硫化。但二元乙丙橡胶只能用过氧化物来硫化。5. 用途用途：主要用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀及电气绝缘主要用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀及电气绝缘等领域。如轮胎胎侧、内胎、汽车配件、电线电缆等。等领域。如轮胎胎侧、内胎、汽车配件、电线电缆等。 硫化速度慢，与其他不饱和橡胶并用难，硫化速度慢，与其他不饱和橡胶并用难，自粘性及互粘性自粘性及互粘性 较差，加工性能不好。较差，加工性能不好。橡胶工艺原理橡胶工艺原理（五）丁基橡胶（五）丁基橡胶(IIR)-异丁烯橡胶异丁烯橡胶n1.分子结构分子结构 IIR由异丁烯与少量异戊二烯单体在低温下（约由异丁烯与少量异戊二烯单体在低温下（约-100 ）共聚而

37、成。呈白色或灰白色半透明状。共聚而成。呈白色或灰白色半透明状。 2.分类分类 一般品种（按不饱和度分）一般品种（按不饱和度分）：0.61.0%（mol）， 1.11.5% （mol）、1.62.0%（mol） 、 丁基橡胶丁基橡胶 2.12.5%（mol）、 2.63.3%（mol） 卤化品种卤化品种：氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.特性特性 饱和性橡胶，耐热、耐臭氧、耐化学饱和性橡胶，耐热、耐臭氧、耐化学腐蚀性能优良。腐蚀性能优良。非极性橡胶，耐油性差。非极性橡胶，耐油性差。结构较规整，伸长时能结晶（结构较规整，伸长时能结晶（Tg= - 65

38、）强度较高。强度较高。具有优异的气密性具有优异的气密性良好的绝缘性能（体积电阻大），减震消音良好的绝缘性能（体积电阻大），减震消音 硫化速度慢（双键少），并用性能差，硫化速度慢（双键少），并用性能差，粘着性差，易生热粘着性差，易生热 ，弹性较小。，弹性较小。 气密性取决于气体气密性取决于气体在橡胶中的扩散率。在橡胶中的扩散率。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 4.卤化丁基橡胶卤化丁基橡胶 5.用途用途 为了提高为了提高IIR的硫化速度，的硫化速度，提高与不饱和橡胶的相容性，改善自粘性提高与不饱和橡胶的相容性，改善自粘性和与其它材料的互粘性，对和与其它材料的互粘性，对IIR进行了卤化，进行了卤化，包括氯

39、化和溴化。卤化物为包括氯化和溴化。卤化物为CIIR和和BIIR。内胎、无内胎轮胎的气密层、内胎、无内胎轮胎的气密层、医用瓶医用瓶塞、塞、耐化学腐蚀制品、减震制品等。耐化学腐蚀制品、减震制品等。橡胶工艺原理橡胶工艺原理（六）氯丁橡胶（六）氯丁橡胶（CR）1.分子结构分子结构 CR是由氯丁二烯为单体，采用乳液聚合而成的一是由氯丁二烯为单体，采用乳液聚合而成的一种高分子弹性体。呈浅黄色至褐色。种高分子弹性体。呈浅黄色至褐色。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理2品种类型品种类型 G型（硫调节型），即以硫作调节剂，型（硫调节型），即以硫作调节剂， 秋兰姆作稳定剂。可单独用金属氧秋兰姆作稳定剂。可单独用金属氧 通

40、用型通用型 化物来硫化。化物来硫化。 W型（非硫调节型），仅以型（非硫调节型），仅以TETD稳定，稳定， 不含硫黄，需用金属氧化物、硫黄不含硫黄，需用金属氧化物、硫黄氯丁橡胶氯丁橡胶 和促进剂进行硫化。和促进剂进行硫化。 粘接型：作粘接剂粘接型：作粘接剂 专用型专用型 特殊用途型特殊用途型 橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.特性特性n不饱和性橡胶，化学性质稳定，耐老化性能优良。不饱和性橡胶，化学性质稳定，耐老化性能优良。n极性橡胶，耐油耐溶剂性能优良，气密性、粘着性极性橡胶，耐油耐溶剂性能优良，气密性、粘着性 好，有导电性。好，有导电性。n易结晶性（易结晶性（Tg=-43），有自补强作用，有自熄性，

41、有自补强作用，有自熄性，阻燃，贮存稳定性差，对温度敏感，需用金属氧化物阻燃，贮存稳定性差，对温度敏感，需用金属氧化物（ZnO、MgO）来硫化。）来硫化。n弹性较低，耐寒性较差，低温使用不理想。（极性弹性较低，耐寒性较差，低温使用不理想。（极性橡胶共同点）橡胶共同点）4.用途用途nCR主要用于制造胶管、胶带、化工设备衬里、主要用于制造胶管、胶带、化工设备衬里、 胶粘剂胶粘剂等。等。橡胶工艺原理橡胶工艺原理（七）丁腈橡胶（七）丁腈橡胶（NBR）1.分子结构分子结构 通用型通用型NBR由丁二烯和丙烯腈（由丁二烯和丙烯腈（ACN）通过乳）通过乳液聚合法共聚而成。呈浅黄色至棕褐色。液聚合法共聚而成。呈浅

42、黄色至棕褐色。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理2品种类型品种类型 极高极高ACN含量含量 43%以上；以上； 高高ACN含量含量 36%42%； 普通品种普通品种 中高中高ACN含量含量 31%35%； 中等中等ACN含含25%30%； 低低ACN含量含量 18%24%。 丁腈橡胶丁腈橡胶 国产有高、中、低三种。国产有高、中、低三种。 氢化丁腈橡胶；羧基丁腈橡胶氢化丁腈橡胶；羧基丁腈橡胶 特殊品种特殊品种 液体丁腈橡胶；粉末丁腈橡胶液体丁腈橡胶；粉末丁腈橡胶橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.特性特性非结晶、不饱和的极性橡胶，强度低。非结晶、不饱和的极性橡胶，强度低。优异的耐油、耐溶剂性。优异的耐油、耐溶剂

43、性。耐热，耐老化，耐磨性较好。耐热，耐老化，耐磨性较好。 耐气透性良好（有极性的缘故），耐气透性良好（有极性的缘故），但电绝缘性不好，属于半导体。但电绝缘性不好，属于半导体。弹性、耐寒性、耐屈挠性、抗撕裂性较差弹性、耐寒性、耐屈挠性、抗撕裂性较差4. 用途用途：耐油制品、化工衬里、胶辊及导电橡胶等；与耐油制品、化工衬里、胶辊及导电橡胶等；与PVC并用以进一步提高它的耐油、耐臭氧老化性能。并用以进一步提高它的耐油、耐臭氧老化性能。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 三、特种合成橡胶三、特种合成橡胶（一）硅橡胶（一）硅橡胶（Q）1.概念及分类概念及分类 硅橡胶是指分子主链为硅橡胶是指分子主链为SiO无机结构

44、，无机结构，侧基为有机基团（主要为甲基）的一类弹性体。侧基为有机基团（主要为甲基）的一类弹性体。 按硅橡胶的硫化机理不同，可把硅橡胶分为三按硅橡胶的硫化机理不同，可把硅橡胶分为三大类大类: 有机过氧化物引发自由基交联型有机过氧化物引发自由基交联型 （热硫化型）（热硫化型）硅橡胶硅橡胶 缩聚反应型（室温硫化型）缩聚反应型（室温硫化型） 加成反应型。加成反应型。橡胶工艺原理橡胶工艺原理2. 主要品种及特性主要品种及特性（1）二甲基硅橡胶）二甲基硅橡胶（MQ）n（2）甲基乙烯基橡胶）甲基乙烯基橡胶（MVQ）n（3 3）甲基苯基乙烯基甲基苯基乙烯基硅橡胶（硅橡胶（MPVQ）橡胶工艺原理橡胶工艺原理n（

45、4）氟硅橡胶（）氟硅橡胶（MFQ或或FVMQ）n（5）腈硅橡胶（）腈硅橡胶（MNQ）橡胶工艺原理橡胶工艺原理3. 性能性能（1）非碳链饱和性橡胶，能结晶，弹性、耐寒性、）非碳链饱和性橡胶，能结晶，弹性、耐寒性、耐热性、耐老化性及耐腐蚀性好。耐热性、耐老化性及耐腐蚀性好。 硅橡胶是所有橡胶中使用温度范围最宽的。硅橡胶是所有橡胶中使用温度范围最宽的。 （2）无毒无味，具有生理惰性，有相当好的稳定性。）无毒无味，具有生理惰性，有相当好的稳定性。（3）强力低，耐酸碱性不好，需用白炭黑补强，）强力低，耐酸碱性不好，需用白炭黑补强，不能用硫黄硫化，而是用过氧化物进行交联。不能用硫黄硫化，而是用过氧化物进行

46、交联。 4. 用途用途航空航天工业、医疗卫生（如人造器官等）领域；航空航天工业、医疗卫生（如人造器官等）领域；在汽车、造船、仪表、电器及电子等方面也有应用。在汽车、造船、仪表、电器及电子等方面也有应用。例：某些硅橡胶制品例：某些硅橡胶制品橡胶工艺原理橡胶工艺原理硅橡胶制品硅橡胶制品橡胶工艺原理橡胶工艺原理（二）氟橡胶（二）氟橡胶（FPM）n氟橡胶是由含氟单体经过聚合或缩合而得到的分子主氟橡胶是由含氟单体经过聚合或缩合而得到的分子主链或侧链的碳原子上连有氟原子的弹性聚合物。链或侧链的碳原子上连有氟原子的弹性聚合物。1.常用氟橡胶常用氟橡胶（1）凯尔型氟橡胶（）凯尔型氟橡胶（23型）型）（2）维通

47、型氟橡胶（）维通型氟橡胶（26型）型）橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.特性特性 为结晶性、饱和、极性的橡胶，耐热性（为结晶性、饱和、极性的橡胶，耐热性（300），耐），耐化学腐蚀性，耐油性较好，是化学腐蚀性，耐油性较好，是唯一能耐发烟唯一能耐发烟 H2SO4的橡胶。的橡胶。 需用过氧化物、有机胺及其衍生物来硫化。硫化需分两需用过氧化物、有机胺及其衍生物来硫化。硫化需分两段进行。段进行。26型氟橡胶典型配合：氟橡胶型氟橡胶典型配合：氟橡胶 100，3#硫化剂硫化剂 3， MgO 4 ，MT 20 气密性与气密性与IIR相近。相近。 弹性、耐寒性较差，机械强度不高。弹性、耐寒性较差，机械强度不高。 3

48、. 用途用途 制耐高温，耐腐蚀，耐油制品。制耐高温，耐腐蚀，耐油制品。橡胶工艺原理橡胶工艺原理（三）聚氨酯橡胶（三）聚氨酯橡胶（U）1.分子结构式分子结构式 聚氨酯橡胶（聚氨酯橡胶（U）是聚氨基甲酸酯橡胶的总称，它由聚酯）是聚氨基甲酸酯橡胶的总称，它由聚酯（或聚醚）与二异氰酸酯类化合物缩聚而成。结构式：（或聚醚）与二异氰酸酯类化合物缩聚而成。结构式： 其中：其中：R1聚酯或聚醚链段，为柔性链段聚酯或聚醚链段，为柔性链段 R2苯核、萘核、联苯核，为刚性链段苯核、萘核、联苯核，为刚性链段 （氨基甲酸酯）内聚能大，为刚性链段（氨基甲酸酯）内聚能大，为刚性链段 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 2. 品种分类

49、品种分类 按化学结构分按化学结构分 聚酯型（聚酯型（AU） 聚醚型聚醚型 (EU)聚氨酯橡胶聚氨酯橡胶 混炼型混炼型 按加工方法分按加工方法分 浇注型浇注型 热塑性热塑性 橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.性能性能4.用途用途 制造高强度，高耐磨和耐油的制品，在泡沫橡胶中制造高强度，高耐磨和耐油的制品，在泡沫橡胶中运用较多运用较多(利用异氰酸酯与水反应放出利用异氰酸酯与水反应放出CO2)。 饱和性橡胶，拉伸强度高饱和性橡胶，拉伸强度高（27.541.2 MPa），耐磨性最好耐磨性最好。耐油，耐氧化，耐臭氧，耐寒性能好，耐油，耐氧化，耐臭氧，耐寒性能好，气密性仅次于气密性仅次于IIR。易水解，不耐酸碱

50、，生热大，易水解，不耐酸碱，生热大，互粘性不好。互粘性不好。橡胶工艺原理橡胶工艺原理（四）丙烯酸酯橡胶（四）丙烯酸酯橡胶(ACM)n丙烯酸酯橡胶是由丙烯腈与其它不饱和单体共聚而制得，丙烯酸酯橡胶是由丙烯腈与其它不饱和单体共聚而制得，常见的品种是丙烯酸丁酯与丙烯腈的共聚物：常见的品种是丙烯酸丁酯与丙烯腈的共聚物：性能：性能： 具有饱和性与极性橡胶的共同特性，最大的特点是具有饱和性与极性橡胶的共同特性，最大的特点是兼有兼有优越的耐热和耐油性优越的耐热和耐油性；但耐寒性、耐水性差。；但耐寒性、耐水性差。用途用途：用于制汽车耐热油橡胶配件。：用于制汽车耐热油橡胶配件。橡胶工艺原理橡胶工艺原理（五）氯磺

51、化聚乙烯（五）氯磺化聚乙烯(CSM) n 氯磺化聚乙烯是聚乙烯的衍生物氯磺化聚乙烯是聚乙烯的衍生物,是用氯和二硫是用氯和二硫化碳处理而得到的一种高分子弹性体。化碳处理而得到的一种高分子弹性体。n 分子结构式：分子结构式：橡胶工艺原理橡胶工艺原理n性能性能:饱和性橡胶，耐热饱和性橡胶，耐热(150)，耐老化；加工性，耐老化；加工性良好。良好。极性橡胶，耐油、耐燃。极性橡胶，耐油、耐燃。抗臭氧性能及耐日光曝晒下的自然老化优越。抗臭氧性能及耐日光曝晒下的自然老化优越。自粘性和互粘性差，低温性能较差自粘性和互粘性差，低温性能较差(-56以下以下发脆发脆)n用途用途：制耐酸碱衬里，胶布及一般耐油制品制耐

52、酸碱衬里，胶布及一般耐油制品。橡胶工艺原理橡胶工艺原理（六）氯醚橡胶（六）氯醚橡胶 (CO，ECO)n 氯醚橡胶指侧基上含有氯的聚醚型橡胶，由环氧氯丙烷均氯醚橡胶指侧基上含有氯的聚醚型橡胶，由环氧氯丙烷均聚或与环氧乙烷共聚而得。聚或与环氧乙烷共聚而得。 均聚物均聚物:COn共聚物共聚物:ECO橡胶工艺原理橡胶工艺原理n性能性能：极性橡胶，具有良好的弹性、耐寒性、极性橡胶，具有良好的弹性、耐寒性、耐油性、耐热性以及良好的气密性、粘着力和自耐油性、耐热性以及良好的气密性、粘着力和自熄性，为目前熄性，为目前兼有耐寒和耐油性最好的一种橡兼有耐寒和耐油性最好的一种橡胶胶。但强度较低，耐磨性差，且不能用硫

53、磺来硫。但强度较低，耐磨性差，且不能用硫磺来硫化。化。n用途用途：制耐油、耐寒、耐臭氧制品及胶粘剂。：制耐油、耐寒、耐臭氧制品及胶粘剂。橡胶工艺原理橡胶工艺原理（七）聚硫橡胶（七）聚硫橡胶（T）n 聚硫橡胶通常是由甲醛或有机二卤化物和碱金属的多硫聚硫橡胶通常是由甲醛或有机二卤化物和碱金属的多硫化物经缩聚反应而制得的一类在分子主链上含有硫原子的化物经缩聚反应而制得的一类在分子主链上含有硫原子的饱和弹性体。聚硫橡胶分液态、固态及胶乳饱和弹性体。聚硫橡胶分液态、固态及胶乳3种，其中液种，其中液态橡胶应用最广，大约占总量的态橡胶应用最广，大约占总量的80%。 其化学结构通式为：其化学结构通式为： 式中

54、，式中，x=24，R为亚乙基、亚丙基、二亚乙基缩甲醛、为亚乙基、亚丙基、二亚乙基缩甲醛、二亚丁基缩甲醛、二亚丁基醚等二亚丁基缩甲醛、二亚丁基醚等橡胶工艺原理橡胶工艺原理n特性及用途：特性及用途： 具有优异的耐油、耐非极性溶剂、耐化学药品具有优异的耐油、耐非极性溶剂、耐化学药品性能；耐氧、耐臭氧老化性和气密性良好。但压性能；耐氧、耐臭氧老化性和气密性良好。但压缩永久变形大，使用温度范围较窄（含硫量高的缩永久变形大，使用温度范围较窄（含硫量高的原因），主要用作密封材料、填缝材料、涂料等。原因），主要用作密封材料、填缝材料、涂料等。橡胶工艺原理橡胶工艺原理小结：小结：nR类（主链为不饱和的碳链）：类

55、（主链为不饱和的碳链）： NR（IR）、）、SBR、 BR、 CR、NBRnM类（主链为饱和的碳链）：类（主链为饱和的碳链）： EPM、EPDM、 FPM、 ACM、 CSM nQ类（主链含硅原子）：类（主链含硅原子）： MQ、MVQ、 MFQ（FVMQ）、）、 MNQ、 MPVQ nU类（主链含类（主链含C，N，O）：）： AU、EUnO类（主链含类（主链含O）：）： CO、ECO橡胶工艺原理橡胶工艺原理n思考题：思考题：P302 试从化学结构上说明丁基胶为何具有优试从化学结构上说明丁基胶为何具有优良的耐老化和耐气透性？硅橡胶为何有耐良的耐老化和耐气透性？硅橡胶为何有耐高温性？高温性？n作业

56、：作业： 写出本章所学生胶的化学名称、代号写出本章所学生胶的化学名称、代号及化学结构式。及化学结构式。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第二节第二节 其它形式橡胶品种其它形式橡胶品种一、液体橡胶一、液体橡胶1.概念及发展简史概念及发展简史 液体橡胶液体橡胶是指物质相对分子质量在是指物质相对分子质量在10000以以下常温下具有流动性的聚合物。下常温下具有流动性的聚合物。 作为液体橡胶，应具有如下特性作为液体橡胶，应具有如下特性：物质相对分子质量适当低，以保持呈流动状态。物质相对分子质量适当低，以保持呈流动状态。能在进行交联的同时产生分子链增长反应，形成能在进行交联的同时产生分子链增长反应，形成一种没有分

57、子末端的闭合交联网，以获得足够高一种没有分子末端的闭合交联网，以获得足够高的强度。的强度。橡胶工艺原理橡胶工艺原理发展简史：发展简史： 1923年年HVHARDMAN（哈德曼）将（哈德曼）将NR进行解聚，制进行解聚，制成液体解聚成液体解聚NR（用作胶粘剂）。此后，二烯类以外的液（用作胶粘剂）。此后，二烯类以外的液体橡胶也陆续问世。体橡胶也陆续问世。 1929年出现液体聚硫橡胶，随后液体聚氨酯橡胶，液年出现液体聚硫橡胶，随后液体聚氨酯橡胶，液体硅橡胶相继出现。体硅橡胶相继出现。 二战末期（二战末期（19441945年），在液体橡胶被用于火箭年），在液体橡胶被用于火箭技术后，二烯系液体橡胶才被当作

58、重要研究对象，从而技术后，二烯系液体橡胶才被当作重要研究对象，从而导致几乎所有的固体橡胶都生产出了相应的液体橡胶。导致几乎所有的固体橡胶都生产出了相应的液体橡胶。 1960年年URANECK（尤拉尼克）等人研制出遥爪型液（尤拉尼克）等人研制出遥爪型液体橡胶，制得与固体橡胶相类似的结构和性能的橡胶制体橡胶，制得与固体橡胶相类似的结构和性能的橡胶制品，从而促进了发展。品，从而促进了发展。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.液体橡胶的品种及分类液体橡胶的品种及分类 （1）“遥爪遥爪”型预聚物型预聚物 （2）“非遥爪非遥爪”型预聚物型预聚物橡胶工艺原理橡胶工艺原理固体橡胶、普通液体橡胶、遥爪液体橡胶交联示意

59、图如固体橡胶、普通液体橡胶、遥爪液体橡胶交联示意图如下：下：橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.液体橡胶的制法液体橡胶的制法 自由基聚合、阴离子聚合自由基聚合、阴离子聚合 聚合法（多用）聚合法（多用） 缩聚法缩聚法 阳离子聚合、配位聚合阳离子聚合、配位聚合 降解法降解法橡胶工艺原理橡胶工艺原理4.特征及用途：特征及用途：简化了生产工艺，不需经炼胶等工艺程序，简化了生产工艺，不需经炼胶等工艺程序，易于实现机械化、自动化和连续化。易于实现机械化、自动化和连续化。可象普通橡胶那样与配合剂配合使用，但硫化剂可象普通橡胶那样与配合剂配合使用，但硫化剂的选用要有相对应性。的选用要有相对应性。液体橡胶经遥爪后其硫化

60、胶强度仍不可能达到普通橡胶液体橡胶经遥爪后其硫化胶强度仍不可能达到普通橡胶的强度，且比对应的固体橡胶贵，若工艺不实现连续化，的强度，且比对应的固体橡胶贵，若工艺不实现连续化，成本反而较高。成本反而较高。相对分子质量低，适用于浇注成型。相对分子质量低，适用于浇注成型。可用作胶粘剂、涂料、油漆、浇注型制品可用作胶粘剂、涂料、油漆、浇注型制品 及固体燃料的推进剂。也可作加工助剂及固体燃料的推进剂。也可作加工助剂橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、热塑性弹性体二、热塑性弹性体n1.概念概念 指在常温下具有橡胶的弹性，在高温下又能塑化成型的一指在常温下具有橡胶的弹性，在高温下又能塑化成型的一类聚合物（介于塑料与

61、橡胶之间的材料）类聚合物（介于塑料与橡胶之间的材料）。 n2.分类及结构特点分类及结构特点 分类分类 按交联方式按交联方式 物理交联型物理交联型 化学交联型化学交联型热塑性弹性体热塑性弹性体 嵌段共聚物嵌段共聚物 按聚合物的结构特点按聚合物的结构特点 接枝共聚物接枝共聚物 其它类其它类n习惯上，依化学组成分类：聚烯烃类，苯乙烯嵌段共聚物习惯上，依化学组成分类：聚烯烃类，苯乙烯嵌段共聚物类，聚氨酯类，聚酯类及其它类。类，聚氨酯类，聚酯类及其它类。橡胶工艺原理橡胶工艺原理表表2 各类热塑性橡胶的典型性能各类热塑性橡胶的典型性能 性能性能类型类型 硬度范围硬度范围 （邵尔）（邵尔） 密度密度 /Kg

62、/m3拉伸强度拉伸强度 / MPa 扯断伸长率扯断伸长率 / %热塑性天然橡胶热塑性天然橡胶共混型（共混型（TPNR）热塑性天然橡胶热塑性天然橡胶接枝型（接枝型（TPNR）聚烯烃类（聚烯烃类（TPO）苯乙烯嵌段类苯乙烯嵌段类（TPS）聚氨酯类（聚氨酯类（TPU）聚酯类（聚酯类（TPEE）70A60D40A95A65A60D40A95A70A75D40D72D91094089094012501250 620 1025 520 1025 2025 25402005003008002005006001200200700350450橡胶工艺原理橡胶工艺原理 （2）结构特点）结构特点 其高分子链的突出特

63、点是同时嵌段或接枝一些化学结构其高分子链的突出特点是同时嵌段或接枝一些化学结构不同的硬段和软段。硬段要求链段间的作用力是以形成物理不同的硬段和软段。硬段要求链段间的作用力是以形成物理“交联交联”或或“缔合缔合”，或者具有在高温下能离解的化学键；，或者具有在高温下能离解的化学键；软段软段则要求是自由旋转能力较大的高弹性链段。硬段显示高度刚则要求是自由旋转能力较大的高弹性链段。硬段显示高度刚性，不能过长，而软段显示高度的柔性，不能过短。性，不能过长，而软段显示高度的柔性，不能过短。例如苯例如苯乙烯与丁二烯嵌段共聚物乙烯与丁二烯嵌段共聚物SBS。 PS BR PS软链段软链段硬链段硬链段橡胶工艺原理

64、橡胶工艺原理3.性能与用途性能与用途（1）性能）性能既有橡胶性质又有塑料性质。既有橡胶性质又有塑料性质。不需硫化，不加补强剂也有相当高强度（不需硫化，不加补强剂也有相当高强度（PS的缔合作用），若添加补强剂可进一步提高的缔合作用），若添加补强剂可进一步提高硬度和耐磨性。硬度和耐磨性。可用加工塑料的设备来进行加工。可用加工塑料的设备来进行加工。耐热、耐老化性能不好。耐热、耐老化性能不好。（2）用途）用途 广泛用于制造所有的橡胶制品，主要用于鞋广泛用于制造所有的橡胶制品，主要用于鞋类。类。橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、粉末橡胶三、粉末橡胶 2.制造方法制造方法 机械粉碎法机械粉碎法 喷雾干燥法喷雾干

65、燥法 急骤干燥法急骤干燥法 冷冻干燥法冷冻干燥法 包囊法。包囊法。1.概念：指粒径在概念：指粒径在1毫米以下的粉末状橡胶。毫米以下的粉末状橡胶。 隔离剂类型隔离剂类型 无机：如无机：如CaCO3、滑石粉、滑石粉 有机：如聚氯乙烯隔离剂有机：如聚氯乙烯隔离剂 皂类皂类 淀粉淀粉-黄原酸化物黄原酸化物 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 3.优点优点 粉末橡胶与普通橡胶的结构性粉末橡胶与普通橡胶的结构性能一样，但它与相比，具有运输方能一样，但它与相比，具有运输方便，适于自动称量的优点，可改善、便，适于自动称量的优点，可改善、简化加工工艺，实现混炼工艺自动简化加工工艺，实现混炼工艺自动化，连续化，省力化和节能

66、化。化，连续化，省力化和节能化。n4.用途用途 模压，注压制品，胶粘剂，喷沫制品。模压，注压制品，胶粘剂，喷沫制品。橡胶工艺原理橡胶工艺原理第四节第四节 硫化胶粉和再生胶硫化胶粉和再生胶n一、硫化胶粉一、硫化胶粉 硫化胶粉指废旧橡胶制品和硫化胶的硫化胶粉指废旧橡胶制品和硫化胶的边角废料经粉碎加工处理而得到的粉末边角废料经粉碎加工处理而得到的粉末状橡胶材料。可作为橡胶的填料和复合状橡胶材料。可作为橡胶的填料和复合材料使用；改善塑料制品的耐冲击性能；材料使用；改善塑料制品的耐冲击性能；节约能源，减少环境污染。节约能源，减少环境污染。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理1.分类分类 2.用途：用途： 轮胎、胶

67、管（带，鞋）、橡胶工业制轮胎、胶管（带，鞋）、橡胶工业制品品、 电线、电缆及建筑材料等。电线、电缆及建筑材料等。 （1）按制法分为常温胶粉、冷冻胶粉及超微细胶粉）按制法分为常温胶粉、冷冻胶粉及超微细胶粉（2）按原料来源可分为载重胎胶粉、乘用车胎胶粉及鞋胶粉等；）按原料来源可分为载重胎胶粉、乘用车胎胶粉及鞋胶粉等；（3） 按活化与否分为活化胶粉及未活化胶粉按活化与否分为活化胶粉及未活化胶粉；（4） 按粒径大小分超细胶粉和一般胶粉。按粒径大小分超细胶粉和一般胶粉。橡胶工艺原理橡胶工艺原理硫化胶粉胶板、地砖用途：用于体育馆、大厅、船舱、幼儿园、宾硫化胶粉胶板、地砖用途：用于体育馆、大厅、船舱、幼儿园

68、、宾馆、老人院等公共场所的地面铺饰，起防滑、减震作用。馆、老人院等公共场所的地面铺饰，起防滑、减震作用。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 二、再生胶二、再生胶n 1.概念概念再生胶再生胶是指将废旧的橡胶制品和硫是指将废旧的橡胶制品和硫化胶的边角废料经加工处理后，去化胶的边角废料经加工处理后，去掉硫化胶的弹性而恢复塑性和粘性，掉硫化胶的弹性而恢复塑性和粘性，使其重新获得与生胶混合和硫化能使其重新获得与生胶混合和硫化能力的材料。力的材料。2.再生胶的制法再生胶的制法油法、水油法、挤出油法、水油法、挤出法、溶解法、室温塑法、溶解法、室温塑化法、动态脱硫法等化法、动态脱硫法等橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺

69、原理橡胶工艺原理3.再生机理再生机理 再生胶的制造过程分为再生胶的制造过程分为粉碎、脱硫和精炼粉碎、脱硫和精炼三工段。三工段。 脱硫过程示意图：脱硫过程示意图：热、氧、机械力、化学助剂作用热、氧、机械力、化学助剂作用脱硫脱硫硫化胶结构硫化胶结构交联碎片交联碎片带支链带支链的分子的分子链链链状分子链状分子橡胶工艺原理橡胶工艺原理4.再生胶性能和用途再生胶性能和用途主要性能及优缺点：主要性能及优缺点：价格便宜，工艺性能好，可作生胶代用品价格便宜，工艺性能好，可作生胶代用品 。硫化速度快，焦烧性好硫化速度快，焦烧性好。与与NR并用时，可减少或消灭并用时，可减少或消灭硫化返原硫化返原趋向趋向。耐热性、

70、耐老化性、耐酸碱性很好耐热性、耐老化性、耐酸碱性很好。缺点：加有再生胶的机械强度达不到普通橡胶的强缺点：加有再生胶的机械强度达不到普通橡胶的强度度用途：用途： 硬橡胶板，鞋底，蓄电池壳，橡胶地板，绝缘胶布等。硬橡胶板，鞋底，蓄电池壳，橡胶地板，绝缘胶布等。可代替部分或全部生胶使用，即只要物机性能要求不高时，可代替部分或全部生胶使用，即只要物机性能要求不高时，都可用再生胶。都可用再生胶。硫化返原硫化返原指在高温指在高温或低温长时间硫化或低温长时间硫化条件下材料性能恶条件下材料性能恶化的过程。化的过程。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第二章第二章 硫化体系配合剂硫化体系配合剂n学习要求学习要求n概述概

71、述n第一节第一节 硫化剂硫化剂n第二节第二节 促进剂促进剂n第三节第三节 活性剂和防焦剂活性剂和防焦剂橡胶工艺原理橡胶工艺原理第二章第二章 硫化体系配合剂硫化体系配合剂学习要求学习要求 学习目的：学习目的： 通过学习，全面了解硫化体系中各种配合剂的作用通过学习，全面了解硫化体系中各种配合剂的作用及其机理、品种类型及特性，能掌握各种配合剂中常见及其机理、品种类型及特性，能掌握各种配合剂中常见的品种和作用，主要硫化体系的配合及硫化胶结构与性的品种和作用，主要硫化体系的配合及硫化胶结构与性能的关系。能的关系。学习重点：学习重点： 硫黄硫化体系所包含的各种配合剂及其配合，硫化胶硫黄硫化体系所包含的各种

72、配合剂及其配合，硫化胶结构与性能的关系。结构与性能的关系。学习难点：学习难点： 各种硫化体系的配合各种硫化体系的配合。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 概概 述述 硫化硫化是指把具有塑性的胶料转变成弹性硫化胶的是指把具有塑性的胶料转变成弹性硫化胶的过程。过程。 凡在胶料中起到硫化作用的化学药品凡在胶料中起到硫化作用的化学药品，这一类都这一类都称为硫化体系的配合剂。称为硫化体系的配合剂。 硫化剂硫化剂 促进剂促进剂 硫化体系硫化体系 配合剂配合剂 活性剂活性剂 防焦剂防焦剂 橡胶工艺原理橡胶工艺原理第一节第一节 硫化剂硫化剂 硫化剂种类：硫化剂种类： 注：不同橡胶采用不同的硫化剂。注：不同橡胶采用不同的

73、硫化剂。 硫（硫（ 硒，碲）、有机多硫化物、硒，碲）、有机多硫化物、 有机过氧化物有机过氧化物、金属氧化物、醌类、金属氧化物、醌类、 树脂、胺类、特种硫化剂树脂、胺类、特种硫化剂。硫化剂：能引起橡胶交联的化学药品。硫化剂：能引起橡胶交联的化学药品。橡胶工艺原理橡胶工艺原理一、硫黄（一、硫黄（S） 硫黄为天然的矿物，为黄色固体，有结晶型和无定硫黄为天然的矿物，为黄色固体，有结晶型和无定型两种，型两种，主要用于主要用于NR和二烯类通用合成橡胶。和二烯类通用合成橡胶。n1.硫黄的品种和性质硫黄的品种和性质粉末硫黄（硫黄粉）粉末硫黄（硫黄粉）沉降硫黄沉降硫黄胶体硫黄胶体硫黄不溶性硫黄不溶性硫黄橡胶工艺

74、原理橡胶工艺原理2.硫黄在胶料中的用量及溶解特性硫黄在胶料中的用量及溶解特性 （1）用量范围）用量范围 制品类型制品类型 硫黄用量硫黄用量 具体制品例子具体制品例子 软质胶软质胶 0.25份份 轮胎，胶管，胶带，胶鞋轮胎，胶管，胶带，胶鞋 半硬质胶半硬质胶 810份份 胶辊，纺织皮辊胶辊，纺织皮辊 硬质胶硬质胶 2540份份 蓄电池壳，绝缘胶板蓄电池壳，绝缘胶板（2）溶解特性）溶解特性 溶解度随胶种而异溶解度随胶种而异溶解度随温度升高而增大溶解度随温度升高而增大橡胶工艺原理橡胶工艺原理 表表4 硫黄在天然橡胶中的溶解能力硫黄在天然橡胶中的溶解能力100g橡胶中橡胶中硫黄的硫黄的g数数溶解温度溶

75、解温度/析出温度析出温度/ 1.51.02.03.04.05.07.02029395467789716355882橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶小知识橡胶小知识喷硫喷硫现象现象喷硫喷硫产生喷硫产生喷硫现象的原因现象的原因喷硫的危害喷硫的危害防止喷硫防止喷硫的方法的方法过量的硫黄析出胶料表面形成结晶。过量的硫黄析出胶料表面形成结晶。混炼不均匀；混炼温度过高；混炼不均匀；混炼温度过高；配方中硫黄用量过高；停放时间过长配方中硫黄用量过高；停放时间过长以及严重欠硫。以及严重欠硫。降低胶料表面的粘着力，影响与其它部降低胶料表面的粘着力，影响与其它部件的粘合强度，给生产带来困难；件的粘合强度，给生产带来困难

76、；同时影响制品外观，成为质量缺陷。同时影响制品外观，成为质量缺陷。在尽可能低的温度下或至少在硫黄的熔在尽可能低的温度下或至少在硫黄的熔点以下缩短时间且要混炼均匀；在胶料点以下缩短时间且要混炼均匀；在胶料中配用再生胶；加硫黄之前先加入某些中配用再生胶；加硫黄之前先加入某些软化剂；使用槽法炭黑；硫黄和硒并用软化剂；使用槽法炭黑；硫黄和硒并用均可减少喷硫，采用不溶性硫黄是消除均可减少喷硫，采用不溶性硫黄是消除喷硫的最可靠方法。喷硫的最可靠方法。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理n3. 结合硫，游离硫结合硫，游离硫 S结结=S总总 S游游橡胶工艺原理橡胶工艺原理4.交联键类型交联键类型

77、交联键交联键类型类型 结结 构构 键键 能能（kJ/mol） 性性 能能 耐热、耐老化性耐热、耐老化性能较好能较好,但强伸性能但强伸性能,耐疲劳性能较差。耐疲劳性能较差。 机械强度高机械强度高,耐疲劳性好耐疲劳性好,但耐热但耐热,耐老化性能较差。耐老化性能较差。单硫键单硫键双硫键双硫键多硫键多硫键CSCCS2CCSXC227167115橡胶工艺原理橡胶工艺原理5. 纯硫硫化胶的结构与性能纯硫硫化胶的结构与性能n（1）结构）结构n（2）性能）性能 以硫键为主，硫化时间长，硫化效率低，以硫键为主，硫化时间长，硫化效率低，硫化胶的性能差硫化胶的性能差(交联密度低交联密度低)。橡胶工艺原理橡胶工艺原理

78、 S S1 S2 Sx Sn Sx Sn S-S 图图1-2 硫黄硫化的天然橡胶硫化胶结构示意图硫黄硫化的天然橡胶硫化胶结构示意图橡胶工艺原理橡胶工艺原理6.几种典型配合的硫黄硫化体系几种典型配合的硫黄硫化体系n常硫量硫化体系（普通硫化体系，常硫量硫化体系（普通硫化体系，Conventional Vulcanization，CV）用量用量: 硫黄硫黄1.5份；份； 促进剂促进剂1份左右份左右(0.51份份)。硫化胶结构：以多硫键为主（占硫化胶结构：以多硫键为主（占70%），）， 低硫键较少低硫键较少 硫化胶的性能特点硫化胶的性能特点: 拉伸强度高，弹性大，耐疲劳拉伸强度高，弹性大，耐疲劳 性好

79、；耐热，耐老化性能较差。性好；耐热，耐老化性能较差。橡胶工艺原理橡胶工艺原理半有效硫化体系（半有效硫化体系（Semi-Efficient Vulcanization，简称，简称SEV）多用于在动态条件下使用的制品，如轮胎胎侧。多用于在动态条件下使用的制品，如轮胎胎侧。用量：硫黄用量：硫黄 0.81.5份或部分给硫体；份或部分给硫体； 促进剂促进剂 0.81.5份份硫化胶结构：多硫键，低硫键大体各占一半。硫化胶结构：多硫键，低硫键大体各占一半。硫化胶的性能特点：拉伸强度，弹性，耐疲劳硫化胶的性能特点：拉伸强度，弹性，耐疲劳 性能适中；性能适中； 耐热，耐老化性能稍好。耐热，耐老化性能稍好。橡胶工

80、艺原理橡胶工艺原理有效硫化体系（有效硫化体系（ Efficient Vulcanization， 简称简称 EV）n 多用于在静态条件下使用的制品。多用于在静态条件下使用的制品。 用量：硫黄用量：硫黄 （0.20.5份）或部分给硫体；份）或部分给硫体； 促进剂促进剂 24份份硫化胶结构硫化胶结构: 能使硫化胶形成占绝对优势的能使硫化胶形成占绝对优势的 低硫低硫 键（键（90%）。）。硫化胶的性能特点硫化胶的性能特点: 耐热，耐老化性能较好，耐热，耐老化性能较好， 但拉伸强度，耐疲劳性能较差。但拉伸强度，耐疲劳性能较差。橡胶工艺原理橡胶工艺原理n配方例子配方例子1：NR纯胶配方纯胶配方 天然橡胶

81、天然橡胶 100 促促M 0.7 氧化锌氧化锌 5 硫黄硫黄 3 硬脂酸硬脂酸 0.5配方例子配方例子2：斜交轮胎胎侧胶：斜交轮胎胎侧胶 天然橡胶天然橡胶 40 炭黑炭黑N330 30 丁苯橡胶丁苯橡胶 60 炭黑炭黑N550 25 氧化锌氧化锌 4 松焦油松焦油 8.5 硬脂酸硬脂酸 3 促进剂促进剂CZ 0.9 防防A 1 硫黄硫黄 1.3 防防RD 1 防防4010NA 1 合计合计 175.7橡胶工艺原理橡胶工艺原理配方例子配方例子3：耐油密封胶料配方：耐油密封胶料配方 丁腈橡胶丁腈橡胶 100 炭黑炭黑N880 70 氧化锌氧化锌 5 促进剂促进剂CZ 1.5 硬脂酸硬脂酸 1.5

82、促进剂促进剂TMTD 1.5 防防OD 1.5 硫黄硫黄 0.3 邻苯二甲酸二辛酯邻苯二甲酸二辛酯 30 合计合计 221.3 橡胶工艺原理橡胶工艺原理7.平衡硫化体系平衡硫化体系（Equilibrium Cure，简称，简称EC） 1977年，年，S.Woff用用Si69双（三乙氧基甲硅烷基丙基）双（三乙氧基甲硅烷基丙基）四硫化物在与硫黄、促进剂等摩尔比条件下使硫化胶四硫化物在与硫黄、促进剂等摩尔比条件下使硫化胶的交联密度处于动态常量状态，把硫化返原降低到最低的交联密度处于动态常量状态，把硫化返原降低到最低程度或消除了返原现象。这种硫化体系称为程度或消除了返原现象。这种硫化体系称为平衡硫化体

83、系。平衡硫化体系。 EC的胶料具有高强度、高抗湿性、耐热氧、的胶料具有高强度、高抗湿性、耐热氧、抗硫化返原、耐动态疲劳性和生热低等优点。抗硫化返原、耐动态疲劳性和生热低等优点。因此它在长寿命动态疲劳制品和巨型工程轮胎、因此它在长寿命动态疲劳制品和巨型工程轮胎、大型厚制品制造等方面有重要应用。大型厚制品制造等方面有重要应用。橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、有机多硫化物二、有机多硫化物 1.主要品种主要品种二硫化四甲基秋兰姆（二硫化四甲基秋兰姆（TMTD或或TT）有效含硫量有效含硫量13.3% ； 用量：用量：24份份四硫化四甲基秋兰姆（四硫化四甲基秋兰姆（TMTT或或TRS）有效含硫量有效含硫量31

84、.5% ； 用量：用量：0.62份份二硫化四乙基秋兰姆（二硫化四乙基秋兰姆（TETD） 有效含硫量有效含硫量11.0% ； 用量：用量：35份份 二硫化二吗啡啉（二硫化二吗啡啉（DTDM） 有效含硫量有效含硫量27.0% ；用量：；用量：0.72份份 硫化剂硫化剂 VA-7 用量：用量：1.252份。份。橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.特性特性有效硫化的硫化剂，以低硫键为主。有效硫化的硫化剂，以低硫键为主。结构与性能结构与性能 硫化胶以低硫键为主，故硫化胶具有硫化胶以低硫键为主，故硫化胶具有良好的耐热良好的耐热,耐老化性能，但拉伸强度较低，耐老化性能，但拉伸强度较低，耐疲劳性能较差，永久变形较大。

85、耐疲劳性能较差，永久变形较大。橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、有机过氧化物三、有机过氧化物n有机过氧化物指分子中含有过氧化基团有机过氧化物指分子中含有过氧化基团（-O-O-）的化合物，其结构通式为）的化合物，其结构通式为 ，主，主要适用于饱和橡胶如要适用于饱和橡胶如硅橡胶，乙丙橡胶，氟橡胶硅橡胶，乙丙橡胶，氟橡胶等。等。 1.主要品种主要品种过氧化二异丙苯（过氧化二异丙苯（DCP） 用量：用量：1.5 3份份 过氧化苯甲酰（过氧化苯甲酰（BPO） 用量：用量：1.5 3份份 二叔丁基过氧（二叔丁基过氧（DTBP）橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.硫化机理硫化机理n反应过程可表示如下：反应过程可表示如下：

86、ROOR 2RO RO + RH ROH + R R + R RR（CC交联）交联） n3.过氧化物硫化的配方设计过氧化物硫化的配方设计 指在一定温度下，指在一定温度下，过氧化物由于分过氧化物由于分解，浓度减少为解，浓度减少为原来浓度一半时原来浓度一半时所需的时间所需的时间交联效率随胶种不同而异。交联效率随胶种不同而异。硫化时间的确定根据有机过氧化物的硫化时间的确定根据有机过氧化物的半衰期半衰期而定，一般取在硫化温度下的而定，一般取在硫化温度下的610倍为宜。倍为宜。配方体系中不宜使用酸性配合剂配方体系中不宜使用酸性配合剂可配用少量硫黄作辅助硫化。可配用少量硫黄作辅助硫化。橡胶工艺原理橡胶工艺

87、原理配方例子：配方例子：n1硅橡胶耐热胶垫硅橡胶耐热胶垫MVQ 100BPO 1.5ZnO 5气相白炭黑气相白炭黑 100硅油硅油 5n2.耐汽车合成制动液橡胶配方耐汽车合成制动液橡胶配方 EPDM 100 DCP 3.5 ZnO 10 HAF 25 TT 0.6 乙炔炭黑乙炔炭黑 15 油油 5 其它其它 4橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、合成树脂四、合成树脂 1.主要品种主要品种包括烷基酚醛树脂和烷基酚醛包括烷基酚醛树脂和烷基酚醛 树脂的卤代物两类。树脂的卤代物两类。2特点特点交联键是交联键是-C-C-，-C-O-C-键，键能高，键，键能高，硫化胶具有较好的耐热硫化胶具有较好的耐热,耐老化和耐

88、屈挠耐老化和耐屈挠性能，压缩变形小。性能，压缩变形小。以金属氯化物或含卤聚合物作为促进剂。以金属氯化物或含卤聚合物作为促进剂。用树脂作硫化剂时不能与硫磺硫化体系用树脂作硫化剂时不能与硫磺硫化体系或胺类，酚类防老剂并用。或胺类，酚类防老剂并用。树脂的分子量不能太大。树脂的分子量不能太大。橡胶工艺原理橡胶工艺原理配方例子：硫化隔膜（要求耐热性能好）配方例子：硫化隔膜（要求耐热性能好） IIR 100 吸吸Cl活性碳活性碳 3 2402树脂树脂 8 硬脂酸硬脂酸 1 HAF 5.5 凡士林凡士林 5 SnCl2 2橡胶工艺原理橡胶工艺原理五金属氧化物五金属氧化物n金属氧化物如金属氧化物如ZnO，Mg

89、O，PbO，Pb3O4作硫化剂作硫化剂 ，对，对CR、CIIR、CSM、CO（ECO）、）、T以及羧基聚合物具有重要意义。以及羧基聚合物具有重要意义。 ZnO：硫化起步快，能得到良好：硫化起步快，能得到良好的平坦硫化曲线，硫化胶的耐热，的平坦硫化曲线，硫化胶的耐热，耐老化性好，但易发生焦烧，耐老化性好，但易发生焦烧，硫化胶的机械性能差。硫化胶的机械性能差。 MgO：在高温（：在高温（100以上）具以上）具有硫化作用，并能吸收硫化过程有硫化作用，并能吸收硫化过程中产生的中产生的HCl和和Cl2，在低温下具，在低温下具有稳定剂作用，能防止焦烧，有稳定剂作用，能防止焦烧，但硫化时间长，且硫化程度不高

90、。但硫化时间长，且硫化程度不高。 通常，橡胶工业中通常，橡胶工业中将将ZnO:MgO=5:4用于用于CR，这样胶料，这样胶料的操作安全性及硫的操作安全性及硫化胶物机性能之间化胶物机性能之间达到最好的平衡。达到最好的平衡。橡胶工艺原理橡胶工艺原理配方例子：海绵隔音板配方例子：海绵隔音板 P170 CR 100 SRF 30 ZnO 5 活性活性CaCO3 30 MgO 4 黑油膏黑油膏 10 促促NA-22 1 轻质操作油轻质操作油 25 硬脂酸硬脂酸 1 发泡剂发泡剂BSH 5 防防D 2橡胶工艺原理橡胶工艺原理n 六、醌类化合物六、醌类化合物 对醌二肟（对醌二肟（GM，BQD）、）、 二苯甲

91、酰基对醌二肟（二苯甲酰基对醌二肟（GMF、DBQD）可作为可作为IIR、NR、SBR等二烯类橡胶的硫化等二烯类橡胶的硫化剂，但目前主要用于剂，但目前主要用于IIR中。中。 硫化胶的耐臭氧性、耐热性（硫化胶的耐臭氧性、耐热性（CN交联键）、交联键）、耐水性及电性能好，但易焦烧。耐水性及电性能好，但易焦烧。 此体系可并用硫黄硫化体系，以提高硫化胶此体系可并用硫黄硫化体系，以提高硫化胶的性能，并可迟延硫化。的性能，并可迟延硫化。橡胶工艺原理橡胶工艺原理七、七、 马来酰亚胺衍生物马来酰亚胺衍生物n马来酰亚胺衍生物为目前研究比较多马来酰亚胺衍生物为目前研究比较多的二烯类橡胶用硫化剂。的二烯类橡胶用硫化剂

92、。n 交联键多为交联键多为CC键或键或CC键与单硫键与单硫键的混合体。键的混合体。n硫化胶的耐热性、耐疲劳性能均优于硫化胶的耐热性、耐疲劳性能均优于常硫硫化体系，并且没有常硫硫化体系，并且没有“返硫返硫”现象。现象。橡胶工艺原理橡胶工艺原理小结：小结：n有机多硫化物：有机多硫化物：S、TT等，用于不饱和橡胶。等，用于不饱和橡胶。n有机过氧化物：有机过氧化物：DCP、BPO ，用于饱和及不，用于饱和及不 饱和橡胶。饱和橡胶。n合成树脂：合成树脂：2402酚醛树脂等酚醛树脂等 ，用于不饱和橡，用于不饱和橡 胶，多用于胶，多用于IIR。n金属氧化物：金属氧化物：ZnO、MgO等，用于不饱和橡等，用于

93、不饱和橡 胶，多用于胶，多用于CR。n醌类化合物：醌类化合物： IIR、NR、SBR等二烯类橡等二烯类橡 胶。主要用于胶。主要用于IIR中。中。n马来酰亚胺衍生物：二烯类橡胶马来酰亚胺衍生物：二烯类橡胶橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第二节第二节 促进剂促进剂n一、概述一、概述 1.概念概念起促进硫化作用的化学药品。起促进硫化作用的化学药品。2.促进剂的促进剂的分分类类（1）无机促进剂）无机促进剂（2）有机促进剂）有机促进剂橡胶工艺原理橡胶工艺原理n有机促进剂按化学组成分为有机促进剂按化学组成分为 ： 噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类、二噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐类、胍硫

94、代氨基甲酸盐类、黄原酸盐类、胍类、醛胺类、硫脲类等。类、醛胺类、硫脲类等。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 表表2-1 促进剂在促进剂在NR中的活性特征中的活性特征 类型类型 150oC达正硫化时间（达正硫化时间（min） 超速超速 510 半超速半超速 1030 中速中速 3060 慢速慢速 60120有机促进剂按作用功能分为：有机促进剂按作用功能分为： 超速、半超速、超速、半超速、 中速、慢速中速、慢速橡胶工艺原理橡胶工艺原理类型类型 分类依据分类依据 示例示例酸性酸性碱性碱性中性中性 本身为酸性或与本身为酸性或与H2S反应反应生成酸性化合物生成酸性化合物 噻唑类、秋兰姆类、噻唑类、秋兰姆类、二硫

95、代氨基甲酸盐类、二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐类黄原酸盐类本身为碱性或与本身为碱性或与H2S反应反应生成碱性化合物生成碱性化合物 胍类、醛胺类胍类、醛胺类反应同时生成酸性和碱性反应同时生成酸性和碱性两种化合物或本身能解离两种化合物或本身能解离成酸性和碱性化合物的盐类成酸性和碱性化合物的盐类次磺酰胺类、硫脲类次磺酰胺类、硫脲类有机促进剂按酸碱性分类有机促进剂按酸碱性分类橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.促进剂的工艺特性促进剂的工艺特性AB段段焦烧阶段焦烧阶段焦烧焦烧：指胶料在硫化前的加工操作或停放过程中出现的早：指胶料在硫化前的加工操作或停放过程中出现的早期硫化现象。期硫化现象。 BC段段 热硫化阶段热

96、硫化阶段 CD段段 平坦硫化阶段平坦硫化阶段DE段段 过硫化阶段过硫化阶段橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶小知识橡胶小知识焦烧焦烧 焦烧是焦烧是 一一 种超前硫化行为，即在硫化前种超前硫化行为，即在硫化前的各项工序的各项工序 ( 炼胶、胶料存放、挤出、炼胶、胶料存放、挤出、压延、成型压延、成型)中出现的提前硫化现象，中出现的提前硫化现象，故也可称为故也可称为早期硫化早期硫化。橡胶工艺原理橡胶工艺原理产生焦烧现象的原因：产生焦烧现象的原因：(1)配方设计不当，硫化体系配置失衡，硫化剂、促进剂配方设计不当，硫化体系配置失衡，硫化剂、促进剂 用量超常。用量超常。(2) 塑炼未达要求，可塑性太低，胶质过硬

97、，导致炼胶塑炼未达要求，可塑性太低，胶质过硬，导致炼胶 时急剧升温。炼胶机或其它辊筒装置时急剧升温。炼胶机或其它辊筒装置(如返炼机、压如返炼机、压 延机延机)辊温太高，冷却不够，也可能导致现场焦烧。辊温太高，冷却不够，也可能导致现场焦烧。(3)混炼胶卸料时出片太厚，散热不佳，或未经冷却，混炼胶卸料时出片太厚，散热不佳，或未经冷却， 即仓促堆积存放，加上库房通风不良、气温过高等即仓促堆积存放，加上库房通风不良、气温过高等 因素，造成热量积累，这样也会引发焦烧。因素，造成热量积累，这样也会引发焦烧。(4)胶料存放过程中管理不善，在剩余焦烧时间用尽之胶料存放过程中管理不善，在剩余焦烧时间用尽之 后，

98、仍堆放不用，出现自然焦烧。后，仍堆放不用，出现自然焦烧。橡胶工艺原理橡胶工艺原理焦烧的危害：焦烧的危害： 加工困难；影响产品的物理性能及外表面加工困难；影响产品的物理性能及外表面光洁平整度；甚至会导致产品接头处断开光洁平整度；甚至会导致产品接头处断开等情况。等情况。橡胶工艺原理橡胶工艺原理预防焦烧的方法：预防焦烧的方法：n(1)胶料的设计要适宜、合理，如促进剂尽可胶料的设计要适宜、合理，如促进剂尽可能采取多种并用方式，抑制焦烧。为适应高能采取多种并用方式，抑制焦烧。为适应高温、高压、高速炼胶工艺，在配方中还可配用适温、高压、高速炼胶工艺，在配方中还可配用适量量(0.30.5份份) 的防焦剂。的

99、防焦剂。n(2)加强炼胶及后续工序中对胶料的冷却措加强炼胶及后续工序中对胶料的冷却措施，主要通过严控机温、辊温及保证有充沛的施，主要通过严控机温、辊温及保证有充沛的冷却水循环，使操作温度不逾越焦烧临界点。冷却水循环，使操作温度不逾越焦烧临界点。n(3)重视胶料半成品的管理，每批料应有流水重视胶料半成品的管理，每批料应有流水卡跟随，贯彻卡跟随，贯彻“先进先出先进先出”的存库原则，并规定的存库原则，并规定每每车料的最长留库时间，不得超越。库房应有良好车料的最长留库时间，不得超越。库房应有良好的通风条件。的通风条件。橡胶工艺原理橡胶工艺原理理想促进剂应具备的条件：理想促进剂应具备的条件：（a）焦烧时

100、间长，操作安全性好，加工）焦烧时间长，操作安全性好，加工 适应性好；适应性好；（b）热硫化速度快，硫化温度低；）热硫化速度快，硫化温度低；（c）硫化曲线平坦；硫化胶具有较好的机械）硫化曲线平坦；硫化胶具有较好的机械 强度及良好的耐老化性能；强度及良好的耐老化性能；（d）分散性好，无毒，无臭，无污染；）分散性好，无毒，无臭，无污染；（ e）来源广，价格低廉。）来源广，价格低廉。橡胶工艺原理橡胶工艺原理二噻唑类（二噻唑类（半超速，酸性半超速，酸性）n1.主要品种主要品种（1）促进剂）促进剂M （MBT） 0.51.5份份（2）促进剂）促进剂DM （MBTS） 0.82份份（3）促进剂）促进剂MZ

101、（ZMBT） 0.51.5份份橡胶工艺原理橡胶工艺原理 2.噻唑类促进剂的特性噻唑类促进剂的特性在以下三种场合还可作为防焦剂使用在以下三种场合还可作为防焦剂使用 使用秋兰姆多硫化物的硫化（无硫硫化体系）使用秋兰姆多硫化物的硫化（无硫硫化体系）使用二硫代氨基甲酸盐作促进剂的硫化。使用二硫代氨基甲酸盐作促进剂的硫化。使用乙烯基硫脲（巯基咪唑啉）或类似的化合物使用乙烯基硫脲（巯基咪唑啉）或类似的化合物作促进剂时氯丁橡胶的硫化。作促进剂时氯丁橡胶的硫化。焦烧时间较短；焦烧时间较短；硫化速度较快；硫化速度较快；硫化平坦性好；硫化平坦性好；赋予硫化胶较好的综合性能，无污染，但因赋予硫化胶较好的综合性能，无

102、污染，但因其有苦味，故不宜用于与食品接触的橡胶制品中。其有苦味，故不宜用于与食品接触的橡胶制品中。橡胶工艺原理橡胶工艺原理三次磺酰胺类（三次磺酰胺类（半超速，中性，后效性半超速，中性，后效性）结构通式：结构通式：1.主要品种主要品种 促促AZ 0.51.5份份 促促CZ 0.52份份 促促NS 0.51 份份 促促NOBS 0.51 份份 促促 DIBS 0.41.5份份 促促 DZ 0.511份份橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.次磺酰胺类促进剂的特性次磺酰胺类促进剂的特性 指促进剂具指促进剂具有较长的焦有较长的焦烧时间，较烧时间，较快的硫化速快的硫化速度等特点。度等特点。焦烧时间长，具有焦烧时间

103、长，具有后效性；后效性；硫化速度较快；硫化速度较快；硫化平坦性好；硫化平坦性好；赋予硫化胶较好的综合性能（比噻唑类好）。赋予硫化胶较好的综合性能（比噻唑类好）。不足：能使橡胶变色，有一定的污染，有苦味，不足：能使橡胶变色，有一定的污染，有苦味， 不适于纯白色及与食品接触的制品，也不适于纯白色及与食品接触的制品，也 不适于胶乳制品中。不适于胶乳制品中。橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.分子结构式与后效性的关系分子结构式与后效性的关系 n 裂解能的大小裂解能的大小 裂解能大，则焦烧时间长。裂解能大，则焦烧时间长。n 胺基的碱性强弱胺基的碱性强弱 胺基的碱性越强，焦烧时间越短，硫化速胺基的碱性越强，焦烧时

104、间越短，硫化速 度越快。度越快。n 胺基取代基的空间阻碍胺基取代基的空间阻碍 空间阻碍大，则焦烧时间长，空间阻碍大，则焦烧时间长， 硫化速度相应硫化速度相应较慢。较慢。 SN SH橡胶工艺原理橡胶工艺原理配方例子：配方例子：SBR基本配方基本配方 SBR 100 氧化锌氧化锌 3 硬脂酸硬脂酸 1 HAF 50 S 1.8 促促CZ 1.2 橡胶工艺原理橡胶工艺原理四秋兰姆类（四秋兰姆类（超速，酸性超速，酸性）结构通式：结构通式：1.主要品种主要品种一硫化四甲基秋兰姆（一硫化四甲基秋兰姆（TMTM）二硫化四丁基秋兰姆二硫化四丁基秋兰姆 （TBTS）二硫化四甲基秋兰姆二硫化四甲基秋兰姆 （TMT

105、D）二硫化四乙基秋兰姆（二硫化四乙基秋兰姆（ TETD）四硫化四甲基秋兰姆四硫化四甲基秋兰姆 （TMTT）橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.特性特性（1）焦烧时间短，硫化速度快，）焦烧时间短，硫化速度快，平坦性差。平坦性差。（2）作硫载体，代替硫黄作硫化剂使用。）作硫载体，代替硫黄作硫化剂使用。（3 3）无毒，不污染，不变色。无毒，不污染，不变色。橡胶工艺原理橡胶工艺原理配方例子：配方例子：IIR基本配方及帘布胶配方基本配方及帘布胶配方nIIR基本配方基本配方 IIR 100 ZnO 3 S 1.5 硬脂酸硬脂酸 1 HAF 50 促促TT 1n帘布胶配方（帘布胶配方（P304） NR 100 S

106、2.7 促促DM 0.9 促促TT 0.03 ZnO 5 硬脂酸硬脂酸 2.5 SRF 35 松焦油松焦油 3.5 防防4010 1 防防D 1橡胶工艺原理橡胶工艺原理五二硫代氨基甲酸盐类和黄原酸盐类五二硫代氨基甲酸盐类和黄原酸盐类（超速，酸性超速，酸性）结构通式：结构通式：二硫代氨基甲酸盐二硫代氨基甲酸盐 黄原酸盐黄原酸盐橡胶工艺原理橡胶工艺原理1.常见品种常见品种二硫代氨基二硫代氨基甲酸盐类甲酸盐类二甲基二硫代氨基甲酸锌（二甲基二硫代氨基甲酸锌（PZ） 二乙基二硫代氨基甲酸锌（二乙基二硫代氨基甲酸锌（ZDC） 乙基乙基苯基二硫代氨基甲酸锌（苯基二硫代氨基甲酸锌（PX）二甲基二硫代氨基甲酸铜

107、（二甲基二硫代氨基甲酸铜（COD ）黄原酸盐类黄原酸盐类正丁基黄原酸锌（正丁基黄原酸锌（ZBX）乙基黄原酸锌（乙基黄原酸锌（ZEX）橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.特性特性原因：原因：容易溶于橡胶中容易溶于橡胶中 都是络盐，容易被碱性物质极化，都是络盐，容易被碱性物质极化，极化后很容易与极化后很容易与RH结合，从而产生交联结合，从而产生交联反应。二烯类橡胶少用。反应。二烯类橡胶少用。 活性比秋兰姆更大，更易焦烧。活性比秋兰姆更大，更易焦烧。 临界温度低，促进效率强，更适合于在室温临界温度低，促进效率强，更适合于在室温或低温下硫化，能赋予硫化胶很大的定伸应力。或低温下硫化，能赋予硫化胶很大的定伸应力

108、。还可用于制造自硫胶浆和胶布。还可用于制造自硫胶浆和胶布。 多作为第二促进剂或低不饱和橡胶中的多作为第二促进剂或低不饱和橡胶中的 主促进剂，如主促进剂，如IIR，EPDM等。等。橡胶工艺原理橡胶工艺原理六、胍类促进剂（六、胍类促进剂（中速、碱性中速、碱性）n结构通式：结构通式：1.主要品种主要品种促促D或或DPG（二苯胍）（二苯胍） 促促DOTG（二邻甲苯胍）（二邻甲苯胍）橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.特性特性n焦烧时间短，硫化速度慢，硫化平坦性差。焦烧时间短，硫化速度慢，硫化平坦性差。n硫化中生成大量的多硫键和环化物，导致硫硫化中生成大量的多硫键和环化物，导致硫化胶硬度大，耐热耐老化性能差。化

109、胶硬度大，耐热耐老化性能差。n用于低温长时间的硫化，很少单独使用，多用于低温长时间的硫化，很少单独使用，多作为第二促进剂。作为第二促进剂。n 另外，因其无毒无味，常用于与食品接触另外，因其无毒无味，常用于与食品接触的制品。的制品。橡胶工艺原理橡胶工艺原理七、醛胺类促进剂（七、醛胺类促进剂（碱性，半超速，中速，慢速碱性，半超速，中速，慢速均有）均有）2.特性特性促促H（六次甲基四胺）慢速（六次甲基四胺）慢速促促808（丁醛与苯胺的缩合物）（丁醛与苯胺的缩合物） 半超速半超速促促AA或或AC（乙醛胺）慢速（乙醛胺）慢速除除808外，都是较弱的促进剂，不易焦烧，硫化外，都是较弱的促进剂，不易焦烧，硫

110、化 速度慢，硫化平坦性好。速度慢，硫化平坦性好。作第二促进剂。作第二促进剂。在厚制品，透明制品及浅色制品中可采用此类在厚制品，透明制品及浅色制品中可采用此类 促进剂。促进剂。1.主要主要 品种品种橡胶工艺原理橡胶工艺原理八、硫脲类（八、硫脲类（中速，中性中速，中性）n结构通式结构通式1.主要品种主要品种促促NA-22（乙烯基硫脲）（乙烯基硫脲）（2）促）促DBTU（二丁基硫脲）（二丁基硫脲）橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.特性特性n焦烧性差，促进作用慢，一般胶料中焦烧性差，促进作用慢，一般胶料中不使用，但在某些场合，如用秋兰姆多不使用，但在某些场合，如用秋兰姆多硫化物等硫黄给予体作硫化剂时，它具硫

111、化物等硫黄给予体作硫化剂时，它具有活化剂的作用。有活化剂的作用。n在在CR，CIIR等以金属氧化物作硫化剂等以金属氧化物作硫化剂的场合，它是优良的促进剂，几乎是专的场合，它是优良的促进剂，几乎是专用。用。橡胶工艺原理橡胶工艺原理本节小结本节小结：超速酸性超速酸性秋兰姆类：秋兰姆类：TT，TMTM，TMTT，TETD二硫代氨基甲酸盐类：二硫代氨基甲酸盐类：PZ，ZDC，PX，COD黄原酸类：黄原酸类：ZBX，ZEX半超速半超速噻唑类：噻唑类：M，DM，MZ次磺酰胺类：次磺酰胺类：AZ，CZ，NS，NOBS， DIBS， DZ促促808中速慢速中速慢速胍类胍类 ：D，DOTG醛胺类：醛胺类：H，A

112、A（AC）硫脲类：硫脲类：NA-22，DBTU橡胶工艺原理橡胶工艺原理九、常用促进剂的选用和并用九、常用促进剂的选用和并用n1选用原则选用原则 促进剂的工艺性能促进剂的工艺性能n 从工艺性能角度出发，从工艺性能角度出发，要求胶料不易焦烧，硫要求胶料不易焦烧，硫化速度快，而且不容易化速度快，而且不容易过硫。过硫。制品的使用性能制品的使用性能 要求硫化胶有良好的物要求硫化胶有良好的物理性能，硫化胶的性能由其理性能，硫化胶的性能由其网络结构所决定。网络结构所决定。橡胶工艺原理橡胶工艺原理*讨论题：以合成胶为基本材料的胎面胶配方，讨论题：以合成胶为基本材料的胎面胶配方，宜选用何种促进剂？宜选用何种促进

113、剂？n答：答： 胎面胶应具有的使用性能：机械强度高，耐磨胎面胶应具有的使用性能：机械强度高，耐磨性优异，较好的弹性、耐热性、耐老化性，生热性优异，较好的弹性、耐热性、耐老化性，生热低。低。 工艺性能上，最好的是次磺酰胺（因工艺性能上，最好的是次磺酰胺（因 以合成以合成胶为原料时，加入炉黑作补强剂，它对胶料有促焦胶为原料时，加入炉黑作补强剂，它对胶料有促焦烧作用，故要求促进剂有一定长的焦烧时间，为此烧作用，故要求促进剂有一定长的焦烧时间，为此可选择可选择 常硫量常硫量+次磺酰胺类这样一种硫化体次磺酰胺类这样一种硫化体系。系。橡胶工艺原理橡胶工艺原理2. 促进剂的并用促进剂的并用相互活化型相互活化

114、型活化主促进剂活化主促进剂活化主促进剂活化主促进剂互相抑制型互相抑制型酸酸碱型（碱型（AB型）型） 例如：例如：M + D（H）酸酸酸型（酸型（AA型）型） 例如：例如： ZDC+M（DM）中中碱型（碱型（NB型）型） 例如：例如：CZ+ D（H）中中酸型（酸型（NA型）型） 例如：例如：CZ + DM（TT/ PZ）橡胶工艺原理橡胶工艺原理第三节第三节 活性剂和防焦剂活性剂和防焦剂n一、活性剂一、活性剂概念概念 能增加促进剂的化学活性，能增加促进剂的化学活性，提高硫化效率，改善硫化胶性能的提高硫化效率，改善硫化胶性能的化学药品。化学药品。1.种类种类（1）无机类：）无机类： ZnO、MgO、

115、PO、 SnCl2 （2）有机类：）有机类： 硬脂酸（锌）、月桂酸（锌）硬脂酸（锌）、月桂酸（锌）、二乙醇胺、二苯基胺等、二乙醇胺、二苯基胺等橡胶工艺原理橡胶工艺原理 用量：氧化锌：用量：氧化锌：35份；硬脂酸：份；硬脂酸：0.52份。份。 作用：作用： 活化整个硫化体系；活化整个硫化体系； 提高了硫化胶的交联密度；提高了硫化胶的交联密度； 提高硫化胶的耐热老化性能。提高硫化胶的耐热老化性能。2. 氧化锌和硬脂酸的用量及作用氧化锌和硬脂酸的用量及作用橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、防焦性（硫化迟延剂）二、防焦性（硫化迟延剂）n1.概念概念 能抑制产生早期硫化的化学药品，称为防焦能抑制产生早期硫化的

116、化学药品，称为防焦剂或硫化迟延剂。剂或硫化迟延剂。2.防焦剂种类防焦剂种类n（1）酸类和酸酐类化合物）酸类和酸酐类化合物 水杨酸（邻羟基苯甲酸）水杨酸（邻羟基苯甲酸） 邻苯二甲酸邻苯二甲酸 邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐n（2）亚硝基二苯胺）亚硝基二苯胺NDPA或或NA n（3）防焦剂）防焦剂CTP或或PVI橡胶工艺原理橡胶工艺原理n本章小结：本章小结：1.硫化剂品种类型及特性，硫化胶结构和性能硫化剂品种类型及特性，硫化胶结构和性能 的关系，硫黄硫化体系的配合及其它非硫硫化的关系，硫黄硫化体系的配合及其它非硫硫化 体系。体系。2.促进剂的作用、品种类型及工艺特性；促进剂的作用、品种类型及工艺特性；

117、促进剂的选用、并用。促进剂的选用、并用。3.活性剂和防焦剂的作用、品种类型及特性。活性剂和防焦剂的作用、品种类型及特性。橡胶工艺原理橡胶工艺原理第二章第二章 作业作业n1.简述硫黄硫化体系的几种典型配合。简述硫黄硫化体系的几种典型配合。n2.指出下列促进剂的化学名称、结构式指出下列促进剂的化学名称、结构式和硫化特性：和硫化特性： 促进剂促进剂 D、DM、M、CZ、NOBS、DZ、TMTD、PZ、NA-22思考题：思考题：P302 题题16、17、22、23橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第三章第三章 补强与填充剂补强与填充剂n学习要求学习要求n概述概述n第一节第一节 炭黑的品种和分类炭黑的品种和分类

118、n第二节第二节 炭黑的基本性质炭黑的基本性质n第三节第三节 白炭黑白炭黑n第四节第四节 矿质填充剂矿质填充剂橡胶工艺原理橡胶工艺原理第三章第三章 补强与填充剂补强与填充剂学习要求学习要求学习目的：学习目的： 通过学习能全面了解橡胶工业中所使用的填通过学习能全面了解橡胶工业中所使用的填料，能掌握填料中的常用品种，其基本性质及其料，能掌握填料中的常用品种，其基本性质及其对橡胶性能的影响。对橡胶性能的影响。学习重点：学习重点： 粒状填料的主要品种及应用，炭黑的基本性粒状填料的主要品种及应用，炭黑的基本性质及其对橡胶的补强作用。质及其对橡胶的补强作用。学习难点：学习难点： 炭黑的基本性质对橡胶的补强作

119、用。炭黑的基本性质对橡胶的补强作用。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 1.基本概念基本概念补强剂：指能提高橡胶制品物理补强剂：指能提高橡胶制品物理 机械性能的填料。机械性能的填料。填充剂：指能增加橡胶制品的容积，填充剂：指能增加橡胶制品的容积， 降低含胶率，降低成本的填料。降低含胶率，降低成本的填料。概概 述述橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.填料的分类填料的分类 按颜色分按颜色分按来源分按来源分按作用分按作用分补强剂补强剂填充剂填充剂黑色填料黑色填料非黑色填料非黑色填料有机填料有机填料无机填料无机填料粒状填料粒状填料树脂填料树脂填料纤维填料纤维填料按形状分按形状分橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第一节第一节 炭

120、黑的品种和分类炭黑的品种和分类n炭黑的分类：炭黑的分类：炭黑炭黑按制法分按制法分炉法炭黑炉法炭黑槽法炭黑槽法炭黑热裂法热裂法新工艺炭黑新工艺炭黑按作用分类按作用分类硬质炭黑硬质炭黑软质炭黑软质炭黑按按ASTM-1765-81标准分类：由四位数码标准分类：由四位数码 组成一个炭黑的代号（名称）组成一个炭黑的代号（名称）橡胶工艺原理橡胶工艺原理一、接触法炭黑（一、接触法炭黑（槽黑，呈酸性槽黑，呈酸性，属，属硬质炭黑硬质炭黑） n1.主要品种主要品种（1）天然气槽黑（以天然气为原料）天然气槽黑（以天然气为原料）PH 较低。较低。易混槽黑易混槽黑 EPC （Easy processing channe

121、l black），）， S300可混槽黑可混槽黑 MPC（Medium processing channel black），），S301（2）混气炭黑混气炭黑（3）辊筒炭黑辊筒炭黑（4）导电槽法炭黑（）导电槽法炭黑（CC），粒子粗，电阻很小。），粒子粗，电阻很小。橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.基本性质基本性质（1）粒子较细，对）粒子较细，对NR的补强作用大，强伸性的补强作用大，强伸性 能、抗撕裂性能和抗切割性能好。能、抗撕裂性能和抗切割性能好。（2）含氧量高，呈酸性，迟延硫化。）含氧量高，呈酸性，迟延硫化。（3）主要用于）主要用于NR中，制轮胎胎面胶，合成胶中，制轮胎胎面胶，合成胶 中少用。中少

122、用。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、油基炉法炭黑（二、油基炉法炭黑（碱性碱性，属，属硬质炭黑硬质炭黑） 1.主要品种主要品种 （1）超耐磨炉黑）超耐磨炉黑 SAF （Supper abrasion furnace black），），N110 （2）中超耐磨炉黑）中超耐磨炉黑 ISAF （Intermediate Supper abrasion furnace black），）， N220 高结构中超耐磨炉黑高结构中超耐磨炉黑 HS-ISAF，N242 低结构中超耐磨炉黑低结构中超耐磨炉黑 LS-ISAF，N219 （3）高耐磨炉黑）高耐磨炉黑 HAF （High abrasion furnace

123、 black），），N330 高结构高耐磨炉黑高结构高耐磨炉黑 HS-HAF，N347 低结构高耐磨炉黑低结构高耐磨炉黑 LS-HAF，N326橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.基本性质基本性质对对NR和合成橡胶均很适用；和合成橡胶均很适用；粒子细，为高补强性的硬质炭黑；粒子细，为高补强性的硬质炭黑；含氧量少，呈碱性，起促进硫化的作用；含氧量少，呈碱性，起促进硫化的作用；广泛用于要求耐磨性好的制品，如轮胎胎面胶。广泛用于要求耐磨性好的制品，如轮胎胎面胶。橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、气基炉法炭黑（瓦斯炉法炭黑，补强性小，三、气基炉法炭黑（瓦斯炉法炭黑，补强性小，属属软质炭黑软质炭黑）n1.快压出炉黑快

124、压出炉黑 FEF （Fast extruding furnace black），N550 n2.细粒子炉黑细粒子炉黑 FF （Fine furnace black），N440n3.通用炉黑通用炉黑 GPF（General purpose furnace black），N660n4.高定伸炉黑高定伸炉黑 HMF （High modulus furnace black），N601n5.半补强炉黑半补强炉黑 SRF（Semi-reinforcing furnace black），N754， N765橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、热裂法（四、热裂法（软质炭黑软质炭黑，基本无补强作用）和其，基本无补强作用

125、）和其它类型炭黑它类型炭黑n1.细粒子热裂法炉黑细粒子热裂法炉黑 FT （Fine thermal black），N880n2.中粒子热裂法炉黑中粒子热裂法炉黑 MT （Medium thermal black），），N990n3.导电炉黑导电炉黑 CF （Conductive furnace black），N293n4.乙炔炭黑乙炔炭黑 ACET（Acetylene black）n5.新工艺炭黑新工艺炭黑 多用炉黑多用炉黑 MPF；全用炉黑；全用炉黑APF； 超易操作炉黑超易操作炉黑SPF。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理讨论题：讨论题：在配制合成胶胎面时在配制合成胶胎面时应选用何种炭黑，为什么？

126、应选用何种炭黑，为什么？橡胶工艺原理橡胶工艺原理 答：答： 胎面胶要求：机械强度高，耐磨性优异，胎面胶要求：机械强度高，耐磨性优异，较好的弹性、耐热性、耐老化性，生热低。较好的弹性、耐热性、耐老化性，生热低。 合成胶自补强性差，应选用补强性大的炭黑合成胶自补强性差，应选用补强性大的炭黑（硬质炭黑），槽黑对合成胶补强性不大，而炉（硬质炭黑），槽黑对合成胶补强性不大，而炉黑中黑中SAF粒子太细，不易分散，加工性能不好，粒子太细，不易分散，加工性能不好，因此采用因此采用ISAF、HAF较合适。较合适。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第二节第二节 炭黑的基本性质炭黑的基本性质碳氢碳氢化合物化合物高温热裂解高

127、温热裂解脱氢环化脱氢环化平行重叠平行重叠六角形网状平面六角形网状平面微晶体微晶体组合组合基本粒子基本粒子微晶体微晶体规整性：热裂法炭黑规整性：热裂法炭黑气基炉法炭黑气基炉法炭黑槽黑槽黑炉炉黑黑一、炭黑的基本结一、炭黑的基本结构构橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、炭黑的化学组成二、炭黑的化学组成C（95%以上），少量的以上），少量的H、S、O及其它杂质和及其它杂质和水分。水分。橡胶工艺原理橡胶工艺原理1.炭黑粒子的化学活性炭黑粒子的化学活性和表面化学性质和表面化学性质化学活性来源于：化学活性来源于：粒子中微晶结构的不饱粒子中微晶结构的不饱和性；和性；粒子表面上的含氧基团。粒子表面上的含氧基团。2.炭黑

128、粒子的大小炭黑粒子的大小影响补强性能的第二因素影响补强性能的第二因素（广度因素）（广度因素）炭黑补强的第一因素炭黑补强的第一因素（强度因素）（强度因素）三、炭黑的基本性质三、炭黑的基本性质橡胶工艺原理橡胶工艺原理3炭黑粒子的结构性炭黑粒子的结构性影响补强性能的第影响补强性能的第三因素，三因素，形状因素形状因素基本概念基本概念炭黑的一次结构炭黑的一次结构（基本聚集体，（基本聚集体，聚熔体，聚熔体，永久结构永久结构)炭黑的二次结构炭黑的二次结构（次级聚集体）（次级聚集体）指炭黑在制造过程中，指炭黑在制造过程中，粒子间互相融结而形成粒子间互相融结而形成的链枝状或葡萄状的聚的链枝状或葡萄状的聚集体。集

129、体。指两个或两个以上基指两个或两个以上基本聚集体，通过范德本聚集体，通过范德华力（物理吸附）的华力（物理吸附）的作用连结成的疏松缔作用连结成的疏松缔合物。合物。橡胶工艺原理橡胶工艺原理结构性结构性指炭黑粒子连接成长链并融指炭黑粒子连接成长链并融结在一起而成的三度空间的结在一起而成的三度空间的聚集倾向。聚集倾向。 结构性的结构性的表示方法表示方法 指每克炭黑吸油的毫升数常用指每克炭黑吸油的毫升数常用DBP（邻苯二甲酸二丁酯）来测（邻苯二甲酸二丁酯）来测量，称为量，称为DBP吸油值吸油值。形状因素（早期使用形状因素（早期使用）形态因素（近年来形态因素（近年来使用使用）吸油值吸油值橡胶工艺原理橡胶工

130、艺原理形状因素形状因素F=L/W不对称度不对称度=等效椭圆的长半径等效椭圆的长半径等效椭圆的短半径等效椭圆的短半径松密度松密度=等效椭圆面积等效椭圆面积炭黑聚集体平面投影面积炭黑聚集体平面投影面积橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、炭黑的用量四、炭黑的用量n一般为一般为4050份份 。炭黑用量对补强性的影响表现在：炭黑用量对补强性的影响表现在： 硬度、定伸应力和生热性等，随炭黑增量硬度、定伸应力和生热性等，随炭黑增量 出现单调增大；出现单调增大； 回弹性，伸长率等随炭黑增量出现单调下降；回弹性，伸长率等随炭黑增量出现单调下降； 抗张强度，撕裂强度及耐磨耗性等随炭黑抗张强度，撕裂强度及耐磨耗性等随炭黑

131、增量出现最大值。增量出现最大值。橡胶工艺原理橡胶工艺原理五、炭黑对橡胶的补强作用机理五、炭黑对橡胶的补强作用机理代表性的补强理论代表性的补强理论分子链分子链滑动学说滑动学说“微观多相微观多相结构结构”理论理论橡胶工艺原理橡胶工艺原理炭黑粒子炭黑粒子自由橡胶自由橡胶大分子大分子A相相(液态液态)交联橡胶分子交联橡胶分子B相相炭黑粒子表面炭黑粒子表面的橡胶层的橡胶层C相相(似玻璃态似玻璃态)橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第三节第三节 白炭黑白炭黑n白炭黑结构式为：白炭黑结构式为：SiO2 nH2O1. 品种品种天然的硅酸天然的硅酸或硅酸盐或硅酸盐合成的含水合成的含水微粒硅胶微粒

132、硅胶根据制造方法不同分为：根据制造方法不同分为：干法白炭黑（气相白炭黑）干法白炭黑（气相白炭黑）湿法白炭黑（沉淀白炭黑）湿法白炭黑（沉淀白炭黑）橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.白炭黑与炭黑性质比较白炭黑与炭黑性质比较性质性质 HAF 干法白炭黑干法白炭黑 湿法白炭黑湿法白炭黑色相色相 黑色黑色 白色白色 白色白色 粒径粒径/nm 2645 1525 2040 比表面积比表面积/m2/g 70100 100 70 吸油值吸油值/ml/g 1.01.2 2.63.5 2.32.6 pH值值 79.5 46 69 水份水份/% 2 35 68对水的性质对水的性质 疏水性疏水性 亲水性亲水性 亲水性亲水性

133、橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、白炭黑对橡胶的补强效果二、白炭黑对橡胶的补强效果 用量用量 SBR NR 硅橡胶硅橡胶 0份份 2.4 28.0 1 60份（气相）份（气相） 24.0 9.0 45份（气相）份（气相） 4.5 60份（沉淀）份（沉淀） 23.0 22.0 补强效果补强效果 大大 小小 大大注注:表中数据为拉伸强度表中数据为拉伸强度/MPa橡胶工艺原理橡胶工艺原理 白炭黑硫化胶的白炭黑硫化胶的主要特点主要特点： 具有较高的拉伸强度和撕裂强度，具有较高的拉伸强度和撕裂强度， 生热大，耐热性和电绝缘性好，但生热大，耐热性和电绝缘性好，但永久变形大，硬度较高。且白炭黑永久变形大，硬度较高

134、。且白炭黑有迟延硫化作用有迟延硫化作用 。橡胶工艺原理橡胶工艺原理配方例子配方例子1.硅橡胶耐热胶垫硅橡胶耐热胶垫MVQ 100气相白炭黑气相白炭黑 100 BPO 1.5硅油硅油 5氧化锌氧化锌 52.硅橡胶密封制品硅橡胶密封制品MVQ 100沉淀白炭黑沉淀白炭黑 50膏状膏状BP（50%） 1二苯基硅二醇二苯基硅二醇 3.5氧化锌氧化锌 15橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第四节第四节 矿质填充剂矿质填充剂一常见的矿质填充剂及特性一常见的矿质填充剂及特性1碳酸钙（碳酸钙（CaCO3）硫化胶特性：硫化胶特性： 回弹性、耐回弹性、耐屈挠性较好、屈挠性较好、永久变形较小永久变形较小，但定伸应力，但定伸

135、应力、耐磨性不好。、耐磨性不好。 主要品种：主要品种：重质碳酸钙重质碳酸钙轻质碳酸钙轻质碳酸钙用途：用途：广泛用于非轮胎系统广泛用于非轮胎系统 橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.陶土（高岭土陶土（高岭土粘土、瓷土粘土、瓷土 ）主要品种：主要品种：硬质陶土，粒径小硬质陶土，粒径小软质陶土，粒径大软质陶土，粒径大化学组成：化学组成：Al2O32SiO2nH2O用途：用途：广泛用于广泛用于非轮胎非轮胎系统系统陶土可提高陶土可提高硫化胶的定硫化胶的定伸应力、硬伸应力、硬度和耐磨性度和耐磨性橡胶工艺原理橡胶工艺原理配方例子：绝缘手套配方例子：绝缘手套 P163 NR 100 促促TT 3.8 ZnO 1 促促

136、M 1.5 硬质炭黑硬质炭黑 15 陶土陶土 57 硬脂酸硬脂酸 2 防防D 1 石蜡石蜡 2.5 锭子油锭子油 1 白油膏白油膏 5橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.碳酸镁碳酸镁(MgCO3) 其折光率与橡胶的相近，可作其折光率与橡胶的相近，可作半透明，透明橡胶制品及体育用品半透明，透明橡胶制品及体育用品的填料，能使硫化胶耐热性能好，的填料，能使硫化胶耐热性能好，生热低，但撕裂强度低。生热低，但撕裂强度低。配方例子配方例子4.硫酸钡硫酸钡（BaSO4） 比重大，化学惰性相当高，比重大，化学惰性相当高，广泛用作填充剂及着色剂。广泛用作填充剂及着色剂。 配方例子配方例子橡胶工艺原理橡胶工艺原理1.配方

137、例子：篮球外皮胶配方例子：篮球外皮胶NR 70 SBR 30 氧化锌氧化锌 5 硬脂酸硬脂酸 1.5防防A 0.5 防防264 1石蜡石蜡 1 轻质碳酸钙轻质碳酸钙70碳酸镁碳酸镁 6 立德粉立德粉 11促促DM 0.35 促促CZ 0.6桔黄桔黄 1 硫黄硫黄 2.2n2.耐酸碱性胶料耐酸碱性胶料 P159 NR 100 硬质炭黑硬质炭黑 15 ZnO 2 硬脂酸硬脂酸 2 BaSO4 20 石蜡石蜡 1.5 松焦油松焦油 1 促促M 1.5 防防D 0.5 促促D 0.25 S 2 橡胶工艺原理橡胶工艺原理5.其它类型其它类型矿质填料矿质填料 滑石粉滑石粉石棉粉石棉粉石膏石膏立德粉立德粉(

138、锌钡白锌钡白)钛白粉（钛白粉（TiO2）三氧化二铁三氧化二铁氧化锌氧化锌氧化镁等。氧化镁等。橡胶工艺原理橡胶工艺原理配方例子配方例子n1.输液橡胶瓶塞输液橡胶瓶塞NR 100 碳酸钙碳酸钙 105ZnO 4 立德粉立德粉 10硬脂酸硬脂酸 2 凡士林凡士林 10促促DM 1.5 促促D 0.25 防防264 0.5 S 1.8 促促TT 0.052.耐热密封垫圈（耐耐热密封垫圈（耐177喷气机燃料油）喷气机燃料油） P153 NBR-40 100 促促TT 0.25 ZnO 5 硫基乙酸硫基乙酸 5 硬脂酸硬脂酸 1.5 防防H 3 S 0.5 超轻质燃烧超轻质燃烧MgO 100橡胶工艺原理橡

139、胶工艺原理二二.矿质填料对橡胶性能的影响矿质填料对橡胶性能的影响粒子大小粒子大小粒子的形状粒子的形状粒子的表面性质：粒子的表面性质： 表面活性表面活性 表面状态表面状态 酸碱性酸碱性橡胶工艺原理橡胶工艺原理n三三.矿质填充剂的表面活化处理矿质填充剂的表面活化处理1.用表面活性剂进行表面处理用表面活性剂进行表面处理 表面活性剂为一种分子结构中带有亲水部分表面活性剂为一种分子结构中带有亲水部分和亲油部分组成的物质。和亲油部分组成的物质。 如脂肪酸、树脂酸等。如脂肪酸、树脂酸等。硬脂酸改性碳酸钙：硬脂酸改性碳酸钙：橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.2.用硅烷偶联剂处理用硅烷偶联剂处理 偶联剂是一类能增进无

140、机与有机粘合的物质。偶联剂是一类能增进无机与有机粘合的物质。 通式通式 R-Si-X3 R为有机官能团如：乙烯基、胺基、硫醇基、为有机官能团如：乙烯基、胺基、硫醇基、环氧基等；环氧基等； X为水解性的卤基或烷氧基等。为水解性的卤基或烷氧基等。注：注：硅烷中所含的有机官能基必须根据橡胶的硫硅烷中所含的有机官能基必须根据橡胶的硫化体系来选择。化体系来选择。橡胶工艺原理橡胶工艺原理巯基硅烷改性陶土与二烯类橡胶的反应：巯基硅烷改性陶土与二烯类橡胶的反应：H2O陶土陶土橡胶工艺原理橡胶工艺原理 纤维填料纤维填料纤维材料种类纤维材料种类n纤维素（包括棉纤维和人造纤维素（包括棉纤维和人造丝）合成纤维、玻璃纤

141、维等。丝）合成纤维、玻璃纤维等。 其长度其长度5mm左右，长径比左右，长径比30200短纤维补强短纤维补强的特点的特点 与炭黑比，它具有高定伸、与炭黑比，它具有高定伸、耐切割、耐撕裂、耐刺穿、耐切割、耐撕裂、耐刺穿、低生热、低压缩变形等，但低生热、低压缩变形等，但补强性不如炭黑，加工比较补强性不如炭黑，加工比较麻烦。性能有各向异性。麻烦。性能有各向异性。橡胶工艺原理橡胶工艺原理n本章小结：本章小结： 1.炭黑按作用功能分类炭黑按作用功能分类 硬质炭黑硬质炭黑：槽黑（：槽黑（EPC，MPC等）；等）； 炉黑炉黑 （SAF，ISAF，HAF） 软质炭黑软质炭黑：气基炉法炭黑（：气基炉法炭黑（FEF

142、，FF，GPF， HMF，SRF）；）； 热裂法炭黑（热裂法炭黑（FT，MT，CF，ACET）2.炭黑的三个基本性质炭黑的三个基本性质 3.浅色填料浅色填料 白炭黑，陶土，碳酸钙，碳酸镁，硫酸钡白炭黑，陶土，碳酸钙，碳酸镁，硫酸钡等，由于其表面活性较低，故常常需要进行表面等，由于其表面活性较低，故常常需要进行表面活化处理。活化处理。橡胶工艺原理橡胶工艺原理n思考题：思考题：P303题题32、33、34、40 作业作业: 指出下列炭黑的中文名称，相应的指出下列炭黑的中文名称，相应的ASTM标号，标号，有何特性有何特性? HAF、ISAF、HS-ISAF、LS-HAF、MPC、FEF、EPC、GP

143、F、SRF、ACET橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第四章软化剂与增塑剂第四章软化剂与增塑剂n学习要求学习要求n概述概述n第一节第一节 石油系软化剂石油系软化剂n第二节第二节 动植物油系软化剂动植物油系软化剂n第三节第三节 煤焦油系软化剂煤焦油系软化剂n第四节酯类增塑剂第四节酯类增塑剂n第五节软化剂、增塑剂的作用机理第五节软化剂、增塑剂的作用机理n第六节第六节 软化剂和增塑剂的选择软化剂和增塑剂的选择橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第四章第四章 软化剂与增塑剂软化剂与增塑剂学习要求学习要求学习目的：学习目的： 通过本章的学习能掌握软化剂，增塑剂的作用通过本章的学习能掌握软化剂，增塑剂的作用及主要品种类型，

144、理解其对橡胶的增塑原理及如及主要品种类型，理解其对橡胶的增塑原理及如何选用。何选用。 学习重点：学习重点： 各类软化剂，增塑剂的常用品种及使用特点；各类软化剂，增塑剂的常用品种及使用特点；判断橡胶与增塑剂互溶性的基本原则。判断橡胶与增塑剂互溶性的基本原则。学习难点：学习难点： 软化剂的选择。软化剂的选择。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理一、软化剂、一、软化剂、增塑剂概念增塑剂概念 指能起增加橡胶塑性作用的指能起增加橡胶塑性作用的物质物质。二、软化剂、二、软化剂、增塑剂在胶料增塑剂在胶料中的作用中的作用1.增加塑性、流动性，便于增加塑性、流动性，便于加工；加工；2. 降低混炼温度和胶料的粘降低混炼温度

145、和胶料的粘度，有利于配合剂分散，达到度，有利于配合剂分散，达到节能目的；节能目的；3. 使硫化胶的伸长率、回弹性使硫化胶的伸长率、回弹性高，低温性能好，生热小。高，低温性能好，生热小。概概 述述橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、应用上三、应用上的差异的差异软化剂软化剂为非极性物质，为非极性物质，来源于天然物质，常用于来源于天然物质，常用于非极性橡胶非极性橡胶中。中。增塑剂增塑剂为极性物质，多数是为极性物质，多数是人工合成产物，多半用于人工合成产物，多半用于极性橡胶和塑料极性橡胶和塑料中。中。橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、作用机理四、作用机理的差异的差异化学增塑剂化学增塑剂：即塑解剂即塑解剂,是通过是通

146、过化学塑解作用来化学塑解作用来使橡胶增加塑性使橡胶增加塑性.五、类型五、类型按其来源不同分为：按其来源不同分为： 矿物油系；动植物油系；矿物油系；动植物油系； 合成增塑剂合成增塑剂按作用方式分为：按作用方式分为：内增塑剂和外增塑剂内增塑剂和外增塑剂物理增塑剂物理增塑剂：是通过物理的是通过物理的作用来使橡胶作用来使橡胶增加塑性。增加塑性。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第一节第一节 石油系软化剂石油系软化剂n一、操作油及其类似物一、操作油及其类似物n1.操作油的组成和结构操作油的组成和结构 操作油主要是由分子量在操作油主要是由分子量在300600左右含左右含20个或个或20个以上碳原子的烃类化合物所

147、组成。个以上碳原子的烃类化合物所组成。其中的结构烃有链烷烃、环烷烃和芳香烃。其中的结构烃有链烷烃、环烷烃和芳香烃。 n2.操作油的品种操作油的品种 包括包括链烷油、环烷油和芳烃油链烷油、环烷油和芳烃油 橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.操作油的操作油的性能指标分类性能指标分类按化学性质分为：按化学性质分为：按物理性质分：按物理性质分：氮碱氮碱沥青质沥青质第一类硫酸亲和物第一类硫酸亲和物第二类硫酸亲和物第二类硫酸亲和物石油烃石油烃比重（密度）比重（密度）粘度粘度苯胺点苯胺点粘度比重常数（粘度比重常数（VGC）橡胶工艺原理橡胶工艺原理4.操作油对操作油对橡胶性能橡胶性能的影响的影响（1）对降低粘度，有利

148、于混炼及）对降低粘度，有利于混炼及促进硫化的影响。促进硫化的影响。 芳烃油环烷油链烷油芳烃油环烷油链烷油（2）对有利于挤出操作的影响）对有利于挤出操作的影响 链烷油环烷油芳烃油链烷油环烷油芳烃油（3）对硫化胶性能的影响）对硫化胶性能的影响橡胶工艺原理橡胶工艺原理5.用途用途（1）作为加工操作助剂）作为加工操作助剂 以链烷油为主，用以链烷油为主，用 量为量为5份左右。份左右。（2）作一般的软化剂）作一般的软化剂 环烷油、芳烃油均环烷油、芳烃油均 可，用量为可，用量为1015份。份。（3）作增粘剂）作增粘剂 以芳烃油为主，以芳烃油为主，15份以上。份以上。（4）作增容剂）作增容剂 2050份，有时

149、可多些。份，有时可多些。橡胶工艺原理橡胶工艺原理6.操作油的类似物操作油的类似物机械油机械油锭子油锭子油软化重油软化重油变压器油变压器油三线油、五线油三线油、五线油橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、其它石油系软化剂二、其它石油系软化剂1.凡士林凡士林 功用：与橡胶互溶性差，主要作为润滑性的功用：与橡胶互溶性差，主要作为润滑性的软化剂使用。有时会喷出表面，也可作为软化剂使用。有时会喷出表面，也可作为物理防老剂使用。物理防老剂使用。配方例子：绿色海绵拖鞋底配方例子：绿色海绵拖鞋底2.石蜡石蜡 功用：与橡胶相容功用：与橡胶相容性差，对橡胶有润滑性差，对橡胶有润滑作用，可作加工助剂使作用，可作加工助剂使用用

150、 ；又作为物理防老剂；又作为物理防老剂 。3.沥青及矿质橡胶沥青及矿质橡胶 功用：能提高胶料的功用：能提高胶料的粘着性和塑性粘着性和塑性 ，对橡胶，对橡胶制品兼有一定的补强作制品兼有一定的补强作用用 ，但有迟延硫化的，但有迟延硫化的作用作用 。橡胶工艺原理橡胶工艺原理配方例子：绿色海绵拖鞋底配方例子：绿色海绵拖鞋底NR 100 松香松香 5ZnO 5 210树脂树脂 25硬脂酸硬脂酸 7 酞青绿酞青绿 2.1防防D 1 醇溶黄醇溶黄 0.75石蜡石蜡 7 发泡剂发泡剂H 6.5陶土陶土 37 促促M 1.15MgCO3 40 促促DM 1.15立德粉立德粉 15 硫黄硫黄 3.5凡士林凡士林

151、5 白矿油白矿油 1.5松香改性酚醛树脂，松香改性酚醛树脂，控制发孔及均匀，控制发孔及均匀，支撑壁孔，使制品支撑壁孔，使制品有挺性。有挺性。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理配方例子：轮胎胎面胶及帘布胶配方例子：轮胎胎面胶及帘布胶 胎面胶胎面胶 帘布胶帘布胶天然橡胶天然橡胶 100 100硫黄硫黄 2.6 2.7促促M 0.4 促促TMTD 0.03氧化锌氧化锌 5 5硬脂酸硬脂酸 3 2.5HAF 35 混气炭黑混气炭黑 15 SRF 35松焦油松焦油 3.5 3.5防防A 1 防防D 1 1防防4010 1 1石蜡石蜡 1 橡胶工艺原理橡胶工艺原理第二节动植物油系软化剂第二节动植物油系软化剂一、松

152、油系软化剂一、松油系软化剂1. 松香松香2. 岐化松香岐化松香（氢化松香）（氢化松香） 能增加胶料的塑性和粘着性，能增加胶料的塑性和粘着性，易与硫黄作用，能促使胶料老化，易与硫黄作用，能促使胶料老化，并有迟延硫化的作用，主要用于并有迟延硫化的作用，主要用于擦布胶（帘布胶）及胶浆擦布胶（帘布胶）及胶浆中。中。 能增加能增加NR和合成橡胶的粘着性，和合成橡胶的粘着性，促使填料均匀分散，耐老化，无促使填料均匀分散，耐老化，无迟延硫化的作用，特别适用于迟延硫化的作用，特别适用于SBR橡胶工艺原理橡胶工艺原理3. 松焦油松焦油 与橡胶互溶性好，工艺性能较与橡胶互溶性好，工艺性能较好，有补强性，低温下有迟

153、延硫好，有补强性，低温下有迟延硫化防止焦烧的作用，会加速橡胶化防止焦烧的作用，会加速橡胶的老化。主要用于的老化。主要用于NR和和SBR 4.妥尔油妥尔油（松浆油）（松浆油） 性能与松焦油相近，是优良的橡胶性能与松焦油相近，是优良的橡胶再生软化剂，也可作为一般橡胶的增再生软化剂，也可作为一般橡胶的增塑剂，用量塑剂，用量45份。份。橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、脂肪油系软化剂二、脂肪油系软化剂1.油膏油膏2.硬脂酸硬脂酸3.油酸油酸 又称硫化油膏，包括黑油膏和又称硫化油膏，包括黑油膏和白油膏。为良好的加工操作助剂白油膏。为良好的加工操作助剂和增容剂，可防止喷硫以及日光和增容剂，可防止喷硫以及日光老化

154、龟裂。老化龟裂。擦字橡皮配方擦字橡皮配方 与橡胶有很好的互溶性，能促与橡胶有很好的互溶性，能促使炭黑、氧化锌等粉状配合剂在胶使炭黑、氧化锌等粉状配合剂在胶料中均匀分散。本品还是主要的硫料中均匀分散。本品还是主要的硫化活性剂。化活性剂。 对生胶有很好的软化作用，并可使对生胶有很好的软化作用，并可使ZnO活化，故可作为软化剂及活性剂，活化，故可作为软化剂及活性剂，但有增加橡胶老化的倾向。但有增加橡胶老化的倾向。橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理配方例子：擦字橡皮配方例子：擦字橡皮1.铅笔用擦字橡皮铅笔用擦字橡皮 2.钢笔、圆珠笔用擦字橡皮钢笔、圆珠笔用擦字橡皮 NR 100 NR 1

155、00 氧化锌氧化锌 21 氧化锌氧化锌 21 氧化镁氧化镁 6 氧化镁氧化镁 6 轻质碳酸钙轻质碳酸钙 380 氧化铝氧化铝 400立德粉立德粉 171 轻质碳酸钙轻质碳酸钙 340 白油膏白油膏 915 白油膏白油膏 560促促M 10 促促M 10 促促TT 13.7 促促TT 10合计合计 1616.7 合计合计 1444橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第三节煤焦油系软化剂第三节煤焦油系软化剂古马隆树脂古马隆树脂 液体古马隆液体古马隆聚合度低，常用作软化剂和增粘剂聚合度低，常用作软化剂和增粘剂固体古马隆固体古马隆聚合度高，常用作软化剂和补强剂聚合度高，常用作软化剂和补强剂橡胶工艺原理橡胶工艺原

156、理古马隆树脂的性能古马隆树脂的性能1.与各种橡胶的互溶性好，用于极性或非极性橡胶中。与各种橡胶的互溶性好，用于极性或非极性橡胶中。2.工艺性能好。工艺性能好。3.液体古马隆有很好的增粘性能，可用于制备胶浆液体古马隆有很好的增粘性能，可用于制备胶浆 及半成品粘合。及半成品粘合。 4.固体古马隆补强性大，且对胶料的硫化及耐老化固体古马隆补强性大，且对胶料的硫化及耐老化 性能基本无影响。性能基本无影响。5.古马隆适用于古马隆适用于NR及合成橡胶及合成橡胶中，用量不超中，用量不超15份。份。橡胶工艺原理橡胶工艺原理例：几种软化剂性能的比较例：几种软化剂性能的比较性能性能 固体古马隆固体古马隆 沥青沥青

157、 松焦油松焦油 重柴油重柴油拉伸强度拉伸强度/MPa 23.5 20.3 19.3 19.6伸长率伸长率/% 664 754 667 537硬度（邵尔硬度（邵尔A）/度度 63 61 65 62300%定伸应力定伸应力/MPa 7.4 4.8 5.7 8.8撕裂强度撕裂强度/（KN/m） 131 98 102 77橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第四节酯类增塑剂第四节酯类增塑剂一、邻苯二一、邻苯二甲酸酯类甲酸酯类结构通式：结构通式：主要品种：主要品种：邻苯二甲酸二辛酯邻苯二甲酸二辛酯DOP邻苯二甲酸二丁酯邻苯二甲酸二丁酯DBP功用：功用： 极性橡胶通用型极性橡胶通用型增塑剂。增塑剂。橡胶工艺原理橡胶

158、工艺原理配方例子：骨架油封胶料配方例子：骨架油封胶料nNBR-26 100 防防4010 1nDBP 10 防防D 1nZnO 10 硫黄硫黄 0.1n硬脂酸硬脂酸 1 SRF 60n促促CZ 4 HAF 20n促促TT 2橡胶工艺原理橡胶工艺原理1.磷酸三甲苯酯（磷酸三甲苯酯（TCP） 本品为橡胶阻燃性增塑剂，具有良好的耐燃、本品为橡胶阻燃性增塑剂，具有良好的耐燃、耐热、耐磨、耐霉菌、耐油及电绝缘性，耐热、耐磨、耐霉菌、耐油及电绝缘性，但耐寒性差。但耐寒性差。2. 磷酸三辛酯磷酸三辛酯（TOP） 本品为乙烯基树脂、纤维素和合成橡胶的本品为乙烯基树脂、纤维素和合成橡胶的阻燃性增塑剂，性能与阻燃

159、性增塑剂，性能与TCP相似，耐寒性较好，相似，耐寒性较好，但耐油性差，加工性能不及但耐油性差，加工性能不及TCP。二、磷酸酯类二、磷酸酯类结构通式：（结构通式：（RO）3 PO橡胶工艺原理橡胶工艺原理1.癸二酸二辛酯（癸二酸二辛酯（DOS） 功用：优良的耐寒增塑剂，既具有优良的耐寒性，功用：优良的耐寒增塑剂，既具有优良的耐寒性，又有较好的耐热性、耐光性和电绝缘性。又有较好的耐热性、耐光性和电绝缘性。2.己二酸二辛酯（己二酸二辛酯（DOA） 功用：功用：NR、合成胶、树脂等用的增塑剂、软、合成胶、树脂等用的增塑剂、软化剂，不影响硫化。耐寒性优越，但耐油性不化剂，不影响硫化。耐寒性优越，但耐油性不

160、够好。制品可用于包装食物。够好。制品可用于包装食物。三、脂肪族二烷基酸酯类三、脂肪族二烷基酸酯类橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、脂肪酸四、脂肪酸酯类酯类常用：油酸丁酯常用：油酸丁酯BO 具有优越的耐寒性和具有优越的耐寒性和耐水性，但耐候性及耐水性，但耐候性及耐油性差。耐油性差。n五、聚酯类五、聚酯类 分子量较大，一般在分子量较大，一般在10008000范围范围内，其挥发性和迁移性小，耐热性和耐油性内，其挥发性和迁移性小，耐热性和耐油性良好。特别适用于良好。特别适用于NBR、IIR和和CR。橡胶工艺原理橡胶工艺原理第五节软化剂、增塑剂的作用机理第五节软化剂、增塑剂的作用机理n一、作用机理一、作用机理

161、1.软化剂（对非极性橡胶）的作用软化剂（对非极性橡胶）的作用+渗透、溶胀渗透、溶胀橡胶工艺原理橡胶工艺原理n2.增塑剂（对极性橡胶）的作用增塑剂（对极性橡胶）的作用+包围、隔离包围、隔离橡胶工艺原理橡胶工艺原理1.溶解度参数溶解度参数相近相溶相近相溶溶解度参数溶解度参数（简称（简称S.P.）是表示）是表示物质互溶能力的参数，可表示物物质互溶能力的参数，可表示物质极性的大小。质极性的大小。值相近的物质其互溶性好。值相近的物质其互溶性好。2.相似相溶相似相溶或同类相溶或同类相溶 即结构相似的物质能够相溶。即结构相似的物质能够相溶。这即是这即是“同类相溶同类相溶”原理原理一般来说：一般来说：（12）

162、0时，互溶性最好时，互溶性最好（12）BRNR橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.金属离子的作用金属离子的作用 金属离子金属离子的主要来源的主要来源在生胶制造过程中混入在生胶制造过程中混入在橡胶制品的加工过程中混入在橡胶制品的加工过程中混入 在制品使用过程中混入在制品使用过程中混入 变价金属离子变价金属离子对橡胶氧化的对橡胶氧化的作用作用 一方面是加速氧化过程的链一方面是加速氧化过程的链引发（即缩短诱导期）；引发（即缩短诱导期）； 另一方面是催化过氧化氢另一方面是催化过氧化氢物分解成游离基。物分解成游离基。 变价金属离子：变价金属离子：Cu、Co、Mn、Fe、Ni等等橡胶工艺原理橡胶工艺原理金属与金属

163、与ROOH反应如下反应如下： n（1）金属离子的氧化还原反应，产生游离基）金属离子的氧化还原反应，产生游离基 Men+ + O2 Me (n+1)+ + O2 Me(n+1)+ + RH R* + H+ +Men+n（2）使氢过氧化物分解，产生游离基）使氢过氧化物分解，产生游离基 ROOH + Me(n+1)+ RO2* + Men+ + H+ ROOH + Men+ RO* + Me(n+1)+ + OH- 或或ROOH RO2* + RO* + H2O RH ROOH + R*Men+或Me(n+1)+橡胶工艺原理橡胶工艺原理4.光的作用光的作用n反应过程：反应过程： RR光光 R* +

164、R * （CC 键裂解键裂解） RH 光光 R* + H*（CH 键裂解键裂解） ROOH光光 RO2* + H* 或或 RO* + * OH橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶分子中各部位化学键光裂解能大小橡胶分子中各部位化学键光裂解能大小 C-C C-H C-H（a-H）C-S S-S 裂解能裂解能 83.6 79.5 75.6 7665 72（Kcal/mol）紫外光波长紫外光波长 314 359 378 397427 395 （nm）橡胶工艺原理橡胶工艺原理5.机械力的作用机械力的作用（1）机械力使分子链断裂，加速氧化过程）机械力使分子链断裂，加速氧化过程 RR力力 R* + R*（2）机械力

165、能活化氧化过程）机械力能活化氧化过程 疲劳老化疲劳老化 由机械力作用而导致出现由机械力作用而导致出现橡胶老化的现象。橡胶老化的现象。 屈挠龟裂：机械力参与的氧化作用屈挠龟裂：机械力参与的氧化作用 臭氧龟裂：机械力参与的臭氧化作用臭氧龟裂：机械力参与的臭氧化作用 疲劳老化过程实质上是由疲劳老化过程实质上是由机械力、氧化、臭氧化机械力、氧化、臭氧化三种因三种因素的综合作用而产生的素的综合作用而产生的 橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理第二节防老剂的品种和类型第二节防老剂的品种和类型 防老剂又称防老剂又称抗降解剂抗降解剂。在合成过程中加入到聚合物中的。在合成过程中加入到聚合物中的防老剂

166、称为稳定剂。防老剂称为稳定剂。 按防护功能分：抗氧剂、抗臭氧剂、抗按防护功能分：抗氧剂、抗臭氧剂、抗 化学化学 疲劳剂、有害金属抑制剂、疲劳剂、有害金属抑制剂、 防老剂防老剂 及抗紫外线剂等及抗紫外线剂等 按化学结构分：胺类、酚类、按化学结构分：胺类、酚类、防老剂防老剂 杂环和其它类、反应性防老剂杂环和其它类、反应性防老剂 物理防老剂：防护蜡、氯磺胶涂料等物理防老剂：防护蜡、氯磺胶涂料等防老剂发展方向：防老剂发展方向： 减少高温挥发，表面迁移及被溶剂抽出，努力提高防减少高温挥发，表面迁移及被溶剂抽出，努力提高防护效能和持久性。护效能和持久性。橡胶工艺原理橡胶工艺原理一、胺类防老剂（分子结构中均

167、有氨基）一、胺类防老剂（分子结构中均有氨基）1.酮胺类酮胺类防防AW：抗臭氧、热及疲劳老化。抗臭氧、热及疲劳老化。 特别适于动态条件下的制品。特别适于动态条件下的制品。 用量：用量：12份份防防RD：抗热氧效果良好：抗热氧效果良好 ，用于静，用于静 态条件下使用的制品态条件下使用的制品 。 用量：用量：0.52份份防防BLE：对热、氧、疲劳老化均：对热、氧、疲劳老化均 有效。可作粘合剂。有效。可作粘合剂。 用量：用量：12份份 橡胶工艺原理橡胶工艺原理n配方例子：斜交轮胎胎面胶配方配方例子：斜交轮胎胎面胶配方 NR 100 炭黑炭黑 45 氧化锌氧化锌 3 硬脂酸硬脂酸 3 防老剂防老剂H 1

168、 防老剂防老剂BLE 1 防老剂防老剂 AW 1.5 松焦油松焦油 5 促进剂促进剂CZ 0.5 硫黄硫黄 2.5橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.醛胺类醛胺类 此类防老剂对臭氧龟裂和屈挠龟裂无防护效应此类防老剂对臭氧龟裂和屈挠龟裂无防护效应防防AH ：优良的抗热氧作用，：优良的抗热氧作用， 可作可作NBR的增塑增粘剂。的增塑增粘剂。 用量：用量：0.51.5份，作份，作NBR的的 增塑增粘剂时增塑增粘剂时1.510份份防防AP：抗热氧性能良好：抗热氧性能良好 。 用量：用量：NR中：中：0.40.5份份 、 合成胶中：合成胶中：12.5份份橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.二芳基二芳基代仲胺类代仲胺类防

169、防A（防甲）（防甲） ：抗热、氧、疲劳和光：抗热、氧、疲劳和光老化老化 ，CR中兼有抗臭氧及有害金属中兼有抗臭氧及有害金属老化性能。老化性能。 用量：用量：12份份 。防防D（防丁）（防丁） ：抗热、氧、屈挠龟裂：抗热、氧、屈挠龟裂及一般的老化，并稍优于及一般的老化，并稍优于A，但抗，但抗臭氧能力差。用量：臭氧能力差。用量：0.52份份4.二苯胺类二苯胺类4，4二甲氧基二苯胺：二甲氧基二苯胺： 耐疲劳老化性能优异，可与耐疲劳老化性能优异，可与防防D并用，用量超并用，用量超1份时出现喷霜份时出现喷霜现象。现象。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理5.对苯二胺类对苯二胺类 防防4010（CPPD）：）： “

170、全能的防老剂全能的防老剂”； 用量：用量：0.151份份 防防4010NA（IPPD）：）：在抗屈挠龟裂方在抗屈挠龟裂方 面几乎最好面几乎最好 。用量：。用量：14份份 防防H（DPPD或或PPD）：抗疲劳及日光）：抗疲劳及日光 龟裂龟裂 。用量：。用量：0.20.3份份 防防DNP（防（防DNPD）：效能全面，对热及有害）：效能全面，对热及有害 金属防护最佳。用量：金属防护最佳。用量：0.21份份 橡胶工艺原理橡胶工艺原理n小结：小结：n对苯二胺类防老剂的防护效能与取代基的关系对苯二胺类防老剂的防护效能与取代基的关系 取代基均为烷基时，以取代基均为烷基时，以38个碳原子效果大个碳原子效果大

171、取代基均为芳香基时，有优异的防护效果，取代基均为芳香基时，有优异的防护效果， 但因在但因在R中溶解度太小。中溶解度太小。取代基一边是芳香基，一边是烷基时，有优取代基一边是芳香基，一边是烷基时，有优 异的防护效果。异的防护效果。 n 因此，在选择抗臭氧、抗疲劳防护剂时，因此，在选择抗臭氧、抗疲劳防护剂时，首选对苯二胺类，尤以带异丙基者为佳。首选对苯二胺类，尤以带异丙基者为佳。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理防防DPD 污染小，可用于浅色制品，如胶乳制品，污染小，可用于浅色制品，如胶乳制品，但防护效果差。但防护效果差。防防CMA 抗臭氧及一般老化效能较好，常用于抗臭氧及一般老化效能较好，常用于胶乳制品，

172、用量小于胶乳制品，用量小于1份。份。 6.烷基芳香基代仲胺类烷基芳香基代仲胺类橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、酚类防老剂二、酚类防老剂n1.取代一元酚类取代一元酚类 常用品种为防常用品种为防264 功用：抗热氧，兼有一定抗铜毒功用：抗热氧，兼有一定抗铜毒 ，也可用于塑料及纤，也可用于塑料及纤维中作抗氧剂及稳定剂。维中作抗氧剂及稳定剂。n用量：用量：0.53份份2.多元酚类多元酚类n主要品种为防主要品种为防DOD 功用：抗热氧及金属离子，对屈挠疲劳龟裂无效，并功用：抗热氧及金属离子，对屈挠疲劳龟裂无效，并用更佳。用更佳。n用量：用量：0.751.5份份橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.硫代双取代基酚类硫代

173、双取代基酚类n常用品种为防常用品种为防2246S 功用：抗热氧及臭氧龟裂功用：抗热氧及臭氧龟裂。n用量：用量：1.52份份n4.烷撑二取代基酚类烷撑二取代基酚类n常用品种为常用品种为防防2246n功用：抗热、氧、金属离子、疲劳和日光老化。功用：抗热、氧、金属离子、疲劳和日光老化。n用量：用量：0.51.5份份橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、杂环及其它类防老剂三、杂环及其它类防老剂1.防防MB 功用功用:抗热氧老化效能中等，常与胺类、酚类并用抗热氧老化效能中等，常与胺类、酚类并用. 用量：一般为用量：一般为11.5份份 2.防防NBC 功用功用:对合成胶的臭氧老化有较好防护作用，不适于对合成胶的臭氧

174、老化有较好防护作用，不适于NR 。 用量：用量：CR12份；份；SBR0.53份份 3.紫外线吸收剂紫外线吸收剂UV9 功用：防紫外线老化效能高，也用于塑料和涂料功用：防紫外线老化效能高，也用于塑料和涂料 。4.防防TNP 功用：抗热氧老化效能良好，且能防止聚合物产生凝胶功用：抗热氧老化效能良好，且能防止聚合物产生凝胶和粘度上升的现象，尤适于和粘度上升的现象，尤适于SBR。 用量：用量：0.31份份5.防防DSTP 功用：辅助抗氧剂，常与酚类防老剂并用。功用：辅助抗氧剂，常与酚类防老剂并用。橡胶工艺原理橡胶工艺原理1.加工型反应性加工型反应性防老剂防老剂芳香族亚硝基化合物芳香族亚硝基化合物丙烯

175、基取代酚的衍生物丙烯基取代酚的衍生物马来酰亚胺衍生物马来酰亚胺衍生物2.高分子高分子防老剂防老剂 由胺类或酚类防老剂与液体橡由胺类或酚类防老剂与液体橡胶反应，使防老剂接枝于大分子胶反应，使防老剂接枝于大分子结构上而得到。结构上而得到。 如如BAO1 、BAO2 四、反应性防老剂四、反应性防老剂反应性防老剂反应性防老剂能跟橡胶分子链产生结合能跟橡胶分子链产生结合 作用的防老剂作用的防老剂 橡胶工艺原理橡胶工艺原理1.防护蜡防护蜡主要成分主要成分:石蜡：饱和直链烷烃石蜡：饱和直链烷烃,包括高熔点包括高熔点 石蜡和工业石蜡石蜡和工业石蜡地蜡：饱和异构烷烃地蜡：饱和异构烷烃,包括合成地蜡包括合成地蜡

176、和提纯地蜡和提纯地蜡作用：作用：2.氯磺胶涂料氯磺胶涂料五、物理防老剂五、物理防老剂能逐渐迁移到橡胶制品表面，形成保护膜能逐渐迁移到橡胶制品表面，形成保护膜石蜡本身有能够溶解抗臭氧剂的作用石蜡本身有能够溶解抗臭氧剂的作用 用量用量2份份 橡胶工艺原理橡胶工艺原理小结小结： 酮胺类：酮胺类：AW、RD、BLE 醛胺类：醛胺类：AH、APn胺类胺类 二芳基代仲胺类：二芳基代仲胺类：A、D 对苯二胺类：对苯二胺类：4010、4010NA、H、 DNP 烷基芳基代仲胺类：烷基芳基代仲胺类：DPD、CMAn酚类：酚类：264、DOD、2246S、2246n杂环及其它类：杂环及其它类：MB、NBC、UV9

177、、TNPn物理防老剂：石蜡等物理防老剂：石蜡等橡胶工艺原理橡胶工艺原理第三节防老剂的作用机理第三节防老剂的作用机理n一、胺类防老剂的作用机理一、胺类防老剂的作用机理1.机理机理（1）链引发：）链引发：ROOH RO* 或或 RO2* 等等 （1） RH + O2 R* + HO2* （2） R* + O2 RO2* （2） AH + O2 A* + HO2* （3）（2）链增长：）链增长：RO2* + RH ROOH + R* （4） R* + O2 RO2* （5） RO2* + AH ROOH + A* （6） A* + RH AH + R* （7）（3）链终止：）链终止：2RO2* RO

178、OR + O2 （8） 2A* AA （9） A* + RO2* ROOA （10） A* + R* RA （11）(断链型抗氧剂断链型抗氧剂)橡胶工艺原理橡胶工艺原理n不同结构的几种胺类及其抗氧化性能次序比较：不同结构的几种胺类及其抗氧化性能次序比较：2.较理想胺类防老剂的要求较理想胺类防老剂的要求3.抗氧化性能与其结构的关系抗氧化性能与其结构的关系共轭效应和空间阻碍效应大，则共轭效应和空间阻碍效应大，则A*的稳定性大，防老剂的氧化效能就高的稳定性大，防老剂的氧化效能就高。容易脱氢，阻止活性中心容易脱氢，阻止活性中心RO2*与与RH作用作用脱氢后本身形成的防老剂游离基不活泼脱氢后本身形成的防

179、老剂游离基不活泼橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、酚类防老剂的作用机理二、酚类防老剂的作用机理n1.机理机理n主要反应过程：主要反应过程： 链增长：链增长：RO2* + ArO-H ROOH + ArO* 链终止：链终止：ArO* + RO2* 稳定产物稳定产物(断链型抗氧剂断链型抗氧剂)橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.较理想酚类防老剂的要求较理想酚类防老剂的要求n（1）分子结构上有适当的空间阻碍）分子结构上有适当的空间阻碍 n（2）要有高度的共轭效应，才使）要有高度的共轭效应，才使ArO*稳定稳定n（3）从脱氢角度来看，要求在苯环上的对位取代基应）从脱氢角度来看，要求在苯环上的对位取代基应为给电子基团

180、为给电子基团 （以（以CH3为最好）为最好）n几种不同结构的游离基的稳定性顺序：几种不同结构的游离基的稳定性顺序：橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、杂环及其它类型防老剂的作用机理三、杂环及其它类型防老剂的作用机理n此类防老剂为此类防老剂为阻止型抗氧剂阻止型抗氧剂 1.机理机理n（1）防）防MB（硫醇类）（硫醇类）（2）防）防TNP（含磷类化合物）（含磷类化合物）橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、抗臭氧剂的作用机理四、抗臭氧剂的作用机理1.清除剂理论清除剂理论2.单纯防护膜理论单纯防护膜理论3.重新键合理论重新键合理论4.自愈合膜理论自愈合膜理论5.清除剂与单纯防护膜共存理论清除剂与单纯防护膜共存理论抗臭氧

181、剂抗臭氧剂能够防止或延缓橡胶被臭氧破坏的能够防止或延缓橡胶被臭氧破坏的化学物质化学物质. . 橡胶工艺原理橡胶工艺原理五、防老剂的并用五、防老剂的并用 加和效应加和效应： 指两种或两种以上的指两种或两种以上的防老剂并用时，抗氧作用防老剂并用时，抗氧作用具有加和性具有加和性 。协同效应协同效应： 指两种或两种以上的指两种或两种以上的防老剂并用时，总效应超防老剂并用时，总效应超过单独加和效应过单独加和效应 。防老剂并用防老剂并用的好处？的好处？ 解决多种老化防护的问题；解决多种老化防护的问题；并用得当，可获得协同效应；并用得当，可获得协同效应；避免防老剂的喷霜现象。避免防老剂的喷霜现象。橡胶工艺原

182、理橡胶工艺原理1.断链型和阻止型抗氧剂的并用（杂协同效应）断链型和阻止型抗氧剂的并用（杂协同效应）n当将胺类或酚类防老剂和含硫、磷或杂环防老当将胺类或酚类防老剂和含硫、磷或杂环防老剂并用时会产生剂并用时会产生协同效应。协同效应。 断链型抗氧剂的作用断链型抗氧剂的作用是通过链转移将是通过链转移将RO2*转变为较稳定的转变为较稳定的A或或Aro*，从而导致氧化，从而导致氧化链反应终断。链反应终断。 阻止型抗氧剂是将阻止型抗氧剂是将ROOH分解为非游离基式分解为非游离基式的化合物，从而阻止了的化合物，从而阻止了链引发。链引发。 杂协同效应杂协同效应橡胶工艺原理橡胶工艺原理例：防例：防D与防与防TNP

183、并用并用 n防防D n防防TNP n常见的防老剂并用还有防常见的防老剂并用还有防A（防（防D、防、防264）与防）与防MB橡胶工艺原理橡胶工艺原理2、酚类防老剂和烷基磷酸酯化合物并用、酚类防老剂和烷基磷酸酯化合物并用反应过程如下：反应过程如下：橡胶工艺原理橡胶工艺原理3、两种活性不同的断链型抗氧剂并用、两种活性不同的断链型抗氧剂并用 （均协同效应）（均协同效应） n 两种或两种以上的以相同机理起作用的防老两种或两种以上的以相同机理起作用的防老 剂并用所产生的协同效应称为剂并用所产生的协同效应称为均协同效应均协同效应。 两种邻位取代基位阻程度不同的酚类防老剂并两种邻位取代基位阻程度不同的酚类防老

184、剂并用；用； 两种结构和活性不同的胺类防老剂并用；两种结构和活性不同的胺类防老剂并用； 一种二芳基代仲胺与一种受阻酚并用。一种二芳基代仲胺与一种受阻酚并用。橡胶工艺原理橡胶工艺原理配方例子配方例子 n食品胶管内层胶食品胶管内层胶 NR 100 ZnO 10硬脂酸硬脂酸 1.8 S 0.3 促促TT 1.8防防264 1.5防防MB 1微晶蜡微晶蜡 1.4药用药用CaCO3 73.3白凡士林白凡士林 5.5n胎面胶（航空轮胎）胎面胶（航空轮胎）NR 100 防防H 0.3ZnO 8 防防D 1硬脂酸硬脂酸 3 防防4010NA 0.5促促DZ 0.90 石蜡石蜡 1硫黄硫黄 2.6 防焦剂防焦剂

185、CTP 0.2HS-HAF 55松焦油松焦油 6 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第四节第四节 防老剂的选用原则防老剂的选用原则1.橡胶制品的使用条件及引起老化的因素橡胶制品的使用条件及引起老化的因素2.加工过程中工艺条件的影响加工过程中工艺条件的影响3.考虑所采用橡胶及配合剂的性质考虑所采用橡胶及配合剂的性质4.考虑对防老剂考虑对防老剂本身性质的选择本身性质的选择5.防老剂的配合防老剂的配合6.防老剂的用量防老剂的用量变色及污染性变色及污染性挥发性挥发性溶解性溶解性稳定性稳定性其他如物理状态其他如物理状态橡胶工艺原理橡胶工艺原理专用配合剂专用配合剂 n1.发泡剂发泡剂 n2.着色剂着色剂n3.溶剂

186、溶剂 n4.阻燃剂阻燃剂 n此外，还有抗静电剂、隔离剂、脱模剂、此外，还有抗静电剂、隔离剂、脱模剂、偶联剂、香料、垫布处理剂等。偶联剂、香料、垫布处理剂等。橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理第五章作业：第五章作业： 1. 将防将防264与防与防MB并用时，会产生什么并用时，会产生什么效果？说明为什么？效果？说明为什么？ 2.加入石蜡为何能起防老化作用加入石蜡为何能起防老化作用?橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第六章第六章 配方设计配方设计 第一节第一节 配方设计方法配方设计方法n一、概述一、概述1.概念概念 配方设计配方设计 ：根据制品的性能要求，合理地选用：根

187、据制品的性能要求，合理地选用原材料，制订各种原材料用量配比表，这个过程原材料，制订各种原材料用量配比表，这个过程叫配方设计。叫配方设计。橡胶工艺原理橡胶工艺原理n2.配方设计的意义配方设计的意义 是橡胶制品生产过程中的重要技是橡胶制品生产过程中的重要技术依据术依据.对产品质量有决定性的影响对产品质量有决定性的影响.对产品的经济成本也有决定性的对产品的经济成本也有决定性的影响影响橡胶工艺原理橡胶工艺原理3. 配方设计的变迁和发展配方设计的变迁和发展n 配方组成的多样配方组成的多样化化 如胎面胶配方的如胎面胶配方的演变情况演变情况n 配合剂品种的专配合剂品种的专用化用化n 配合效果的提高配合效果的

188、提高n 配方设计过程的配方设计过程的简化简化4. 配方设计是一项复杂的工作配方设计是一项复杂的工作橡胶工艺原理橡胶工艺原理胎面胶配方的演变情况胎面胶配方的演变情况组成组成 1905 1950 1969 目前目前 （国内）（国内）NR 50 100 70 50BR 30 50再生胶再生胶100ZnO 30 5 3 3白垩白垩 20 瓦斯瓦斯C 50 HAF 50 53PbCO3 30 PbSO4 6促促CZ 1.2 1.0 0.8 组成组成 1905 1950 1969 目前目前 （国内）（国内）古马隆古马隆 10 5 六线油六线油 8 硬脂酸硬脂酸 1 2 2防防PANA 1 1 防防D 1防

189、防4010 1 防防H 0.4 石蜡石蜡 1 硫黄硫黄 20 2.0 1.8 1.2合计合计 256 170.2 163.8 171.4 含胶率含胶率 42% 59% 61% 58%橡胶工艺原理橡胶工艺原理5.配方设计工作者应掌握的知识配方设计工作者应掌握的知识橡胶工业所使用的生胶和原材料的特性及橡胶工业所使用的生胶和原材料的特性及 物理化学反应的知识。物理化学反应的知识。 生产设备、生产方法及原理的知识生产设备、生产方法及原理的知识。 产品结构及使用条件的知识。产品结构及使用条件的知识。 国内外技术发展情况的知识。国内外技术发展情况的知识。 原材料的来源，价格的知识等。原材料的来源，价格的知

190、识等。橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理6.配方设计的基本工作方法配方设计的基本工作方法参照科学理论，参照科学理论，接受前人的技术经验，接受前人的技术经验，运用现代仪器进行测试运用现代仪器进行测试橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、配方设计的原则二、配方设计的原则n配方设计的目的：配方设计的目的：优质高产，物美价廉优质高产，物美价廉原则：原则： 使产品性能满足使用的要求或给定的指标。使产品性能满足使用的要求或给定的指标。 在保证满足使用性能或给定的指标的情况在保证满足使用性能或给定的指标的情况下，尽量节约原材料和降低成本；或者在不提高下，尽量节约原材料和降低成本；或者在不提高产品成本的情

191、况下提高产品的质量。产品成本的情况下提高产品的质量。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 要使胶料适合于混炼、压延、挤出、硫化等工要使胶料适合于混炼、压延、挤出、硫化等工艺操作以及有利于提高设备的利用率。艺操作以及有利于提高设备的利用率。 要考虑产品各部位不同胶料的整体配合，使要考虑产品各部位不同胶料的整体配合，使各部件胶料在硫化速度和硫化胶性能上达到协调。各部件胶料在硫化速度和硫化胶性能上达到协调。例如对于例如对于轮胎制品轮胎制品 、胶鞋胶鞋 在保证质量的前提下，应尽可能地简化配方。在保证质量的前提下，应尽可能地简化配方。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理轮胎：轮胎：橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工

192、艺原理 1胎冠：耐磨胎冠：耐磨2胎侧：耐屈挠，耐热，耐臭氧胎侧：耐屈挠，耐热，耐臭氧整个胎面：耐磨，耐老化整个胎面：耐磨，耐老化3胎体胶：弹性好，有一定的定伸应力，生热小，胎体胶：弹性好，有一定的定伸应力，生热小， 有很好的流动性及粘着性，能承受变形。有很好的流动性及粘着性，能承受变形。4缓冲层：弹性好，反冲性等缓冲层：弹性好，反冲性等5内胎：耐屈挠，生热小内胎：耐屈挠，生热小橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、橡胶配方设计的形式三、橡胶配方设计的形式1.基础配方设计基础配方设计2.性能配方设计性能配方设计3.实用配方设计实用配方设计橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、配方设计的基本程

193、序四、配方设计的基本程序 1.确定胶料的技术要求确定胶料的技术要求 胶料的技术要求包括：胶料的技术要求包括： 产品用途、使用部位及应起的作用；产品具体使用条件，产品用途、使用部位及应起的作用；产品具体使用条件，包括工作温度范围、工作压力、工作周期、频率及使用包括工作温度范围、工作压力、工作周期、频率及使用寿命等；胶料的工艺性能等。寿命等；胶料的工艺性能等。2收集技术资料收集技术资料 主要是了解前人或有关单位对同类产品或类似产品所作主要是了解前人或有关单位对同类产品或类似产品所作过的配方试验情况，技术经验。收集有关同类产品或类似产过的配方试验情况，技术经验。收集有关同类产品或类似产品研试技术，为

194、进行配方设计时作参考。品研试技术，为进行配方设计时作参考。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理3制订基本配方和性能试验项目制订基本配方和性能试验项目基本试验基本试验配方的制订配方的制订 确定性能确定性能试验项目试验项目 确定生胶的品种和用量确定生胶的品种和用量 确定硫化体系确定硫化体系 确定补强填充剂确定补强填充剂 确定软化增塑剂确定软化增塑剂 确定防老剂确定防老剂 确定其他专用配合剂确定其他专用配合剂 加工性能加工性能 物机性能物机性能 使用性能使用性能 其他性能：视产品而定其他性能：视产品而定橡胶工艺原理橡胶工艺原理4进行试验并选取最佳配方（试验室进行）进行试验并选取最佳配方（试验室进行） n塑炼塑

195、炼 混炼混炼 制成硫化胶试样制成硫化胶试样 性能测试性能测试 数据整理数据整理 对比，取舍对比，取舍 初选最佳配方初选最佳配方n5复试并扩大中试（车间中进行）复试并扩大中试（车间中进行） 试验配方试验配方复试复试3-5次次车间规模车间规模试验试验检验胶料的工艺性能、检验胶料的工艺性能、硫化胶的物机性能硫化胶的物机性能和成品的机床性能和成品的机床性能初步确定初步确定最佳工艺条件最佳工艺条件橡胶工艺原理橡胶工艺原理6确定完整的生产配方确定完整的生产配方生产配方内容包括：生产配方内容包括：配方组分、用量，胶料性能指标（指胶料的名称，配方组分、用量，胶料性能指标（指胶料的名称，代号，用途），工艺条件（

196、主要指塑混炼条件，代号，用途），工艺条件（主要指塑混炼条件，硫化条件）及检验方法等整套资料。硫化条件）及检验方法等整套资料。橡胶工艺原理橡胶工艺原理以上配方设计程序可示意于下图以上配方设计程序可示意于下图调查研究收集技术资料调查研究收集技术资料原材料性能分析原材料性能分析制品的使用分析制品的使用分析加工工艺分析加工工艺分析制订基本配方和性能试验项目制订基本配方和性能试验项目 试试 验验 室室 研研 究究 分分 析析选选 取取 最最 佳佳 配配 方方复复 试试 并并 扩扩 大大 中中 试试确定完整的生产配方确定完整的生产配方 橡胶工艺原理橡胶工艺原理五、橡胶配方的组成及表示方法五、橡胶配方的组成

197、及表示方法1.橡胶配方的组成橡胶配方的组成 橡胶配方橡胶配方简单地说就是一份生胶和简单地说就是一份生胶和各种配合剂用量的配比表。各种配合剂用量的配比表。 生产上的橡胶配方包含：胶料的生产上的橡胶配方包含：胶料的名称代号及用途，生胶及各种配合剂名称代号及用途，生胶及各种配合剂的用量、含胶率，比重、成本及胶料的用量、含胶率，比重、成本及胶料的物机性能等。的物机性能等。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.配方的配方的表示方法表示方法 以质量份数来表示的配方（基本配方）以质量份数来表示的配方（基本配方） 以生胶的质量为以生胶的质量为100份，其它配合剂用量份，其它配合剂用量相应地以质量份数来表示相应地以质量

198、份数来表示 。以质量百分数来表示的配方以质量百分数来表示的配方(质量百分比配方）质量百分比配方） 以胶料总质量为以胶料总质量为100，生胶及各种配合剂，生胶及各种配合剂用量均以质量百分数来表示。用量均以质量百分数来表示。 以体积百分数来表示的配方（体积百分比配方）以体积百分数来表示的配方（体积百分比配方） 以胶料的总体积为以胶料的总体积为100，生胶及各种配合，生胶及各种配合剂的含量均以体积百分数来表示。剂的含量均以体积百分数来表示。 质量配方（生产配方、实用配方）质量配方（生产配方、实用配方） 取胶料的总质量等于炼胶机的容量，生胶及取胶料的总质量等于炼胶机的容量，生胶及配合剂的含量分别以配合

199、剂的含量分别以Kg来表示来表示 橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.换算关系换算关系n 质量百分数质量百分数 配方组分质量百分数配方组分质量百分数= 100% 体积百分数体积百分数 配方组分体积配方组分体积=基本配方中组分的质量份数基本配方中组分的质量份数/该组分的密度该组分的密度 配方组分体积百分数配方组分体积百分数= 100% 生产配方生产配方 换算系数换算系数=炼胶机的容量（炼胶机的容量（Kg）/基本配方总质量份数基本配方总质量份数 配方组分生产配方配方组分生产配方=基本配方中组分的质量份数基本配方中组分的质量份数换算系数换算系数基本配方中组分的质量份数基本配方中组分的质量份数基本配方总质量份数

200、基本配方总质量份数配方组分体积配方组分体积配方胶料总体积配方胶料总体积橡胶工艺原理橡胶工艺原理 作业：将下述基本配方换算成其它形式表示的配方，假作业：将下述基本配方换算成其它形式表示的配方，假设炼胶机的容量为设炼胶机的容量为31. 50Kg，要求写出换算公式。，要求写出换算公式。组分组分 质量质量/份份 密度密度/ 体积体积/份份 质量质量 体积体积 生产配方生产配方 （g/cm3） 百分数百分数/% 百分数百分数/% /Kg NR 100.00 0.92 108.70 63.49 77.30 20.00 S 2.75 2.05 促促M 0.75 1.42 ZnO 5.00 5.57硬脂酸硬脂

201、酸 3.00 0.92 炭黑炭黑 45.00 1.80 防老剂防老剂 1.00 1.12 合计合计 157.50 140.62 橡胶工艺原理橡胶工艺原理n在实际生产中，有些配合剂往往以母炼胶或膏剂的形在实际生产中，有些配合剂往往以母炼胶或膏剂的形式加入，因此使用母炼胶或膏剂的配方应进行换算。式加入，因此使用母炼胶或膏剂的配方应进行换算。例如，现有如下配方：例如，现有如下配方：天然橡胶天然橡胶 100.00 硬脂酸硬脂酸 3.00 硫黄硫黄 2.75防防A 1.00 促促M 0.75 硬质炭黑硬质炭黑 45.00氧化锌氧化锌 5.00 合计合计 157.50n若其中促进剂若其中促进剂M以母炼胶的

202、形式加入，以母炼胶的形式加入，M母炼胶的配方母炼胶的配方为：为： 天然橡胶天然橡胶 90.00 促促M 10.00 合计合计 100.00n原配方应作如下修改：原配方应作如下修改： 天然橡胶天然橡胶 93.25 硬脂酸硬脂酸 3.00 硫黄硫黄 2.75 防防A 1.00 促促M 7.50 硬质炭黑硬质炭黑 45.00 氧化锌氧化锌 5.00 合计合计 157.50橡胶工艺原理橡胶工艺原理六、橡胶配方试验设计方法六、橡胶配方试验设计方法优选法：适用于单因子或双因子试验优选法：适用于单因子或双因子试验 拉丁方法：适用于多因子试验拉丁方法：适用于多因子试验 等高线法：适用于三因子以下试验等高线法：

203、适用于三因子以下试验， 正交试验法：适用于多因子试验正交试验法：适用于多因子试验 回归分析法：能研究变量与性能之间特殊关回归分析法：能研究变量与性能之间特殊关系并计算系并计算橡胶工艺原理橡胶工艺原理第二节第二节 橡胶配方设计原理橡胶配方设计原理n一、取得工艺性能的配方设计原理一、取得工艺性能的配方设计原理可塑度（粘度）可塑度（粘度） 混炼性混炼性焦烧性焦烧性 喷霜喷霜 压延、挤出压延、挤出粘着性粘着性橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、取得硫化胶性能的配方设计原理二、取得硫化胶性能的配方设计原理硬度和定伸应力硬度和定伸应力 弹弹 性性 拉伸强度和拉伸强度和扯断伸长率扯断伸长率 撕裂强度撕裂强度 耐磨性

204、耐磨性 耐疲劳性耐疲劳性 橡胶工艺原理橡胶工艺原理拉伸强度达拉伸强度达15MPa 的配方：的配方：NR 100 SBR 100 BR 100 S 3 S 1.8 S 1.5 ZnO 5 ZnO 3 ZnO 3 硬脂酸硬脂酸 0.5 硬脂酸硬脂酸 1 硬脂酸硬脂酸 1.5 促促M 0.7 促促CZ 1.2 促促CZ 1 HAF 50 HAF 50 石油系软化剂石油系软化剂 10橡胶工艺原理橡胶工艺原理 课堂作业：课堂作业： 试述取得拉伸强度、定伸应力、扯断试述取得拉伸强度、定伸应力、扯断伸长率、耐磨性、耐疲劳性等单项的伸长率、耐磨性、耐疲劳性等单项的配方要点。配方要点。橡胶工艺原理橡胶工艺原理

205、第七章第七章 生胶的塑炼生胶的塑炼n橡胶制品的基本工艺过程：橡胶制品的基本工艺过程： 塑炼塑炼压延压延挤出挤出混炼混炼成型成型硫化硫化塑炼塑炼：指把具有弹性的生胶转变成可塑性胶料：指把具有弹性的生胶转变成可塑性胶料的工艺过程。的工艺过程。塑炼胶塑炼胶：指经过塑炼获得一定可塑性的胶料。：指经过塑炼获得一定可塑性的胶料。 可塑性可塑性：指橡胶受外力作用产生变形，当外力：指橡胶受外力作用产生变形，当外力消除后橡胶仍能保持其形变的能力消除后橡胶仍能保持其形变的能力 。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第一节第一节 塑炼的目的和意义塑炼的目的和意义 一、塑炼的目的一、塑炼的目的1.使生胶获得一定的可塑性使生胶获

206、得一定的可塑性, 满足加工的要求；满足加工的要求；2使生胶的可塑性均匀化，使生胶的可塑性均匀化，以便制得质量均匀的胶料。以便制得质量均匀的胶料。橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、几种胶料所要求的可塑度二、几种胶料所要求的可塑度1.可塑度的表示方法可塑度的表示方法n威廉氏可塑度威廉氏可塑度Pn华莱士可塑度华莱士可塑度P0 n 门尼粘度门尼粘度 ML1+4100 2.常用胶料所要求的可塑度常用胶料所要求的可塑度 P174塑炼胶种类塑炼胶种类 可塑性可塑性 塑炼胶种类塑炼胶种类 可塑性可塑性 胶布胶浆胶布胶浆 0.520.60 海绵胶料海绵胶料 0.50.6擦胶用擦胶用 0.490.55 挤出胶料挤出胶料

207、 0.250.35压压延胶料延胶料 0.350.5 胎面胶胎面胶 0.210.24橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、生胶是否三、生胶是否都需塑炼都需塑炼橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第二节第二节 塑炼原理塑炼原理一、生胶获得一、生胶获得可塑性的途径可塑性的途径1.加入软化剂加入软化剂、增塑剂、增塑剂 2.降低分子量，降低分子量，使分子链变短使分子链变短 橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、塑炼过程中的各种作用因素二、塑炼过程中的各种作用因素 1.机械力的作用机械力的作用 R-R R* +R*机械力机械力橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、塑炼过程中的各种作用因素二、塑炼过程中的各种作用因素n2.氧的作用氧的作用 低温塑

208、炼低温塑炼 机械力为主，也称冷塑炼机械力为主，也称冷塑炼 R1*+O2 R1 O2 * R1OOH 高温塑炼高温塑炼 氧化裂解为主，也称热塑炼氧化裂解为主，也称热塑炼 RH+ O2 R*+H O2 * RO2 * ROOH 低分子物质低分子物质RHO2RH分解分解橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、塑炼过程中的各种作用因素二、塑炼过程中的各种作用因素3.静电的作用静电的作用4.温度的作用温度的作用低温区低温区高温区高温区临界温度区临界温度区塑炼效率塑炼效率温度温度/123橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、塑炼过程中的各种作用因素二、塑炼过程中的各种作用因素n5.化学塑解剂的作用化学塑解剂的作用 化学塑解剂化

209、学塑解剂：通过化学作用，增强生胶的塑炼：通过化学作用，增强生胶的塑炼效果，缩短塑炼时间的化学药品。它也是橡胶再效果，缩短塑炼时间的化学药品。它也是橡胶再生过程的再生活化剂。生过程的再生活化剂。 接受型塑解剂接受型塑解剂 引发型塑解剂引发型塑解剂 混合型塑解剂（链转移型）混合型塑解剂（链转移型）橡胶工艺原理橡胶工艺原理第三节第三节 塑炼方法及工艺条件塑炼方法及工艺条件n一一.准备工艺准备工艺n二、塑炼设备二、塑炼设备 开炼机开炼机 密炼机密炼机 螺杆塑炼机螺杆塑炼机1.烘胶烘胶2.切胶，选胶切胶，选胶3.破胶破胶橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、开炼机塑炼三、开炼机塑炼 1. 开炼机的结构及技术特征开

210、炼机的结构及技术特征结构结构 技术特征技术特征 P182 其规格通常以前辊的直径大小来表示。其规格通常以前辊的直径大小来表示。如如 X K360 X橡胶用的设备橡胶用的设备 S塑料用设备塑料用设备 （S/ M ） K开炼机开炼机 M密炼机密炼机360前辊直径，前辊直径，mm 过去用英寸表示（过去用英寸表示（14英寸）英寸） 橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理后辊后辊前辊前辊橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.开炼机塑炼的工艺条件开炼机塑炼的工艺条件* 辊温：辊温：4555以下以下 辊距：辊距：采用较小的辊距采用较小的辊距 塑炼时间：塑炼时间：不超过不超过20min 辊速和速比：辊速和速比

211、： 1 1. 151. 27 装胶容量：装胶容量： V=KDL 总之，若塑炼控制总之，若塑炼控制“低温，小辊距，不超低温，小辊距，不超20min，控制投料量控制投料量”，则塑炼效率高。，则塑炼效率高。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 3. 开炼机塑炼的操作方法开炼机塑炼的操作方法薄通塑炼法薄通塑炼法包辊塑炼法包辊塑炼法 爬架子法爬架子法 化学塑解剂化学塑解剂塑炼法塑炼法 橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、密炼机塑炼四、密炼机塑炼 密炼机密炼机的主要工作部件：的主要工作部件：密炼室，转子，上顶密炼室，转子，上顶栓，下顶栓，冷却系栓，下顶栓，冷却系统，润滑系统，密封统，润滑系统，密封及传动装置等。及传动装置等。

212、五、螺杆塑炼机塑炼五、螺杆塑炼机塑炼橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理第四节第四节 常用橡胶的塑炼特性常用橡胶的塑炼特性n绝大多数绝大多数SR的塑炼较的塑炼较NR困难困难 的原因：的原因： 丁二烯合成胶分子链中不具备丁二烯合成胶分子链中不具备NR中的甲基共轭中的甲基共轭效应。效应。 合成胶的分子量一般都比较低，初始粘度低。合成胶的分子量一般都比较低，初始粘度低。 多数合成胶在外力拉伸下结晶很小或根本不发多数合成胶在外力拉伸下结晶很小或根本不发生结晶。生结晶。 低温下丁二烯类橡胶大分子链被外力破坏生成低温下丁二烯类橡胶大分子链被外力破坏生成的自由基的化学稳定性比的自由基的化学稳定性

213、比NR低，缺氧时易发生低，缺氧时易发生再结合而失去机械塑炼效果再结合而失去机械塑炼效果 。 SR分子结构不如分子结构不如NR稳定，在贮存过程中易发稳定，在贮存过程中易发生结构化反应使门尼增大。生结构化反应使门尼增大。橡胶工艺原理橡胶工艺原理n 常用生胶的塑炼特性：常用生胶的塑炼特性：nNR：低温、薄通：低温、薄通n SBR：高温塑炼，严格控制温度和时间：高温塑炼，严格控制温度和时间n BR：一般不需塑炼：一般不需塑炼n CR：一般不需塑炼：一般不需塑炼n IIR：密炼机密炼机120以上，加入塑解剂以上，加入塑解剂 DCP nNBR：低温、薄通，分段塑炼：低温、薄通，分段塑炼IR，CRSBR，B

214、R，IIR NBR本章作业：本章作业：P304题题61 思考题：思考题： P304题题64橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第八章第八章 混混 炼炼一、定义一、定义指在炼胶机上将各种配合剂加入到指在炼胶机上将各种配合剂加入到橡胶中制成混炼胶的工艺过程橡胶中制成混炼胶的工艺过程 二、混炼的二、混炼的目的和意义目的和意义 1.保证产品的质量保证产品的质量3.高效节能高效节能2.适合于进一步的加工适合于进一步的加工橡胶工艺原理橡胶工艺原理第一节第一节 配合剂的加工和准备配合剂的加工和准备一、固体一、固体配合剂的粉碎配合剂的粉碎二、粉状二、粉状配合剂的干燥配合剂的干燥配合剂粉碎以便在胶料中分散配合剂粉碎以便在

215、胶料中分散 粉碎设备：盘式粉碎机，球磨粉碎设备：盘式粉碎机，球磨机刨片机，锤式破碎机机刨片机，锤式破碎机 干燥的干燥的目的目的是除去或减少配是除去或减少配合剂中的水分及其他挥发分合剂中的水分及其他挥发分含量。含量。干燥设备：干燥室，真空干干燥设备：干燥室，真空干燥箱，烘箱及螺旋式连续干燥箱，烘箱及螺旋式连续干燥机等燥机等 。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 三、粉状三、粉状配合剂的筛选配合剂的筛选 四、软化剂四、软化剂的预热和过滤的预热和过滤 其其目的目的是除去混夹在配合剂是除去混夹在配合剂中的机械杂质，配合剂本身的中的机械杂质，配合剂本身的大颗粒及结团等。大颗粒及结团等。 筛选设备有振动筛、鼓式筛

216、筛选设备有振动筛、鼓式筛选机和螺旋式筛选机等。选机和螺旋式筛选机等。 低熔点固体软化剂可将其加低熔点固体软化剂可将其加热熔化，达到干燥脱水和降低热熔化，达到干燥脱水和降低粘度作用，再经过滤去掉其中粘度作用，再经过滤去掉其中的机械杂质。的机械杂质。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理n1. 定义定义 膏剂膏剂：液体软化剂与易飞扬配合剂混合制成：液体软化剂与易飞扬配合剂混合制成的膏状混合物。的膏状混合物。 母炼胶母炼胶：某些配合剂以较大的剂量预先与生：某些配合剂以较大的剂量预先与生胶混炼在一起制成简单组分的混合物料，称为胶混炼在一起制成简单组分的混合物料，称为该配合剂的母炼胶。该配合剂的母炼胶。 n2.膏剂

217、的制造膏剂的制造 配合剂：软化剂配合剂：软化剂=2.5：1n3.母炼胶的制造母炼胶的制造 干法干法 ；湿法；湿法五、膏剂与母炼胶的制造五、膏剂与母炼胶的制造 橡胶工艺原理橡胶工艺原理六、配合剂的六、配合剂的称量与配合称量与配合 要求：要求： 精密、准确、不漏、不错精密、准确、不漏、不错称量操作称量操作 手工称量手工称量 ；自动称量；自动称量橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第二节第二节 混炼理论混炼理论一、生胶的混炼性一、生胶的混炼性 生胶混炼时常出现的流动状态生胶混炼时常出现的流动状态第一种状态：第一种状态：不能紧包前辊不能紧包前辊第二种状态：第二种状态：紧包前辊紧包前辊第三种状态：第三种状态：脱辊

218、脱辊出兜出兜第四种状态：第四种状态：粘流态包辊粘流态包辊原因：混炼温度低，胶料的可塑性小。原因：混炼温度低，胶料的可塑性小。原因：温度适宜，胶料的可塑性中。原因：温度适宜，胶料的可塑性中。 原因：温度略高，胶料的可塑性略大。原因：温度略高，胶料的可塑性略大。原因：温度太高，可塑度太大原因：温度太高，可塑度太大 橡胶工艺原理橡胶工艺原理（二）影响因素（二）影响因素 1.生胶本身的粘弹性能生胶本身的粘弹性能 m 表示橡胶由粘弹性变形转为完表示橡胶由粘弹性变形转为完 全塑性流动所需要的时间。全塑性流动所需要的时间。 2. 温度温度 3.切变速率（外力作用速率）切变速率（外力作用速率） 橡胶工艺原理橡

219、胶工艺原理二、配合剂的混炼性及表面活性剂的作用二、配合剂的混炼性及表面活性剂的作用 1.亲水性亲水性的配合剂的配合剂 其粒子表面的分子特性与生胶其粒子表面的分子特性与生胶不同，两者界面极性相差较大，不同，两者界面极性相差较大，不易被橡胶所湿润。不易被橡胶所湿润。 2.疏水性疏水性的配合剂的配合剂 其表面张力与油相近，能与油亲和，其表面张力与油相近，能与油亲和，易为橡胶所湿润，混炼时易分散。易为橡胶所湿润，混炼时易分散。 3.添加表添加表面活性剂面活性剂 提高亲水性的配合剂与橡胶的提高亲水性的配合剂与橡胶的亲和性，改善其分散性能。此外，亲和性，改善其分散性能。此外，表面活性剂又是一种良好的稳定剂

220、。表面活性剂又是一种良好的稳定剂。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、填料混炼的工艺过程三、填料混炼的工艺过程n1.湿润阶段（吃粉）湿润阶段（吃粉）n 要求：要求： 生胶：可塑度大，门尼粘度低，生胶：可塑度大，门尼粘度低， 流动性好。流动性好。 炭黑：粒子大（比表面积小），炭黑：粒子大（比表面积小）， 结构性低。结构性低。附聚物附聚物橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、填料混炼的工艺过程三、填料混炼的工艺过程n2.分散阶段分散阶段 n要求：要求： 生胶：可塑度小生胶：可塑度小 炭黑：粒子大，结构性高。炭黑：粒子大，结构性高。ReC橡胶工艺原理橡胶工艺原理n 炭黑在胶料中的分散程度对性能的影响炭黑在胶料中的分

221、散程度对性能的影响 n分散率：橡胶颗粒团块小于分散率：橡胶颗粒团块小于6um的百分数的百分数 混炼时间混炼时间/min 2 4 8 16分散率分散率/% 300%定伸应力定伸应力/MPa 拉伸强度拉伸强度/MPa拉断伸长率拉断伸长率/%磨耗磨耗/（cm3/106转）转） 71.4 99.3 100 100 14.3 12.6 12 11.7 21.6 25.5 26 25 460 530 540 530 289 142 136 橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、结合橡胶四、结合橡胶n混炼时，橡胶分子能与活性填料（主要是炭混炼时，橡胶分子能与活性填料（主要是炭黑）的粒子结合生成不溶性的炭黑黑）的粒子结

222、合生成不溶性的炭黑橡胶凝胶，橡胶凝胶，称为称为结合橡胶结合橡胶。1. 形成结合橡胶的原因形成结合橡胶的原因橡胶分子通过范德华力吸附在炭黑表面颗粒上。橡胶分子通过范德华力吸附在炭黑表面颗粒上。炼胶时橡胶分子断裂形成的游离基与炭黑粒子表面的活炼胶时橡胶分子断裂形成的游离基与炭黑粒子表面的活性部位结合而成。性部位结合而成。炼胶时炭黑附聚物破裂后生成活性的新表面直接与橡胶炼胶时炭黑附聚物破裂后生成活性的新表面直接与橡胶分子反应而结合。分子反应而结合。橡胶分子缠结在已与炭黑粒子结合的橡胶分子中，或与橡胶分子缠结在已与炭黑粒子结合的橡胶分子中，或与之发生交联作用，形成结构复杂的结合橡胶。之发生交联作用，形

223、成结构复杂的结合橡胶。橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、结合橡胶四、结合橡胶n2.影响结合橡胶生成量的因素影响结合橡胶生成量的因素 填料性质填料性质 a .表面性质表面性质 b. 粒子大小粒子大小 c . 结构性结构性 生胶的化学活性生胶的化学活性 混炼时间混炼时间 混炼温度混炼温度橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、结合橡胶四、结合橡胶n3.结合橡胶的作用结合橡胶的作用有利于配合剂在胶料中分散有利于配合剂在胶料中分散有利于填料与橡胶作用有利于填料与橡胶作用橡胶工艺原理橡胶工艺原理五、混炼胶的结构五、混炼胶的结构混炼胶混炼胶是由粉状配合剂分散于生胶中组成的多相是由粉状配合剂分散于生胶中组成的多相 混合分散体

224、系混合分散体系 。 分散系按分散质颗粒大小分类分散系按分散质颗粒大小分类 类型类型 分散质颗粒直径分散质颗粒直径 粗分散体（悬浮液，乳浊液）粗分散体（悬浮液，乳浊液） 100nm 溶胶（胶体溶液）溶胶（胶体溶液） 1100nm 分子分散体系（高分子溶液，真溶液）分子分散体系（高分子溶液，真溶液） 1）（b）三辊机压力贴胶（三辊机压力贴胶（2=3 1）（c）四辊机两面贴胶（四辊机两面贴胶（2=3 1=4 ）橡胶工艺原理橡胶工艺原理（3）擦胶）擦胶 擦胶擦胶是利用辊速不同所产生的剪切力和是利用辊速不同所产生的剪切力和辊筒的压力，将胶料挤擦入纺织物的缝隙中，辊筒的压力，将胶料挤擦入纺织物的缝隙中，以

225、提高胶料与纺织物的附着力。以提高胶料与纺织物的附着力。 擦胶只能处理帆布，不能处理帘布。擦胶只能处理帆布，不能处理帘布。中辊包胶法中辊包胶法（薄擦或包擦）（薄擦或包擦）中辊不包胶法中辊不包胶法（厚擦或光擦）（厚擦或光擦）纺织物擦胶（纺织物擦胶（2 1 1=3 ）示意图）示意图（a）包擦法；（包擦法；（b）光擦法光擦法橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.挂胶工艺条件挂胶工艺条件（1）胶料的可塑度）胶料的可塑度 为了保证胶料对布孔的充分渗透，胶料要有较高的为了保证胶料对布孔的充分渗透，胶料要有较高的可塑度（比压片胶料大）。可塑度（比压片胶料大）。 （2）辊温）辊温 辊温控制比压片时高辊温控制比压片时高,以

226、增大胶料的流动性及胶料以增大胶料的流动性及胶料与纺织物间的附着力与纺织物间的附着力 。（3）辊速）辊速 考虑胶与布的结合考虑胶与布的结合 。辊速应依胶料的可塑度而定，。辊速应依胶料的可塑度而定，可塑度大，辊速可快些，可塑度小，则辊速慢。可塑度大，辊速可快些，可塑度小，则辊速慢。 （4）辊距）辊距 辊距的大小决定压延时胶片的厚度及纺织物能否辊距的大小决定压延时胶片的厚度及纺织物能否顺利通过。辊距依胶料的可塑度以及压延速度调节。顺利通过。辊距依胶料的可塑度以及压延速度调节。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理五、配方设计考虑的因素五、配方设计考虑的因素压延胶料的压延胶料的共同要求共同要求配方设计时所配方设计

227、时所考虑的因素考虑的因素1.生胶类型生胶类型NR、BR、CR、SBR、NBR、IIR2.含胶率低些含胶率低些加填料加填料 ；加再生胶加再生胶 ；加软化剂加软化剂 3.硫化体系硫化体系胶料的包辊性、流动性适当；胶料的包辊性、流动性适当；胶面应光滑，收缩变形小；胶面应光滑，收缩变形小；胶层无气泡；胶层无气泡；焦烧危险性小。焦烧危险性小。橡胶工艺原理橡胶工艺原理n本章作业及思考题本章作业及思考题：1.什么叫压延效应？它对制品的性能有何什么叫压延效应？它对制品的性能有何影响？如何能消除之。影响？如何能消除之。2.什么叫压延？它包括有哪些作业？什么叫压延？它包括有哪些作业？3.什么叫挂胶，画出其示意图？

228、什么叫挂胶，画出其示意图？橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第十一章第十一章 压出（挤出）压出（挤出）一、挤出作业一、挤出作业二、挤出与压延的比较二、挤出与压延的比较 挤出是使胶料通过挤出机连续地制成各种不同形状挤出是使胶料通过挤出机连续地制成各种不同形状半成品的工艺过程。半成品的工艺过程。 挤出机具有如下优点：挤出机具有如下优点：补充混炼和热炼作用，使胶料质量更致密，更均匀。补充混炼和热炼作用，使胶料质量更致密，更均匀。适用面广，可压出各种尺寸、断面形状半成品。适用面广，可压出各种尺寸、断面形状半成品。设备占地面积小，重量轻，结构简单，造价低，设备占地面积小，重量轻，结构简单，造价低， 灵活机动性大

229、。灵活机动性大。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第一节第一节 挤出机挤出机 挤出机由螺杆、机身、机头（包括口型和芯型）、挤出机由螺杆、机身、机头（包括口型和芯型）、机架和传动装置等部件组成。机架和传动装置等部件组成。 一、螺杆一、螺杆螺杆种类：螺杆种类：按螺纹分：单头、双头、三头按螺纹分：单头、双头、三头按螺距分：等距收敛式和复合按螺距分：等距收敛式和复合 螺纹等螺纹等按螺杆外形分：圆柱形、按螺杆外形分：圆柱形、 圆锥形圆锥形橡胶工艺原理橡胶工艺原理螺杆的主要参数螺杆的主要参数1.压缩比压缩比 指螺杆出料端的螺槽容积与进料端螺槽容积指螺杆出料端的螺槽容积与进料端螺槽容积的比值的比值 。 压缩比一般

230、为压缩比一般为1：1.31：1.8 。2.长径比长径比L/D 指螺杆工作部分的长度与外直径的比值指螺杆工作部分的长度与外直径的比值 。 L/D=45.5（热）；（热）； L/D=816（冷）（冷）橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、机头与口三、机头与口型型1.机头机头直向形机头直向形机头 如圆筒形、喇叭形如圆筒形、喇叭形 T形、形、Y形形 2.口型口型型号表示：型号表示：XJ-200二、机身二、机身(机筒机筒)压出实心及片状半成品的口型压出实心及片状半成品的口型压出中空半成品的口型压出中空半成品的口型 由口型、芯型和芯型支座构成由口型、芯型和芯型支座构成 。 机筒为中空圆筒机筒为中空圆筒,为了及时散发

231、和提供为了及时散发和提供热量热量,机筒备有夹套机筒备有夹套,可通入冷却水和蒸汽。可通入冷却水和蒸汽。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第二节第二节 挤出原理挤出原理一、胶料的挤出过一、胶料的挤出过程程二、挤出膨胀、收二、挤出膨胀、收缩缩1.挤出膨胀挤出膨胀 指胶料在压力下从口型挤出后，挤出物直径指胶料在压力下从口型挤出后，挤出物直径（或断面尺寸）比口型直径（或断面尺寸）增大的现象。（或断面尺寸）比口型直径（或断面尺寸）增大的现象。 膨胀比为挤出物的直径或断面有关部位尺寸与口型膨胀比为挤出物的直径或断面有关部位尺寸与口型相应的尺寸之比值相应的尺寸之比值 。2.收缩收缩 指压出后的半成品，在停放过程中发生

232、厚度增加，指压出后的半成品，在停放过程中发生厚度增加，长度和宽度变小的现象。要求收缩率为长度和宽度变小的现象。要求收缩率为25%橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.影响因素影响因素（1 1）胶料本身的性质）胶料本身的性质a.生胶种类生胶种类 ；b.配方中含胶率配方中含胶率 ；c.可塑度可塑度 （2）工艺）工艺a.胶料在口型中停留的时间；胶料在口型中停留的时间；b.挤出温度；挤出温度；c.半成品规格；半成品规格；d.压出方法压出方法橡胶工艺原理橡胶工艺原理4.口型设计口型设计的主要参数的主要参数（1）膨胀比）膨胀比B B=（D/D0）100%其中，其中，D压出物直径（或断面尺寸），压出物直径（或断面尺寸

233、）， cm D0口型直径（或断面尺寸），口型直径（或断面尺寸），cm（2）几何形）几何形状复杂的各状复杂的各部位部位B不同不同（3）压出胶）压出胶料有断面变形料有断面变形的特点的特点中中间大，边缘小间大，边缘小橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第三节第三节 挤出工艺挤出工艺热炼热炼挤出挤出冷却冷却裁断或卷取裁断或卷取一、胶料热炼一、胶料热炼的要点的要点二、挤出操作二、挤出操作预热预热机台机台供胶供胶 调节口型调节口型位置位置 检查半检查半成品质量成品质量 调控机台温度调控机台温度及挤出速度及挤出速度 热炼目的：进一步提高混炼胶的均热炼目的：进一步提高混炼胶的均匀性和热塑性，使胶料易于挤出，匀性和热塑性

234、，使胶料易于挤出，得到合格半成品。得到合格半成品。热炼包括粗炼和细炼热炼包括粗炼和细炼橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、工艺条件三、工艺条件1.可塑度可塑度P P=0.250.4同一部件，橡胶不同，对同一部件，橡胶不同，对P的要求不同。的要求不同。2.机台温度机台温度 3.挤出速度挤出速度 挤出速度以单位时间内的挤出长度（或重量）来表示。挤出速度以单位时间内的挤出长度（或重量）来表示。挤出速度要与输送带的接取速度一致。挤出速度要与输送带的接取速度一致。一般一般V=320m/min口型处最高，机头次之，机筒最低。口型处最高，机头次之，机筒最低。 其目其目的是使挤出半成品表面光滑、的是使挤出半成品表面光

235、滑、挤出过程顺利和减小膨胀率。挤出过程顺利和减小膨胀率。橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、冷却、裁断、称量和卷取四、冷却、裁断、称量和卷取1.冷却冷却冷却目的：冷却目的：2.裁断裁断按一定长度或重量进行裁切按一定长度或重量进行裁切 3.卷取卷取a.手工盘接手工盘接 如实心胶条、纯胶管、小口如实心胶条、纯胶管、小口 径胶管内径胶管内 外层胶压出等外层胶压出等 。 b.机械绕盘机械绕盘防止半成品在停放时产生自硫。防止半成品在停放时产生自硫。降低挤出物的热塑性和流动性，使形状尽快降低挤出物的热塑性和流动性，使形状尽快 稳定，防止变形。稳定，防止变形。冷却方法：水槽冷却和喷淋冷却冷却方法：水槽冷却和喷淋冷却

236、橡胶工艺原理橡胶工艺原理五、配方设计措施五、配方设计措施1.挤出胶料的一般要求挤出胶料的一般要求水分及挥发物含量尽可能低，以免产生气孔。水分及挥发物含量尽可能低，以免产生气孔。无外来杂质颗粒，以免造成破裂。无外来杂质颗粒，以免造成破裂。胶料宜有较小的弹性变形，以保证制品尺寸稳胶料宜有较小的弹性变形，以保证制品尺寸稳 定。定。有足够长的门尼焦烧时间，防止挤出过程产生有足够长的门尼焦烧时间，防止挤出过程产生 自硫。自硫。有一定自润滑性，发热量低。有一定自润滑性，发热量低。胶料要保持一定的挺性，防止停放变形。胶料要保持一定的挺性，防止停放变形。橡胶工艺原理橡胶工艺原理n2.挤出胶料的一般配合原则挤出

237、胶料的一般配合原则含胶率含胶率 含胶率应低些，一般为含胶率应低些，一般为3050% 。配用再生胶和油膏可降低收缩率，加快压出速配用再生胶和油膏可降低收缩率，加快压出速度度 。配用炭黑、碳酸镁、油膏等可减少停放变形。配用炭黑、碳酸镁、油膏等可减少停放变形。选用润滑性的软化剂，能增大压出速度并使制选用润滑性的软化剂，能增大压出速度并使制品外表光滑品外表光滑 ；粘性软化剂不宜使用。；粘性软化剂不宜使用。橡胶工艺原理橡胶工艺原理n本章作业及思考题本章作业及思考题1.什么叫挤出膨胀？挤出半成品在停放时什么叫挤出膨胀？挤出半成品在停放时为什么会产生收缩现象？采取什么措施为什么会产生收缩现象？采取什么措施可

238、减少收缩？可减少收缩？2.挤出天然胶料时，挤出机各部位的温挤出天然胶料时，挤出机各部位的温度范围各为多少？为什么各部位的温度不度范围各为多少？为什么各部位的温度不一样？一样？橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第十二章第十二章 硫硫 化化本章重点：硫化条件的制订及实施本章重点：硫化条件的制订及实施 硫化硫化是混炼胶料在一定条件下，橡胶分子由线型是混炼胶料在一定条件下，橡胶分子由线型结构转变成网状结构的交联过程。结构转变成网状结构的交联过程。 即是把具有塑性的胶料转变成具有弹性的硫化胶即是把具有塑性的胶料转变成具有弹性的硫化胶的过程。的过程。橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第一节第一节 硫化历程硫化历程一、橡胶

239、的硫化反应历程一、橡胶的硫化反应历程1.诱导阶段（焦烧期）诱导阶段（焦烧期）2.交联反应阶段交联反应阶段3. 网构成熟阶段网构成熟阶段S，ZnO，硬脂酸，硬脂酸活性硫化剂或多活性硫化剂或多硫活性化合物硫活性化合物 引发引发RH交联前驱交联前驱 分解分解XSH，XSSX，XSNR2R-Sx-R+Zn2+XSS-Zn-SxSX R-Sx-1-R+ZnSR-SxSXR-Sx* +*SXR-Sx*+RH2R-Sx*R-Sx-RR-S2x-RR-Sx-R+Zn2+R-Sx-3-R+.S2.+ZnSR-SxSX橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、硫化历程图二、硫化历程图1.焦烧阶段（诱导期）焦烧阶段（诱导期）ab

240、段段 实际焦烧时间包括实际焦烧时间包括 操作焦烧时间操作焦烧时间A1 剩余焦烧时间剩余焦烧时间A2 2.热硫化阶段（预硫化阶段）热硫化阶段（预硫化阶段）bc段段3.平坦硫化阶段（正硫化阶段）平坦硫化阶段（正硫化阶段）cd段段n“后硫化后硫化” 4.过硫化阶段（过硫化阶段（d点以后）点以后）n此阶段会出现两种情况：此阶段会出现两种情况：n过硫；硫化返原过硫；硫化返原n曲线上出现三种状态：曲线上出现三种状态：n平坦平坦 ；上升；上升 ；下降；下降 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第二节第二节 正硫化及其测定方法正硫化及其测定方法一、正硫化和正硫化时间的概念一、正硫化和正硫化时间的概念1正硫化正硫化 又称

241、最宜硫化，指橡胶制品的性能达到最佳又称最宜硫化，指橡胶制品的性能达到最佳值时的硫化状态；值时的硫化状态； 从硫化反应动力学原理来说，正硫化指胶料从硫化反应动力学原理来说，正硫化指胶料达到最大交联密度时的硫化状态。达到最大交联密度时的硫化状态。2正硫化时间正硫化时间 指胶料达到正硫化状态所需的时间，或是指胶料达到正硫化状态所需的时间，或是达到最大交联密度时所需的时间达到最大交联密度时所需的时间 。3正硫化起点正硫化起点指胶料达到正硫化状态所需的最短时间指胶料达到正硫化状态所需的最短时间 4.工艺正硫化时间工艺正硫化时间（技术性正硫化时间（技术性正硫化时间） 即通过测定几个主要指标最佳性能而确定即

242、通过测定几个主要指标最佳性能而确定的时间。的时间。 5. 理论正硫化时间理论正硫化时间 指测定胶料达到最大交联密度所需要的时指测定胶料达到最大交联密度所需要的时间。间。橡胶工艺原理橡胶工艺原理一、正硫化和正硫化时间的概念一、正硫化和正硫化时间的概念6.工程正硫化时间工程正硫化时间 对于许多胶料而言，其各对于许多胶料而言，其各项性能在某一时间不可能都处项性能在某一时间不可能都处于最佳值，因此必须依胶料的于最佳值，因此必须依胶料的各项物理性能指标综合考虑，各项物理性能指标综合考虑，生产上只能依某些主要指标来生产上只能依某些主要指标来选择正硫化时间，显然这个正选择正硫化时间，显然这个正硫化时间具有工

243、程实际意义，硫化时间具有工程实际意义，称为称为工程正硫化时间工程正硫化时间。当制品的厚度小于当制品的厚度小于6mm时，硫化仪测定的工时，硫化仪测定的工艺正硫化时间艺正硫化时间T90与制品的工程正硫化时间相同。与制品的工程正硫化时间相同。橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、正硫化时间的测定方法二、正硫化时间的测定方法物理化学法、物理机械性能法和专用仪器法物理化学法、物理机械性能法和专用仪器法 1.游离硫测定法游离硫测定法2. 溶胀法（标准方法）溶胀法（标准方法）NR：曲线：曲线U型曲线最低点为正硫型曲线最低点为正硫 化点。化点。合成胶：渐进线，曲线转折点为正合成胶：渐进线，曲线转折点为正硫化点。硫化点。

244、所测正硫化时间为所测正硫化时间为理论理论正硫化时间正硫化时间 物理化学法物理化学法橡胶工艺原理橡胶工艺原理（二）物理机械性能法（二）物理机械性能法1300%定伸应力法定伸应力法此法所确定的时间此法所确定的时间为为理论理论正硫化时间。正硫化时间。 2拉伸拉伸强度法强度法所测正硫化时间所测正硫化时间为为工艺工艺正硫化时间正硫化时间 3. 压缩永久压缩永久变形法变形法所测正硫化时间所测正硫化时间为为理论理论正硫化时间正硫化时间 4. 综合综合取值法取值法所测时间为典型的所测时间为典型的工艺工艺正硫化时间正硫化时间 橡胶工艺原理橡胶工艺原理（三）专用仪器法（三）专用仪器法1.仪器仪器门尼粘度仪，各种类

245、型硫化仪门尼粘度仪，各种类型硫化仪专用仪器法的优点：专用仪器法的优点： 2.原理原理 测量胶料在硫化过程中剪切模数的变化，而剪切模数是测量胶料在硫化过程中剪切模数的变化，而剪切模数是与交联密度成正比。因此，它实际上反映了胶料在硫化过程与交联密度成正比。因此，它实际上反映了胶料在硫化过程中交联度的变化。中交联度的变化。所获结果不是代表某一个点，而是连续测定硫化全过程。所获结果不是代表某一个点，而是连续测定硫化全过程。在测定正硫化时间的同时，还能测得橡胶的焦烧性能、在测定正硫化时间的同时，还能测得橡胶的焦烧性能、 硫化平坦性能和可塑性等。硫化平坦性能和可塑性等。一次试验即能获得全套数据，可以节省人

246、力、胶料和一次试验即能获得全套数据，可以节省人力、胶料和 时间，适合工业生产的需要。时间，适合工业生产的需要。可以防止主观判断的弊端。可以防止主观判断的弊端。橡胶工艺原理橡胶工艺原理3.如何从曲线上确定参数如何从曲线上确定参数（1）门尼硫化曲线）门尼硫化曲线门尼焦烧时间（门尼焦烧时间（T5）指门指门 尼值由最低点上升至尼值由最低点上升至5个门个门 尼值时所对应的时间。尼值时所对应的时间。门尼硫化时间（门尼硫化时间（ T35 ）指门指门 尼值从最低点上升尼值从最低点上升35个门个门 尼值时所需的时间尼值时所需的时间。门尼硫化速度门尼硫化速度= 30/（T35-T5）正硫化时间正硫化时间=T5+1

247、0（T35-T5）门尼点门尼点/分钟分钟 注：小转子可测得注：小转子可测得T3，T18橡胶工艺原理橡胶工艺原理（2）硫化仪测得的硫化曲线）硫化仪测得的硫化曲线nML：最小转矩：最小转矩nMH：最大转矩：最大转矩nMH-ML：表示最大交联度：表示最大交联度nTm：理论正硫化时间，胶料达到最大转矩时所需的时间：理论正硫化时间，胶料达到最大转矩时所需的时间nT90：工艺正硫化时间，转矩值达到：工艺正硫化时间，转矩值达到ML+（MH-ML）90% 时所需的时间。时所需的时间。nT10：焦烧时间，转矩值达到：焦烧时间，转矩值达到ML+（MH-ML）10%时所时所 需的时间。需的时间。nT90-T10：表

248、示硫化反应速度：表示硫化反应速度nM0：表示胶料的初始粘度：表示胶料的初始粘度 其原理是在硫化过程中对胶料施加一定振幅的剪切变形，其原理是在硫化过程中对胶料施加一定振幅的剪切变形，测出相应的剪切应力。测出相应的剪切应力。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理硫化仪测得的硫化曲线硫化仪测得的硫化曲线 硫化时间硫化时间/min转矩转矩/N.m10%（MH-ML）MHt10t90tm90%（MH-ML）M0ML橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第三节第三节 硫化介质及热传导计算硫化介质及热传导计算n一、硫化介质一、硫化介质 硫化介质硫化介质是指硫化工艺上起传递热能作用的是指硫化工艺上起传递热能作

249、用的物质。物质。n1. 饱和蒸汽饱和蒸汽 应用最广，其加热时所使用的热量是来自汽应用最广，其加热时所使用的热量是来自汽化潜热。其温度受到压力牵制。化潜热。其温度受到压力牵制。n2. 过热蒸汽过热蒸汽 其温度可不受压力牵制。其温度可不受压力牵制。n3. 热空气热空气 加热温度不受压力影响，可高压低温，也可加热温度不受压力影响，可高压低温，也可高温低压进行加热。高温低压进行加热。 工业上常采用热空气和蒸汽混合作硫化介质。工业上常采用热空气和蒸汽混合作硫化介质。橡胶工艺原理橡胶工艺原理n4. 过热水过热水 既能保持较高温度，又能赋予较大压力，常用既能保持较高温度，又能赋予较大压力，常用于高压硫化场合

250、。于高压硫化场合。n5. 热水热水 多用于薄膜制品及大型化工设备衬里多用于薄膜制品及大型化工设备衬里 。n6. 固体介质固体介质 为低熔点物质，可提供为低熔点物质，可提供200以上硫化温度，以上硫化温度，用于连续硫化的场合用于连续硫化的场合.n7. 微粒玻璃珠微粒玻璃珠橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、硫化热传导的计算二、硫化热传导的计算温度与时间关系的测定方法：温度与时间关系的测定方法：1.热电偶测温热电偶测温2.用理论公式进行热传导计算用理论公式进行热传导计算薄制品的热传导计算薄制品的热传导计算多层制品热传导计算多层制品热传导计算橡胶工艺原理橡胶工艺原理2.用理论公式用理论公式进行热传导计算进行

251、热传导计算立方体、圆柱体等制品的热传导计算立方体、圆柱体等制品的热传导计算长为长为L,宽为宽为M的的方形长棒制品方形长棒制品长为长为L,宽为宽为M,高高为为N的立方体制品的立方体制品半径为半径为R,长为长为L的短圆柱体制品的短圆柱体制品橡胶工艺原理橡胶工艺原理硫化条件硫化条件“硫化三要素硫化三要素”：硫化压力、硫化温度和硫化时间：硫化压力、硫化温度和硫化时间1. 施压目的施压目的2.施压原则施压原则 胶料可塑性大压力宜小些；产品厚，胶料可塑性大压力宜小些；产品厚，层数多，结构复杂，压力宜大；薄制品压层数多，结构复杂，压力宜大；薄制品压力宜低，甚至可用常压。力宜低，甚至可用常压。防止制品在硫化过

252、程中产生气泡，防止制品在硫化过程中产生气泡，提高胶料的致密性。提高胶料的致密性。使胶料在模内流动，迅速填满模腔。使胶料在模内流动，迅速填满模腔。提高橡胶与布层的密着度。提高橡胶与布层的密着度。有助于提高胶料的物理机械性能。有助于提高胶料的物理机械性能。一、硫化压力一、硫化压力第四节第四节 硫化条件的选取和确定硫化条件的选取和确定橡胶工艺原理橡胶工艺原理3. 施压方式施压方式用液压泵通过平板硫化机把压力传递用液压泵通过平板硫化机把压力传递给模型，给模型， 再由模型传递给胶料。再由模型传递给胶料。由硫化介质直接加压（如蒸汽加压）。由硫化介质直接加压（如蒸汽加压）。由压缩空气加压，即利用空气压缩机由

253、压缩空气加压，即利用空气压缩机提供提供 。由注射机注压。由注射机注压。橡胶工艺原理橡胶工艺原理二、硫化温度和硫化时间二、硫化温度和硫化时间n1.各种橡胶允许的硫化温度（各种橡胶允许的硫化温度（t）n各种橡胶最宜的硫化温度（硫磺硫化体系）各种橡胶最宜的硫化温度（硫磺硫化体系） NR143 ；SBR、NBR180 ； IIR170 ； BR、CR、IR151n对于需高温硫化的不饱和橡胶，根据具体情对于需高温硫化的不饱和橡胶，根据具体情况，可采用半有效或有效硫化体系以及与次磺况，可采用半有效或有效硫化体系以及与次磺酰胺和秋兰姆并用体系。酰胺和秋兰姆并用体系。n对于注压工艺，需要高温高压（大于对于注压

254、工艺，需要高温高压（大于180），可采用半有效或有效硫化体系。），可采用半有效或有效硫化体系。n对于制品尺寸厚者，可采用低温长时间或预对于制品尺寸厚者，可采用低温长时间或预热后再进行硫化。热后再进行硫化。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理2. 硫化温度与硫化时间的关系硫化温度与硫化时间的关系用范特霍夫方程式计算等效硫化时间用范特霍夫方程式计算等效硫化时间方程式方程式 等效硫化时间等效硫化时间 指在不同硫化温度下达到相同硫化效果的时间指在不同硫化温度下达到相同硫化效果的时间（也叫等价硫化时间、当量硫化时间）（也叫等价硫化时间、当量硫化时间）式中：式中：1温度为温度为 t1 时的硫化时间，时的硫化时间，m

255、in2温度为温度为 t2 时的硫化时间，时的硫化时间，min K硫化温度系数硫化温度系数K值值 硫化温度系数硫化温度系数 K表示在一定温度下，硫化胶获得某一性能的时间表示在一定温度下，硫化胶获得某一性能的时间和硫化温度相差和硫化温度相差10时获得相同性能的时间之比。时获得相同性能的时间之比。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 例：已知胶料的硫化条件为例：已知胶料的硫化条件为1402014020minmin， 求温度为求温度为130130及及150150时的等效硫化时间？时的等效硫化时间？解：令解：令t1= 130 ， t1= 150， t2=140 ，2= 20min由范特霍夫方程式得由范特霍夫方程式

256、得1=K（t2-t1）/10 2 =2 （140-130）/10 20 =40 min1=K（t2-t1）/10 2 =2 （140-150）/10 20 =10 min橡胶工艺原理橡胶工艺原理用阿累尼乌斯方程式计算等效硫化时间用阿累尼乌斯方程式计算等效硫化时间方程式方程式 式中：式中：1温度为温度为 t1 时的正硫化时间，时的正硫化时间，min；2温度为温度为 t2 时的正硫化时间，时的正硫化时间，min； t1，t2硫化温度，绝对温度硫化温度，绝对温度 K； R气体常数，气体常数，R= 8.3143J/（molK）；）； E硫化反硫化反应活化能，活化能，KJ/mol或或橡胶工艺原理橡胶工艺

257、原理3 硫化效应在确定硫化条件下的应用硫化效应在确定硫化条件下的应用硫化效应硫化效应 E 等于硫化强度等于硫化强度I与硫化时间与硫化时间的乘积。的乘积。用于衡量硫化程度的深浅。即用于衡量硫化程度的深浅。即 硫化强硫化强度度 I 是胶料在一定温度下，单位时间内所达到是胶料在一定温度下，单位时间内所达到的硫化程度。的硫化程度。 橡胶工艺原理橡胶工艺原理计算等效硫化时间计算等效硫化时间例例1：已知胶料的硫化条件为：已知胶料的硫化条件为14020min，求温度为，求温度为150时的等效硫化时间？时的等效硫化时间？ 例例2：已知胶料的硫化条件为：已知胶料的硫化条件为13780min，求温度提，求温度提高

258、到高到140时达到正硫化所需时间。时达到正硫化所需时间。 若将硫化时间缩短到若将硫化时间缩短到60min，应选用的硫化温度为，应选用的硫化温度为多少？多少？例例3：某制品原硫化条件为：某制品原硫化条件为14060min，在，在140下下硫化硫化20min后，因气压不足，温度只能达到后，因气压不足，温度只能达到130，问硫化时间应如何调整？（问硫化时间应如何调整？（K=2）应用应用橡胶工艺原理橡胶工艺原理判断胶料的硫化程度判断胶料的硫化程度 每一种胶料硫化时，在硫化曲线上都有一段平坦范每一种胶料硫化时，在硫化曲线上都有一段平坦范围围 。把达到平坦范围所需最短时间对应的硫化效应为最把达到平坦范围所

259、需最短时间对应的硫化效应为最小硫化效应小硫化效应E小小；达到平坦范围所需最长时间对应的硫化；达到平坦范围所需最长时间对应的硫化效应为最大硫化效应效应为最大硫化效应E大大 ，硫化条件改变后的硫化效应，硫化条件改变后的硫化效应E控制为控制为 E小小EE大大 例：设一制品其胶料平坦硫化条件为例：设一制品其胶料平坦硫化条件为130（3080）min，那么，那么15010min能否达正硫化？能否达正硫化？ 若在若在150硫化硫化25min是否达到正硫化？是否达到正硫化？应用应用橡胶工艺原理橡胶工艺原理四、厚制品硫化条件的确定四、厚制品硫化条件的确定1. 厚制品的特点厚制品的特点 厚度大，内外层温差大，在

260、相同的硫化时间内所取得厚度大，内外层温差大，在相同的硫化时间内所取得的各层硫化效应不相等。的各层硫化效应不相等。2. 厚制品硫化效应的确定厚制品硫化效应的确定E内内E小，小，E外外E大大 热电偶测温热电偶测温作图作图内层温度与时间曲线内层温度与时间曲线 t图图硫化强度硫化强度I，作出，作出I图图 橡胶工艺原理橡胶工艺原理计算计算比较比较 将上式所求厚制品内层的将上式所求厚制品内层的E与该胶料在与该胶料在试验室中以试验室中以t 温度硫化所得的硫化效应作比较。温度硫化所得的硫化效应作比较。如如E小小EE大大，说明硫化条件合适，否则应，说明硫化条件合适，否则应重新调整。重新调整。换算成试片的等效硫化

261、时间换算成试片的等效硫化时间E=E/ It 式中：式中：E试片的等效硫化时间试片的等效硫化时间 E制品的硫化效应制品的硫化效应 It试片在试片在t温度下的硫化强度温度下的硫化强度 若若E落在试片的最小和最大正硫化时间落在试片的最小和最大正硫化时间范围内，则说明制品已达正硫化。范围内，则说明制品已达正硫化。橡胶工艺原理橡胶工艺原理例：某胶料硫化温度系数为例：某胶料硫化温度系数为2，在实验室条件下的正硫化，在实验室条件下的正硫化条件为条件为14124min，硫化平坦范围为（，硫化平坦范围为（24100）min。在实际生产中，硫化时间为在实际生产中，硫化时间为70min，现测出其温度变化如下，现测出

262、其温度变化如下，判断是否达到了正硫化？判断是否达到了正硫化？硫化时间硫化时间/min 0 5 10 15 20 25 30 35胶层温度胶层温度/ 30 40 80 100 110 113 120 124硫化时间硫化时间/min 40 45 50 55 60 65 70胶层温度胶层温度/ 127 131 133 137 138 140 141橡胶工艺原理橡胶工艺原理 解：解： 计算各温度下的硫化强度计算各温度下的硫化强度I Ii i 利用公式利用公式I=K（ti-100ti-100）/10/10，分别计算出，分别计算出 ti=0、5、10、15、2070min时的时的I Ii i，其结果如下：

263、其结果如下： Ii I30 I40 I80 I100 I110 I113 I120 I124计算结果计算结果 0.008 0.016 0.25 1 2 2.46 4 5.28 Ii I127 I131 I133 I137 I138 I140 I141计算结果计算结果 6.5 8.59 9.86 13 13.9 16 17.2 橡胶工艺原理橡胶工艺原理求出硫化效应求出硫化效应E =5（0.008+17.2）/2+0.016+0.25+1+2+2.46+4+5.28+6.5+8.59+9.86+13+13.9+16 =457.3计算胶料硫化效应的计算胶料硫化效应的E大大、E小小 I141=K（t-

264、100）/10= 2（141-100）/10=17.15 E小小= I141小小=17.1524=411.6 E大大= I141大大=17.15100=1715 因为因为E小小E E大，大，故胶料达到正硫化。故胶料达到正硫化。橡胶工艺原理橡胶工艺原理或或换算成试片在换算成试片在141下的等效硫化时间下的等效硫化时间E E=E/ I141=457.3/17.15=26.1（min）由于由于E处于硫化平坦范围（处于硫化平坦范围（24100）min内，内，所以胶料达到正硫化。所以胶料达到正硫化。橡胶工艺原理橡胶工艺原理采用一些经验公式确定正硫化时间。采用一些经验公式确定正硫化时间。n经验公式经验公式

265、nT=t+（胶布层厚度（胶布层厚度+上下覆盖胶厚度）上下覆盖胶厚度）Kn其中，其中，T硫化时间，硫化时间，minn t胶料的正硫化时间，胶料的正硫化时间，minn K系数系数1.3-1.5min/mmn经验公式经验公式：（适用于：（适用于t=145148）nT=b+av+c（d+e） n其中，其中，b胶料的基本硫化时间，胶料的基本硫化时间，min；n a胶料所需要增加的硫化时间，胶料所需要增加的硫化时间，min；n v胶料布层数；胶料布层数；n c每每1mm胶厚增加的硫化时间，胶厚增加的硫化时间，min；n d、e上下覆盖胶的厚度，上下覆盖胶的厚度，mm；n T总硫化时间，总硫化时间，min橡

266、胶工艺原理橡胶工艺原理课堂练习课堂练习 1.某胶料试片硫化平坦范围为某胶料试片硫化平坦范围为140（2060）min，问成品在，问成品在150 下硫化时，平坦范围下硫化时，平坦范围应多长？若胶料采用应多长？若胶料采用13030min的硫化条件，的硫化条件，是否合理？应作如何调整？是否合理？应作如何调整？ （K=2） 橡胶工艺原理橡胶工艺原理 第五节第五节 硫化方法硫化方法一、室温硫化法一、室温硫化法二、冷硫化法二、冷硫化法多用于薄膜浸渍制品（厚度多用于薄膜浸渍制品（厚度不大于不大于1mm）的硫化）的硫化 。 常温常压下硫化，如室温常温常压下硫化，如室温硫化胶浆与腻子。硫化胶浆与腻子。橡胶工艺原

267、理橡胶工艺原理三、热硫化法三、热硫化法按介质按介质分分直接硫化直接硫化如胶布、如胶布、胶管、胶管、胶辊胶辊 间接硫化间接硫化如胶鞋硫化如胶鞋硫化 混气硫化混气硫化如胶鞋、如胶鞋、胶靴等胶靴等橡胶工艺原理橡胶工艺原理三、热硫化法三、热硫化法按设备分按设备分 （1）硫化罐硫化）硫化罐硫化 （2）平板硫化机硫化）平板硫化机硫化 有框硫化有框硫化胶板胶板 无框硫化无框硫化运输带、传动带运输带、传动带 模型硫化模型硫化各种模型制品各种模型制品 （3）个体硫化机硫化）个体硫化机硫化轮胎内、外胎，垫轮胎内、外胎，垫 带、力车内外胎带、力车内外胎 （4） 注压机硫化注压机硫化连续硫化连续硫化 橡胶工艺原理橡胶

268、工艺原理三、热硫化法三、热硫化法按硫化生产方式分按硫化生产方式分间接硫化间接硫化连续硫化连续硫化间接蒸汽硫化间接蒸汽硫化胶鞋、胶靴胶鞋、胶靴用于挤出制品用于挤出制品的硫化的硫化橡胶工艺原理橡胶工艺原理 鼓式硫化机硫化鼓式硫化机硫化胶板、胶带和三角带胶板、胶带和三角带 热空气连续硫化热空气连续硫化 胶布、电线、电缆、压出制品胶布、电线、电缆、压出制品 红外线硫化红外线硫化胶布、胶鞋胶布、胶鞋 沸腾床硫化沸腾床硫化压出制品、胶布压出制品、胶布 液体介质硫化液体介质硫化胶管电缆等压出制品胶管电缆等压出制品 高频和微波硫化高频和微波硫化电缆等压出制品电缆等压出制品 管道硫化管道硫化胶管、电缆、电线等胶

269、管、电缆、电线等硫化工艺中常见的质量毛病及其产生原因硫化工艺中常见的质量毛病及其产生原因 P301连续硫化连续硫化橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理n本章作业及思考题：本章作业及思考题：nP306题题102 104 105 107 108橡胶工艺原理橡胶工艺原理课程复习课程复习橡胶工艺原理橡胶工艺原理n本章作业及思考题：本章作业及思考题：p3061.通常测定正硫化时间的方法有哪些？它们所测通常测定正硫化时间的方法有哪些？它们所测得的正硫化时间是否完全一样？为什么？得的正硫化时间是否完全一样？为什么？2.当胶料在当胶料在140度时正硫化时间为度时正硫化时间为

270、20min，试，试计算在硫温度为计算在硫温度为145的等效硫时间？（要求的等效硫时间？（要求分别用范特霍夫方程式和阿累尼乌斯方程式以分别用范特霍夫方程式和阿累尼乌斯方程式以及硫化效应计算）及硫化效应计算） 已知：已知：K=2 E=92KJ/mol，R=8.31J/molK3.橡胶的硫化过程可分为哪几个阶段？试以硫化橡胶的硫化过程可分为哪几个阶段？试以硫化历程图来加以说明之。历程图来加以说明之。橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理结构结构橡胶工艺原理橡胶工艺原理后辊后辊前辊前辊橡胶工艺原理橡胶工艺原理后辊后辊前辊前辊橡胶工艺原理橡胶工艺原理后辊后辊前辊前辊橡胶工艺原理橡胶工艺原理后辊

271、后辊前辊前辊橡胶工艺原理橡胶工艺原理后辊后辊前辊前辊橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理橡胶工艺原理后辊后辊前辊前辊橡胶工艺原理橡胶工艺原理后辊后辊前辊前辊橡胶工艺原理橡胶工艺原理后辊后辊前辊前辊橡胶工艺原理橡胶工艺原理后辊后辊前辊前辊橡胶工艺原理橡胶工艺原理后辊后辊前辊前辊橡胶工艺原理橡胶工艺原理教材及参考书教材及参考书n1邓本诚主编邓本诚主编 . . 橡胶工艺原理橡胶工艺原理. . 北京：化学工北京：化学工业出版社业出版社 ，1994n2陈耀庭主编陈耀庭主编. . 橡胶加工工艺橡胶加工工艺. .北京：北京： 化学工业化学工业出出 版社，版社，1985n3橡胶工业手册（第一二三分册）橡胶工业手册（第一二三分册）. .北京：北京：化学化学工业出版社，工业出版社，2001n4王贵恒主编王贵恒主编. . 高分子材料成型加工原理高分子材料成型加工原理. .北京：北京：化学化学 工业出版社，工业出版社，1996n5杨清芝主编杨清芝主编. .现代橡胶工艺学现代橡胶工艺学. .北京：北京：中国石中国石化出版社，化出版社，1999橡胶工艺原理橡胶工艺原理= K1 1 R T e e E F F0 0n=6RenF F0 0= =K2 2 M/M M/M 2 62 6橡胶工艺原理橡胶工艺原理