橡胶的基本结构与性能
橡胶的分子特征---构成橡胶弹性体的分子结构有下列特点：
①其分子由重复单元（链节）构成的长链分子。分子链柔软其链段有高度的活动性，玻璃化转变温度(Tg)低于室温；
②其分子间的吸引力（范德华力）较小，在常态（无应力）下是非晶态，分子彼此间易于相对运动；
③其分子之间有一些部位可以通过化学交联或由物理缠结相连接，形成三维网状分子结构，以限制整个大分子链的大幅度的活动性。
从微观上看，组成橡胶的长链分子的原子和链段由于热振动而处于不断运动中，使整个分子呈现极不规则的无规线团形状，分子两末端距离大大小于伸直的长度。一块未拉伸的橡胶象是一团卷曲的线状分子的缠结物。橡胶在不受外力作用时，未变形状态熵值最大。当橡胶受拉伸时，其分子在拉伸方向上以不同程度排列成行。为保持此定向排列需对其作功，因此橡胶是抵制受伸张的。当外力除去时，橡胶将收缩回到熵值最大的状态。故橡胶的弹性主要是源于体系中熵的变化的“熵弹性”。
橡胶的应力－应变性质
应力－应变曲线是一种伸长结晶橡胶的典型曲线，其主要组分是由于体系变得有序而引起的熵变。随着分子被渐渐拉直，使得分子链上支链的隔离作用消失，分子间吸引力变得显著起来，从而有助于抵抗进一步的变形，所以橡胶在被充分拉伸时会呈现较的高抗张强度.
橡胶在恒应变下的应力是温度的函数。随温度的升高橡胶的应力将成比例地增大。
橡胶的应力对温度的这种依赖称为焦耳效应，它可以说明金属弹性和橡胶弹性间的根本差别。在金属中，每个原子都被原子间力保持在严格的晶格中，使金属变形所做的功是用来改变原子间的距离，引起内能的变化。因而其弹性称为“能弹性”。其弹性变形的范围比橡胶中主要由于体系中熵的变化而产生的“熵弹性”的变化范围要小得多。
在一般的使用范围内,橡胶的应力-应变曲线是非线性的,因此橡胶的弹性行为不能简单地以杨氏模量来确定。
橡胶的变形与温度、变形速度和时间的关系
橡胶分子的变形运动不可能在瞬时完成，因为分子间的吸引力必须由原子的振动能来克服，如果温度降低时，这些振动变得较不活泼，不能使分子间吸引力迅速
破坏，因而变形缓慢。在很低温度下，振动能不足以克服吸引力，橡胶则会变成坚硬的固体。
如果温度一定而变形的速度增大，也可产生与降低温度相同的效果。在变形速度极高的情况下，橡胶分子没有时间进行重排，则会表现为坚硬的固体。
橡胶材料在应力作用下分子链会缓慢的被破坏，产生“蠕变”，即变形逐渐增大。当变形力除去后，这种蠕变便形成小的不可逆变形、称为“永久变形”。
橡胶的热性能
①导热性橡胶是热的不良导体，其导热系数在厚度为25毫米时约为2.2～6.28瓦/米2·0K。是优异的隔热材料，如果将橡胶做成微孔或海绵状态，其隔热效果会进一步提高，使导热系数下降至0.4～2.0瓦。任何橡胶制件在使用中，都可能会因滞后损失产生热量，因此应注意散热。
②热膨胀由于橡胶分子链间有较大的自由体积，当温度升高时其链段的内旋转变易，会使其体积变大。橡胶的线膨胀系数约是钢的20倍。这在橡胶制品的硫化模型设计中必须加以考虑，因为橡胶成品的线性尺寸会比模型小1.2～3.5％。对于同一种橡胶，胶料的硬度和生胶含量对胶料的收缩率也有较大的影响，收缩率与硬度成反比，与含胶率成正比。各种橡胶在理论上的收缩率的大小顺序为：氟橡胶>硅橡胶>丁基橡胶>丁腈橡胶>氯丁橡胶>丁苯橡胶>天然橡胶
橡胶制品在低温使用时应特别注意体积收缩的影响，例如油封会因收缩而产生泄漏，橡胶与金属粘合的制品会因收缩产生过度的应力而导致早期损坏。
橡胶的电性能
通用橡胶是优异的电绝缘体，天然橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶和丁苯橡胶都有很好的介电性能，所以在绝缘电缆等方面得到广泛应用。丁腈橡胶和氯丁橡胶，因其分子中存在极性原子或原子基团，其介电性能则较差。在另一方面，在橡胶中配入导电炭黑或金属粉末等导电填料，会使它有足够的导电性来分散静电荷，或者甚至成为导电体。
橡胶的气体透过性(气密性)
橡胶的气透率是气体在橡胶中的溶解度与扩散度的乘积。气体的溶解度随橡胶的溶解度参数增加而下降，气体在橡胶中的扩散速度取决于橡胶分子中侧链基团的多少。气体在各种橡胶中的透过速度有很大的不同，在橡胶中气透性较低的是聚醚橡胶和丁基橡胶，丁基橡胶气透性只有天然胶的1/20。而硅橡胶的气透性最大。橡胶的气透性随温度的升高而迅速上升，对于使用炭黑作填料的制品来说，
其品种和填充量对气透性能影响不大。但软化剂的用量大小对硫化胶的气透性能影响很大，对气透性能要求较高的橡胶制品，软化剂的用量尽可能减少为好。
橡胶的可燃性
大多数橡胶具有程度不同的可燃性。而分子中含有卤素的橡胶如氯丁橡胶、氟橡胶等，则具一定的的抗燃性。因此，含有氯原子的氯丁胶和氯磺化聚乙烯在移开外部火焰后，既便燃烧也是困难的，而氟橡胶则完全是自行灭火的。在胶料中配入阻燃剂（例如磷酸盐或含卤素物质）可提高其阻燃性。
丁苯橡胶的生产工艺 (2011-10-03 23:05:53)转载▼ 标签：丁苯橡胶中顺苯乙烯丁二烯乳液聚合转化率橡胶教育 1.1 丁苯橡胶的分类 丁苯橡胶品种繁多，如按聚合方法、聚合温度、辅助单体含量及充填剂等的不同，丁苯橡胶简分为下列几类。 ①按聚合方法和条件分类 可以分为乳液聚丁苯橡胶和溶液聚丁苯橡胶；乳聚丁苯橡胶开发历史悠久, 生产和加工工艺成熟, 应用广泛, 其生产能力、产量和消耗量在丁苯橡胶中均占首位。溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种, 其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比, 具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点, 是今后的发展方向。 乳液聚丁苯橡胶又可以分为高温乳液聚合丁苯橡胶和低温乳液聚合丁苯橡胶，后者应用较广，前者趋于淘汰。 在生产工艺上，乳液聚合丁苯橡胶更加成熟，因此本文主要介绍低温乳液聚合生产丁苯橡胶的生产工艺。 ②按填料品种分类 可以分为充炭黑丁苯橡胶、充油丁苯橡胶和充炭黑充油丁苯橡胶等。 ③按苯乙烯含量分类 丁苯橡胶—10、丁苯橡胶—30、丁苯橡胶—50等，其中数字为苯乙烯聚合时的含量（质量），最常用的是丁苯橡胶—30 1.2 丁苯橡胶的结构
典型丁苯橡胶的结构特征如表一: 表一典型丁苯橡胶的结构特征 ①大分子宏观结构包括 单体比例、平均相对分子质量及分布、分子结构的线性或非线性，凝胶含量等。 ②微观结构主要包括 丁二烯链段中顺式—1，4、反式—1，4和1，2—结构(乙烯基)的比例，苯乙烯、丁二烯单元的分布等。 ③无定形聚合物 因掺杂有苯乙烯链节，所以丁苯橡胶的主体结构不规整，不易结晶。 ④丁二烯的微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大 在丁苯橡胶硫化时，丁二烯链节中顺式—1，4和反式—1，4两种结构会发生异构而相互转化，最后可达到一个平衡态。又在低温丁苯和高温丁苯中1．2—丁二烯链节的含量相差不太大．所以丁二烯微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大。 ⑤苯乙烯含量与玻璃化转变温度 丁苯橡胶的玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。乙烯基的含量越低，玻璃化温度越低。可以按需要的比例从100%的丁二烯(顺式、反式的玻璃化温度都是-100℃)调够到100%的聚苯乙烯(玻璃化温度为90℃)。玻璃化温度对硫化橡胶的性质起重要作用，大部分乳液聚合丁苯橡胶含苯乙烯为23.5%，这种含量的丁苯橡胶具有较好的综合物理机械性能。 ⑥低温丁苯橡胶性能优于高温丁苯橡胶 高温(50℃)聚合时．支化较严重．凝胶物含量较高；在同等分子量下．分子量
浅谈橡胶的各种物性与密度的关系 前言: 在橡胶制品过程中,一般必须测试的物性实验不外乎有: 拉伸强度 2、撕裂强度 3、定伸应力与硬度 4、耐磨性 5、疲劳与疲劳破坏 6、弹性 7、扯断伸长率。 各种橡胶制品都有它特定的使用性能与工艺配方要求。为了满足它的物性要求需选择最适合的 聚合物与配合剂进行合理的配方设计。首先要了解配方设计与硫化橡胶物理性能的关系。硫化橡 胶的物理性能与配方的设计有密切关系,配方中所选用的材料品种、用量不同都会产生性能上的差 异。 1、拉伸强度:就是制品能够抵抗拉伸破坏的根限能力。 它就是橡胶制品一个重要指标之一。许多橡胶制品的寿命都直接与拉伸强度有关。如输送带的 盖胶、橡胶减震器的持久性都就是随着拉伸强度的增加而提高的。 A:拉伸强度与橡胶的结构有关: 分了量较小时,分子间相互作用的次价健就较小。所以在外力大于分子间作用时、就会产生分子 间的滑动而使材料破坏。反之分子量大、分子间的作用力增大,胶料的内聚力提高,拉伸时链段不易滑动,那么材料的破坏程度就小。凡影响分子间作用力的其它因素均对拉伸强度有影响。如 NR/CR/CSM这些橡胶主链上有结晶性取代基,分子间的价力大大提高,拉伸强度也随着提高。也就 就是这些橡胶自补强性能好的主要原因之一。一般橡胶随着结晶度提高,拉伸强度增大。 B:拉伸强度还跟温度有关: 高温下拉伸强度远远低于室温下的拉伸强度。 C:拉伸强度跟交联密度有关: 随着交联密度的增加,拉伸强度增加,出现最大值后继续增加交联密度,拉伸强度会大幅下降。硫 化橡胶的拉伸强度随着交联键能增加而减小。能产生拉伸结晶的天然橡胶,弱键早期断裂,有利于主健的取向结晶,因此会出现较高的拉伸强度。通过硫化体系,采用硫黄硫化,选择并用促进 剂,DM/M/D也可以提高拉伸强度,(碳黑补强除外,因为碳黑生热作用)。 D:拉伸强度与填充剂的关系:
各种橡胶性能一览表 Prepared on 24 November 2020
注：芳香烃溶剂对硅橡胶有影响，采用氟硅橡胶可获得良好的耐芳香烃性。 材质 Material 物性 Physical 天然 橡胶 (NR) Natu ral Rubb er 丁 苯 橡 胶 (SB R) 丁 基 橡 胶 (II R) But yl 三 元 乙 丙 橡 胶 EP D M 氯丁橡胶 (CR) Neoprene 丁 腈 橡 胶 (N BR )Nit rile 聚氨 脂 (PU) Uret hane 硅 (硅) 胶 (SR) Silic one 氯 磺 化 聚 乙 烯 胶 ( C S M
) H y p al o n PHYSI CALPR OPERT IES一般物性 比重 Specific Gravity 硬度范围 Hardness Rang(Sho re A°) 30- 100 35- 100 30- 90 30- 90 35-95 30- 100 55- 100 20- 90 4 0- 9 0 最大搞张 强度 Tensile Strength Max(psi 4000 300 250 300 3000 300 3000 1500 3 0 最大延伸 率 Elongatio n Max(% 750 600 700 600 600 600 750 800 6 0 回复力 Resilience E G P- F G G-E F-G F-E F-G F - G 压缩变形 Compress ion Set G F P- G G F-G G G-E G-E F - G 不透气性 Impermea blity to Gases F F E F F- G G P-F P-F G 抗屈曲龟 裂Flex Cracking Resistanc e F G G G G F G-E F-E G 抗撕裂性 Tear Strength E F G F- G F-G F-G E P-F F - G 耐磨性 Abrasion Resistanc e E G-E G G- E G-E G- E E P-F G - E 抗冲击强 度Impact Strength E E G G G-E F-G G-E P-G G
溶聚丁苯橡胶的概况精 选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
溶聚丁苯橡胶的概况 溶聚丁苯橡胶的基本概念 溶聚丁苯橡胶又称溶聚丁苯胶、溶液聚丁苯橡胶，简称：SSBR； 分子式：C12H14； 分子量：； CAS号：9003-55-8； 结构式： 图丁苯橡胶分子结构式 丁苯橡胶（SBR) 是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。它是1,3-丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。按聚合体系可分为乳聚丁苯橡胶（ESBR）和溶聚丁苯橡胶（SSBR）两类。 溶液聚丁苯橡胶 (SSBR)是60年代初由美国Firestone和Phillips率先实现工业化生产的。 溶聚丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯在烃类溶剂中采用有机锂引发阴离子聚合而制得的共聚物。溶聚丁苯橡胶具有耐磨、耐寒、生热低、回弹性高、收缩性低、色泽好、灰分少、纯度高以及硫化速度快等优点，近年来在发达国家发展较快。溶聚丁苯橡胶有纯溶聚丁苯和充油溶聚丁苯两类。溶聚丁苯橡胶主要用
于制造轮胎，制造皮带、刮水板、窗框密封及散热器软管等工业用零部件，制造胶鞋、雨衣、毡布、手套、风衣及气垫床等日用品，应用相当广泛。 溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种。其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比，具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点，是今后的发展方向。 溶聚丁苯橡胶的特性 溶聚丁苯橡胶具有优良的耐磨性、耐沟纹龟裂性，且对湿路面抓着力、耐热性及在高温下长时间暴露后的耐屈挠性良好，加之在密炼机混炼时生热低、压出膨胀率小、填充量高等特点，主要应用于轮胎方面，约占溶聚丁苯胶总产量的80%，如制造轿车轮胎、大型轮胎胎面、雪地轮胎胎体等。从耐磨性、拉伸强度、硫化平坦性、耐屈挠性和耐热性等考虑，特别适于制造耐热运输带。由于耐低温性、防震性与金属粘合性好，适用于制造皮带、刮水板、窗框密封及散热器软管等工业用零部件。另外，由于溶聚丁苯橡胶具有触感好，耐候性、回弹性好以及永久变形小等优点，可用于制作雨衣、毡布、风衣及气垫床等，还可制作发泡均匀、结构致密的海绵材料。溶聚丁苯橡胶由于其良好的辊筒操作性、压延性、耐磨性以及高填充性，还广泛地用于制鞋业，用它制作的鞋，具有色泽鲜艳、触感良好、表面光滑、花纹清晰、不易走形、硬度适中等优点。 随着轮胎子午化的普及，尤其是新型节能子午线轮胎的发展，对轮胎用胶提出了更高的要求，不仅要求胶料强度高，抗湿滑性好，还要求滚动阻力低（车辆的燃料中10～20%是用来克服轮胎的滚动阻力的）。传统的乳聚丁苯橡
橡胶性能与配方的关系 不同的橡胶产品对胶料的物性都有不同的要求，同时对生产这些产品时胶料的工艺性能（加工性能）也需要不同的要求。所谓的工艺性也就是生产这些橡胶产品的过程不能达到理想的状态，做出来的橡胶产品也就很难做到性能理想化、经济效益最大化。一句话，无论你要求橡胶产品有什么样的物性要求，也不管你的要求是高还是低，如果工艺性能无法满足要求（实现要求的过程无法满足），那么你就很难顺利的去生产。 不多赘述，该贴将和大家一起谈论各橡胶工艺性能受配方的影响及关系。 一、混炼性能 1.各种成分对混炼效果的影响 主要分析配方中各种填料、化学药品、操作油等配合成分混入橡胶中的难易性、分散性。它主要由这些配合成分与橡胶之间的互溶性的高低、浸润性的大小来决定。 胶料混炼工艺设计的好坏评价方法之一就是各种成分是否可以在橡胶中能够迅速的分散；混炼效果的好坏，则可以通过各种成分在橡胶中能否均匀分散其中来衡量。这两个指标都主要取决于配合成分与橡胶之间的互溶性、浸润性。 “互溶性”这个词大家可能会认为橡胶那么大的分子怎么可能溶解在各种配合成分里很多配方里，应该是配合成分溶解在橡胶里才对。其实，所谓的溶质、溶剂也是相对的，量少的惯称为溶质，量多的则为溶剂，习惯性的认为溶质溶解在溶剂中，如果“溶质”的量比“溶剂”的量大很多的话，那就是“溶剂”溶解在“溶质”中。所以，也就可以理解为互溶性了。为了能让胶料达到多种综合性能都很优异的效果，很多配方用到的橡胶都不止一种，可能2、3、4、5种橡胶并用，这就涉及到这些橡胶之间的互溶性（也许橡胶之间的互溶性大家更好理解一些）。混炼后的胶料如果电镜图片里显示各相之间没有明显的分离、橡胶之间、橡胶与各配合成分之间分散的非常均匀那就表明互溶性好，否则互溶性就差。互溶性差的配方体系所对应的胶料的各种物性也就不能得到好的体现。 其实，橡胶配合体系是不能像盐溶于水那样做到分子级的互溶性，一是因为橡胶是由不同分子量的高分子复杂体系组成，二是各种配合成分也不是简单的小分子化合物，三它们是固相之间的溶解性。橡胶对配合剂的浸润性也许更能清楚的解释混炼工艺及效果的好坏。 橡胶对配合成分的浸润性高低主要决定于配合成分自身的特性，当然与橡胶的性质也有关系。有机的、非极性的大多数化学样品（塑解剂、分散剂、操作油等软化剂、防老剂、
天然橡胶概述 摘要：本文介绍了天然橡胶的物理和化学性能、配合体系、改性和产品实例等 关键词：天然橡胶配合改性产品 橡胶按其来源，分为天然橡胶和合成橡胶两大类。天然橡胶取之于橡胶树，起源较早。合成橡胶系人工合成，发展较晚，随着石油化工的兴起，获得了大量廉价原料之后，才迅速发展起来。本文主要介绍天然橡胶的一些性质、配方、改性、产品等。【1】 1．天然橡胶的来源 自然界合橡胶成分的植物有400种之多，大部分生长在热带地方。目前产胶量最多、质量最好的为人工种植的三叶橡胶树。一般所说的天然橡胶，就是指这种橡胶树所产的胶。除此之外还有：硬性天然橡胶、马来树胶及杜仲。硬性天然橡胶和三叶橡胶树所产的胶为同分异构体(前者为反式聚异戊二烯橡脱后者为顺式聚异戊二烯橡胶)。它的热塑性、电绝线性、耐水性较添适用于海底电缆包层、耐酸制品及电工材料等方面。杜仲的经济价值表现在：播种两年后即可开始割脱以后每年均可采集叶子和果实提取，随树龄增长，还可以从树皮、根皮提耿生胶产量增加。因此，杜仲在我国的种植和发展也是有前途的。其他合橡胶植物如木薯橡胶树、印度榕橡胶树、丝橡胶树、银叶橡胶菊和橡胶草等，由于其本身经济技术指标较低，加工困难逐渐趋向淘汰。 2.天然橡胶的品种和制法 天然胶乳除直接用于胶乳工业外，绝大部分还是经凝固、压片制造天然生胶(或
称干胶)，以便于运输，提供工厂使用。天然橡胶按贫制造方法不同，可分为若干种，将其列为下表： 上述的各种橡胶常用者主要为烟片和皱片(白皱片、褐皱片)。 3.天然橡胶的组成
】 天然橡胶由橡胶烃和非橡胶物质组成。以烟片胶为例，其化学组成如下表所示。 通过对橡胶烃的热分解研究，确定橡胶烃是以异戊二烯为单体的高聚物。这种聚合物具有直链状的分子结构。而非橡胶成分包括水分、灰分、蛋白质类及丙酮抽出物等，含量很少且不固定，随树种、环境、树龄、采胶季节和加工条件而变化。但其对橡胶的加共及制品质量都有一定影响。 天然橡胶的化学式 (1)水分生胶含水量，因制造时干燥的程度、贮存时的温度与湿度、非橡胶成分的吸水性，而有所不同。含水过多易使生胶发霉。1%以下的少量水可在加工过程中除去，对橡胶性能影响不大。 (2)水溶物生胶水溶物的含量完全取决于制造方法。水溶物多半是一些胶液物质(白质树皮醇和葡萄糖贰等)和酸分，其对胶料的可塑性及吸水性影响较大。
丁苯橡胶理化性质与质量指标 1.1 丁苯橡胶的基本概念 丁苯橡胶又称丁苯胶； 英文名：Emulsion-polymerized styrene butadiene rubber、Styrene Butadiene Rubber； 简称：SBR； 分子式：C12H14； 分子量：158.2426； CAS号：9003-55-8； 结构式： 图1.1 丁苯橡胶分子结构式 丁苯橡胶（SBR) 是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。它是1,3-丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。 丁苯橡胶的综合性能好，是合成橡胶中产量最高、消耗量最大的品种，常与天然橡胶掺混或单独使用。 丁苯橡胶（SBR）按聚合体系可分为乳聚丁苯橡胶（ESBR）和溶聚丁苯橡胶（SSBR）两类。 乳聚丁苯橡胶根据聚合温度的不同，分为高温乳聚丁苯橡胶和低温乳聚丁苯橡胶两大类。一般乳聚丁苯橡胶苯乙烯含量为23.5%，苯乙烯含量高于40%的称为高苯乙烯丁苯橡胶，结合苯乙烯达到70%～90%者则称为高苯乙烯树脂。此外，还有充油乳聚丁苯橡胶和充油充炭黑乳聚丁苯橡胶。乳聚丁苯橡胶主要用于轮胎胎面胶、胎侧胶，也广泛用于胶带、胶管、胶辊、胶布、鞋底、医疗用品及其他
工业制品，并少量用于电线、电缆等非橡胶制品中。 溶聚丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯在烃类溶剂中采用有机锂引发阴离子聚合而制得的共聚物。溶聚丁苯橡胶具有耐磨、耐寒、生热低、回弹性高、收缩性低、色泽好、灰分少、纯度高以及硫化速度快等优点，近年来在发达国家发展较快。溶聚丁苯橡胶有纯溶聚丁苯和充油溶聚丁苯两类。溶聚丁苯橡胶主要用于制造轮胎，制造皮带、刮水板、窗框密封及散热器软管等工业用零部件，制造胶鞋、雨衣、毡布、手套、风衣及气垫床等日用品，应用相当广泛。 溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种。其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比，具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点，是今后的发展方向。 1.2 丁苯橡胶的特性 丁苯橡胶与其它通用橡胶一样，是一种不饱和的烃类高聚物，能溶于大部分溶解度参数相近的烃类溶剂中，而硫化胶仅能溶胀。丁苯橡胶能进行许多聚烯烃型反应，如氧化、臭氧破坏、卤化和氢卤化等。在光、热、氧和臭氧结合作用下，将发生物理化学变化，但其被氧化的作用比天然橡胶缓慢，即使在较高温度下老化反应的速度也较缓慢。光对丁苯橡胶的老化作用不明显，但丁苯橡胶对臭氧的作用比天然橡胶敏感，耐臭氧性比天然橡胶差。丁苯橡胶的低温性能稍差，脆性温度约为-45℃。与其它通用橡胶相似，影响丁苯橡胶电性能的主要因素是配合剂。丁苯橡胶的物理性能列于表1.1。 表1.1 丁苯橡胶（结合苯乙烯23.5%）的物理性能 性能未硫化胶纯胶硫化胶填充50份炭黑硫化胶密度，kg/m3933 980 1150 体积膨胀系数，β=(1/V)(δV/δT)，K-1932.5-933.5 940-1000 530×10-6玻璃化温度，K 660×10-3660×10-6221 比热容(cp)，KJ/(kg·K) 209-214 650-700×10-6 1.50 ΔCρ/αT，KJ/(kg·K) 1.89 221 -- 导热性，W/(m·K) 3.2×10-2 1.83 0.300
（塑料橡胶材料）橡胶配方设计与性能的关系
橡胶配方设计和性能的关系 一、橡胶配方设计和硫化橡胶物理性能的关系 （一）拉伸强度 拉伸强度表征硫化橡胶能够抵抗拉伸破坏的极限能力。虽然绝大多数橡胶制品在使用条件下，不会发生比原来长度大几倍的形变，但许多橡胶制品的实际使用寿命和拉伸强度有较好的相关性。 研究高聚物断裂强度的结果表明，大分子的主价健、分子间的作用力（次价健）以及大分子链的柔性、松弛过程等是决定高聚物拉伸强度的内在因素。 下面从各个配合体系来讨论提高拉伸强度的方法。 1．橡胶结构和拉伸强度的关系 相对分子质量为（3.0~3.5）×105的生胶，对保证较高的拉伸强度有利。 主链上有极性取代基时，会使分子间的作用力增加，拉伸强度也随之提高。例如丁腈橡胶随丙烯腈含量增加，拉伸强度随之增大。 随结晶度提高，分子排列会更加紧密有序，使孔隙和微观缺陷减少，分子间作用力增强，大分子链段运动较为困难，从而使拉伸强度提高。橡胶分子链取向后，和分子链平行方向的拉伸强度增加。 2．硫化体系和拉伸强度的关系 欲获得较高的拉伸强度必须使交联密度适度，即交联剂的用量要适宜。 交联键类型和硫化橡胶拉伸强度的关系，按下列顺序递减：离子键＞多硫键＞双硫键＞单硫键＞碳-碳键。拉伸强度随交联键键能增加而减小，因为键能较小的弱键，在应力状态下能起到释放应力的作用，减轻应力集中的程度，使交联网链能均匀地承受较大的应力。 3．补强填充体系和拉伸强度的关系 补强剂的最佳用量和补强剂的性质、胶种以及配方中的其他组分有关：例如炭黑的粒径
越小，表面活性越大，达到最大拉伸强度时的用量趋于减少；软质橡胶的炭黑用量在40~60份时，硫化胶的拉伸强度较好。 4．增塑体系和拉伸强度的关系 总地来说，软化剂用量超过5份时，就会使硫化胶的拉伸强度降低。对非极性的不饱和橡胶（如NR、IR、SBR、BR），芳烃油对其硫化胶的拉伸强度影响较小；石蜡油对它则有不良的影响；环烷油的影响介于俩者之间。对不饱和度很低的非极性橡胶如EPDM、IIR，最好使用不饱和度低的石蜡油和环烷油。对极性不饱和橡胶（如NBR，CR），最好采用酯类和芳烃油软化剂。 为提高硫化胶的拉伸强度，选用古马隆树脂、苯乙烯-茚树脂、高分子低聚物以及高黏度的油更有利壹些。 5．提高硫化胶拉伸强度的其他方法 （1）橡胶和某些树脂共混改性例如NR/PE共混、NBR/PVC共混、EPDM/PP共混等均可提高共混胶的拉伸强度。 （2）橡胶的化学改性通过改性剂在橡胶分子之间或橡胶和填料之间生成化学键和吸附键，以提高硫化胶的拉伸强度。 （3）填料表面改性使用表面活性、偶联剂对填料表面进行处理，以改善填料和橡胶大分子间的界面亲和力，不仅有助于填料的分散，而且能够改善硫化胶的力学性能。 （二）定伸应力和硬度 定伸应力和硬度都是表征硫化橡胶刚度的重要指标，俩者均表征硫化胶产生壹定形变所需要的力。定伸应力和较大的拉伸形变有关，而硬度和较小的压缩形变有关。 1．橡胶分子结构和定伸应力的关系 橡胶分子量越大，游离末端越少，有效链数越多，定伸应力也越大。
天然橡胶供给概况 一、天然橡胶自然属性 天然橡胶是由人工栽培的三叶橡胶树分泌的乳汁，经过滤、凝固、加工而制得，其主要成分为聚异戊二烯，含量在90％以上，此外还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等。橡胶树的成长可分为以下5 个阶段： 1. 苗期：这阶段是指从播种、发芽到开始分枝，大概需要一年半到两年的时间（1.5~2 龄）。 2. 幼树期：是从分枝到开割这一阶段，大概要到第四、第五年（5~7 龄）。 3. 初产期：是橡胶树从开割到产量趋于稳定的阶段，大概需要三到五年的时间（9~11 龄）。 4. 旺产期：从产量稳定到产量明显下降，大约持续20 到25 年时间（30~40龄）。 5. 降产衰老期：30~40 龄树到失去经济价值。 橡胶树一般可采集25~30 年，橡胶树割胶期为每年的4-12月，其中6-10月为旺季，1-3月为停割期 二、天然橡胶分类及质量标准 天然橡胶按制造工艺和外形的不同，分为烟片胶、颗粒胶、绉片胶和乳胶等。但市场上以烟片胶和颗粒胶为主。 烟片胶RSS （ribbed smoked sheets）是乳胶经过过滤、加入甲酸凝固成薄片状再经过干燥、烟熏等工艺而制得，我国进口的天然橡胶多为烟片胶。烟片胶一般按外形来分级，分为特级、一级、二级、三级、四级、五级等共六级，达不到五级的则列为等外胶。烟片胶的级别判断主要通过目测色泽判断。颗粒胶是经凝固、造粒、干燥等工艺而制得，我国国产的天然橡胶基本上为颗粒胶，也称标准胶。国产标准胶代号SCR（其中S 为standard 即标准，C 为chinese 即中国，R 为rubber 即橡胶）即标准中国橡胶。颗粒胶一般按国际上统一的理化效能、指标来分级，这些理化性能包括杂质含量、塑性初值、塑性保持率、氮含量、挥发物含量、灰分含量及色泽指数等七项。其中以杂质含量为主导性指标，依杂质之多少分为5L（特级）、5（一级）、10（二级）、20（三级）及50（四级）等共五个级别。 上海期货交易所天然橡胶合约的交割等级为国产一级标准胶SCR5 和进口烟片胶RSS3，其中国产一级标准胶SCR5 通常也称为5 号标准胶，执行国家技术监督局发布实施的天然橡胶GB8081～8090－87 版本的各项品质指标。进口烟片胶RSS3 执行国际橡胶品质与包装会议确定的“天然橡胶等级的品质与包装国际标准”（绿皮书）（1979 年版）。交易所认可的产地为： 国产标准胶：海南省农垦耕地和云南省农垦耕地； 进口烟胶片：泰国、马来西亚、印度尼西亚、斯里兰卡。 三、世界天然橡胶产量分布 天然橡胶树属热带雨林乔木，原产于巴西，但橡胶树生长需要高温多雨的环境，多分布在南北纬15 度以内的热带地区，主要集中产地是东南亚地区的泰国、印尼、马来西亚和中国、印度、斯里兰卡等少数亚洲国家，以及尼日利亚等少数非洲国家。东南亚的种植面积占世界种植面积90％左右，产量占全球的80%左右。泰国、印度尼西亚和马来西亚是世界前三大产胶国，其产量占世界产量的60％以上，且绝大部分用于出口，其中，泰国＆印度尼西亚产口占产量比高达90％以上。
丁苯橡胶的生产工艺与技术路线的选择 丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯两种单体经共聚合反应而生成的弹性体共聚物。按聚合工艺方法可分为乳聚丁苯橡胶(ESＢR）和溶聚丁苯橡胶(SSBＲ)两大类。从聚合机理来看,ESBＲ是自由基聚合，而SSBR是采用阴离子活性聚合。ＥＳBＲ的发展已过鼎盛时期，而SSBR的发展目前正处于稳步上升阶段。 2.1 丁苯橡胶的分类及品种 2.1.1 乳聚丁苯橡胶的生产工艺 乳聚丁苯橡胶（ＥSBR)的生产历史悠久,乳聚丁苯橡胶是通过自由基聚合得到的，在2０世纪5０年代以前，均是高温丁苯橡胶，１９37年由德国Fａrben公司首先实现工业化,它是当前合成橡胶中生产能力最大的品种。50年代初才出现了性能优异的低温丁苯橡胶。目前所使用的乳聚丁苯橡胶基本上为低温乳聚丁苯橡胶。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。其力学性能和耐老化性能等较丁苯橡胶好。但这种橡胶吸水后容易早期硫化,工艺上不易掌握。高苯乙烯丁苯橡胶是将苯乙烯含量为85～8７％的高苯乙烯树脂胶乳与丁苯橡胶（常用SBR15０0)胶乳以一定比例混合后经共凝得到的产品。…… １、工艺流程简述 原料丁二烯和苯乙烯按一定比例用量配成碳氢相液,在多台串联聚合釜中于５~８℃，在有氧化还原催化体系的水乳液介质存在下，进行自由基共聚合反应。介质中除水、乳化剂外，有引发剂、活化剂、分子量调节、电解质等助剂。当聚合反应6~10小时，聚合转化率达6０~6２%时,可加入终止剂使聚合反应终止。所得胶乳经闪蒸脱气工序回收未反应的丁二烯和苯乙烯单体后，再加入防老剂和高分子凝聚剂,……
低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程如图2.1所示。 图２.１乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程图 …… 如生产充油胶，则需在胶乳中加入定量的高芳烃油或环烷烃油，充分混合后,送去凝聚,后续工序同上。 表２.1 典型低温乳液聚合生产丁苯橡胶配方表 ２、聚合配方及聚合工艺条件 …… 3、主要生产设备 乳聚丁苯橡胶生产过程中主要设备是聚合釜闪蒸槽、脱气塔和后处理工序通用的“两机”(挤压脱水机和膨胀干燥机组）。 目前国内采用的聚合釜体积有1２、20、3０、４５m３等多种,每条聚合生产线在4.０～4.５万吨/年,需配备聚合釜1６～２0台。釜径为２500~3１０0mm、径/高为1/1.０～1.8、换热总面积为１13～160 m3（单位体积换热为3.56~3．７8ｍ2／ｍ３），搅拌浆型为框式或布鲁马金式，釜电机功率为30～４5千瓦,搅拌转数为7３～100转／分。闪蒸槽为卧式，材质碳钢,最好用玻璃衬里。脱气塔为筛
橡胶的基本结构与性能 橡胶的分子特征---构成橡胶弹性体的分子结构有下列特点： ①其分子由重复单元（链节）构成的长链分子。分子链柔软其链段有高度的活动性，玻璃化转变温度(Tg)低于室温； ②其分子间的吸引力（范德华力）较小，在常态（无应力）下是非晶态，分子彼此间易于相对运动； ③其分子之间有一些部位可以通过化学交联或由物理缠结相连接，形成三维网状分子结构，以限制整个大分子链的大幅度的活动性。 从微观上看，组成橡胶的长链分子的原子和链段由于热振动而处于不断运动中，使整个分子呈现极不规则的无规线团形状，分子两末端距离大大小于伸直的长度。一块未拉伸的橡胶象是一团卷曲的线状分子的缠结物。橡胶在不受外力作用时，未变形状态熵值最大。当橡胶受拉伸时，其分子在拉伸方向上以不同程度排列成行。为保持此定向排列需对其作功，因此橡胶是抵制受伸张的。当外力除去时，橡胶将收缩回到熵值最大的状态。故橡胶的弹性主要是源于体系中熵的变化的“熵弹性”。 橡胶的应力－应变性质 应力－应变曲线是一种伸长结晶橡胶的典型曲线，其主要组分是由于体系变得有序而引起的熵变。随着分子被渐渐拉直，使得分子链上支链的隔离作用消失，分子间吸引力变得显著起来，从而有助于抵抗进一步的变形，所以橡胶在被充分拉伸时会呈现较的高抗张强度. 橡胶在恒应变下的应力是温度的函数。随温度的升高橡胶的应力将成比例地增大。 橡胶的应力对温度的这种依赖称为焦耳效应，它可以说明金属弹性和橡胶弹性间的根本差别。在金属中，每个原子都被原子间力保持在严格的晶格中，使金属变形所做的功是用来改变原子间的距离，引起内能的变化。因而其弹性称为“能弹性”。其弹性变形的范围比橡胶中主要由于体系中熵的变化而产生的“熵弹性”的变化范围要小得多。 在一般的使用范围内,橡胶的应力-应变曲线是非线性的,因此橡胶的弹性行为不能简单地以杨氏模量来确定。 橡胶的变形与温度、变形速度和时间的关系 橡胶分子的变形运动不可能在瞬时完成，因为分子间的吸引力必须由原子的振动能来克服，如果温度降低时，这些振动变得较不活泼，不能使分子间吸引力迅速
几种常用橡胶性能比较 天然橡胶（NR） 天然橡胶由三叶树采集制成的弹性体，机械强度高、耐磨、耐压、伸长率高、弹性高、滞后损失小，能耐多次屈挠弯曲变形，适合纸厂、木业、家具、涂布、输送等胶辊应用。本厂天然橡胶分别使用印度尼西亚、泰国和海南三种产地，硬度可以在邵氏3 0～10 0 ° A调制。 丁腈橡胶（NBR） 首先由德国在30年代研制而成，因含丙烯腈，所以对矿物油、动植物油、液体燃料和脂肪族溶剂有较高的稳定性，耐油性是丁腈橡胶最大的特长。耐热性能好，能耐一般化学品优于通用橡胶。配合法国特种油膏，着墨性能优。广泛用于印刷类胶辊，配合耐酸碱物质、耐热剂，用于浆染、印染、砂辊。因耐磨性能比天然橡胶大30%左右，也是做其它滚轮比较理想的弹性体。采用的丁腈胶台湾南帝（NANCAR）系列、日本合成橡胶公司（JSR）系列，日本瑞翁公司丁腈橡胶，硬度可以在邵氏20～100 ° A调制。 三元乙丙橡胶（EPDM） 三元乙丙橡胶作为半通用合成橡胶，其使用温度范围-55～150℃之间。三元乙丙橡胶具有突出的耐臭氧性、耐侯性、耐水性、耐热性、耐蒸汽、耐化学药品（如氨水、酒精、双氧水、盐、硫酸、烧碱、石灰等）性能。适用于高要求的高速水墨印刷辊及化工、电镀、电子、纺织、染整、丝光和人造革类所用胶辊等使用。 氯丁橡胶（CR） 30年代美国公司生产的氯丁橡胶，改变了人们对橡胶易燃特点的看法，氯丁橡胶作为一种通用型特种橡胶，耐油性次于丁腈橡胶，优于通用橡胶，具有耐燃性、耐臭氧性、耐热老化性优异，耐化学品性能好，透气率小，其弹性与通用橡胶相当。适用于印刷类胶辊、耐碱类浆纱辊、浆染胶辊等使用。 氯磺化聚乙烯/海泊隆（CSM）
丁苯橡胶 陈军 200640614113 化工学院 丁苯橡胶是由 1，3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物，简称SBR，是一种综合性能 较好的产量和消耗量最大的通用橡胶。 其工业生产方法有乳液聚合法和溶液聚合法，其中主要是采用乳液聚合生产的丁苯橡 胶。主要产品有：低温丁苯橡胶、高温丁苯橡胶、低温丁苯橡胶炭黑母炼胶、低温充油丁苯 橡胶、高苯乙烯丁苯橡胶、液体丁苯橡胶等。 采用溶液聚合生产的丁苯橡胶有烷基锂引发、醇烯络合物引发、锡偶联、高反式等丁苯 橡胶。下面重点介绍低温丁苯橡胶的生产工艺技术。 一、主要原料 1、1,3-丁二烯 1，3-丁二烯的结构式为：CH2＝CH－CH ＝CH2 1，3-丁二烯是最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气体，有特殊气味，有 麻醉性，特别刺激粘膜。容易液化，易溶于有机溶剂。相对分子质量为 54.09，相对密度 0.6211，熔点－108.9℃，沸点－4.5℃。性质活泼，容易发生自聚反应，因此在贮存、 运输过程中要加入叔丁邻苯二酚阻聚剂。与空气混合形成爆炸性混合物，爆炸极限为 2.16%～11.47%（体积）。是合成橡胶、合成树脂等的原料。 2 丁苯橡胶 1，3-丁二烯主要由丁烷、丁烯脱氢，或碳四馏分分离而得。 2、苯乙烯 二、丁苯橡胶的 生产原理与工艺 1、聚合原理 丁二烯与苯乙烯在乳液中按自由基共聚合反应机理 进行聚合反应。在典型的低温乳液聚 合共聚物大分子链中顺式约占 9.5%，反式约占 55%，乙烯基约占12%。如果采用高温 乳液聚合，则其产物大分子链中顺式约占 16.6%，反式约占 46.3%，乙烯基约占 13.7%。 2．低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺 （1）典型配方
三、橡胶结构与性能的关系 橡胶是胶料中最重要的组分，是决定胶料使用性能、工艺性能和产品成本的主要因素。从某种意义上说，配合剂的作用就是将橡胶的固有特性发挥并表现出来，已达到和满足使用要求。主链含有双键的橡胶可以用硫黄进行硫化，具有良好的弹性，但另一方面却由于存在这种双键结构，橡胶易于受氧化等外来化学因素的影响，而且热稳定性也较差。主链不含双键的橡胶，不能用硫黄进行硫化，必须采用有机过氧化物或其它交联剂，弹性除一部分橡胶外也不太好，但是具有优异的耐氧老化和热老化等性能。 橡胶的物理机械性能与其结构有着密切联系，特别与结晶性有关。结晶橡胶在拉伸作用下容易形成结晶结构，从而呈现较高的强度，反之，非结晶性的橡胶在拉伸作用下难以形成结晶结构，因而不会呈现很高的强度。为了获得橡胶状弹性，大多数合成橡胶采取非结晶性结构。橡胶的耐热性能与其主链结构有关，一般化学键能越高，耐热等级越高，相反则越低。主链结构决定了橡胶的基本性能，侧链结构则对生胶的耐油、耐溶剂性以及电性能等有很大的影响。（橡胶改性方向） （一）乙丙橡胶结构与性能的关系 乙丙橡胶的性质是其结构特性的反映，每一类型不同牌号的乙丙橡胶的性能实际上随其分子结构参数的变化而变化。参数主要包括：乙烯、丙烯的比例，单体单元及其序列结构，分子量，分子量分布，第三单体的种类与数量等。 1、乙烯与丙烯的比例及其单体单元分布 乙丙橡胶分子结构中乙烯与丙烯含量之比对乙丙橡胶生胶和混炼胶性能、加工行为和硫化胶的物理机械性能均有直接影响。一般表现为随乙烯含量增加，其生胶、混炼胶和硫化胶的拉伸强度提高；常温下的耐磨性能改善；增塑剂、补强剂及其它填料的用量增加，胶料可塑性高，压出速度快，压出物表面光滑；半成品挺性和形状保持性好。当乙烯含量在20～40mol%范围内时，乙丙橡胶的Tg约为-60℃，其低温性能如低温压缩形变、低温弹性等均较好，但耐热性能较差。通常为避免形成丙烯嵌段链段以保证其在乙丙橡胶分子中的无规分布，要求乙烯含量必须大于50mol%；但乙烯含量超过70mol%时，乙烯链段出现结晶，Tg升高，耐寒性能下降，加工性能变差。一般认为乙烯含量在60mol%左右的乙丙橡胶的加工性能和硫化胶物理机械性能均较好，所以多数乙丙橡胶的乙烯含量均控制在此范围内。具体应用中，为在性能上取长补，以获得更好的综合性能，亦可以并用两种或三种不同乙烯/丙烯比的乙丙橡胶，以满足橡胶制品性能的要求。 2、分子量及其分布 乙丙橡胶的重均分子量与门尼粘度密切相关，其门尼粘度值（ML1+4100℃）在20～90范围内，个别亦有更高的（105～110），特高门尼粘度的乙丙橡胶可作为充油乙丙橡胶的基础胶，须经充油后方可使用。随着乙丙橡胶分子量的增高，其生胶、混炼胶、硫化胶的拉伸强度、回弹性、硬度和填充用量均有所提高，但混炼、压出等工艺性能变差。乙丙橡胶门尼粘度在50以下时，可在开炼机上加工，50以上最好在密炼机上加工。乙丙橡胶分子量分布指数（Mw/Mn）一般在3～5之间，大多数乙丙橡胶则在3左右。市场上还有更宽分子量分布的乙丙橡胶出售，实际上，这是由两种或多种不同分子量的乙丙橡胶混合而成的。分子量分布宽的乙丙橡胶具有较好的开炼机混炼行为和压延性能。在分子量分布中，如增加低分子量的比例，其混炼胶包辊性能较好，但导致硫化胶的交联密度较低，物理机械性能提高，填充量加大，但加工性能变差，塑炼时门尼粘度下降亦较大。当分子量高到某一极限以上时，若不加入增塑剂则不能进行加工。 3、第三单体 三元乙丙橡胶所用第三单体为非共轭二烯烃类，其种类和用量对硫化速度和硫化胶的物理机械性能均有直接的影响。其中，采用过氧化物硫化体系时，ENB-EPDM硫化速度中等，但制
1 、丁腈橡胶(NBR 基本特性: 1.1、因含有极性腈基,对非极性或弱极性的矿物油、动植物油、液体燃料和溶剂等有较高的稳定性。耐油性是其最大的特长, 丙烯含量愈高耐油性愈好。 1.2 、耐热性优于天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶,可在空气中 120 ℃下长期使用。 1.3 、气密性较好,仅次于丁基橡胶。 1.4 、耐寒性、耐低温性较差,丙烯腈含量愈高,耐寒愈差。 1.5 、因是非结晶性橡胶,生胶强度较低,须配入补强剂,提高结合丙烯腈量有助于增高强度和耐磨性,但弹性下降。 1.6 、丁腈胶的介电性能差一点,属于半导体橡胶。 1.7 、胶料的耐油性和永久变形的平衡,耐油性与电性能的平衡是重要的。 应用范围:主要用于制作耐油橡胶制品,广泛用于制造密封件、垫片、垫圈等模制品和压出制品,各种橡胶胶辊、耐油胶管、工业用品和粘合剂等等。 2 、丁基橡胶(IIR 基本特性 2.1 最大的特性是气体特定过性小,气密性好。 2.2 回弹性小,在较宽温度范围内(-30-+ 50 ℃均不大于 20% ,因而具有吸收振动和冲击能量的特性。 2.3 耐热老化优良,且有良好的耐臭氧老化、耐天候老化和对化学稳定性以及耐电晕性能与电绝缘性好。
2.4 耐水性好、水渗透率极低,因而适于做绝缘材料。 2.5 缺点是:硫化速度慢;粘合性和自粘性差;与金属粘合性不好;与不饱和性橡胶相容性差,不能并用。但可与乙丙橡胶和聚乙烯等共混并用。 应用范围:主要用于制造汽车轮胎内胎、汽车部件,硫化用胶囊、水胎、风胎,胶带、胶管、电线、电缆、包覆胶, 各种机械制品, 振动隔离件, 建筑用防水片材, 密封及填缝材料, 贮罐衬里,蜡添加剂和聚烯烃改性剂等。 3、三元乙丙橡胶(EPDM 基本特性: 3.1 三元乙丙橡胶的相对密度也小(0.85-0.86 ,仍具有二元乙丙橡胶的耐臭氧性、耐候性、耐热性和耐化学稳定性等特性。 3.2 可采用硫磺促进剂硫化体系硫化,也可以用有机过氧化物交联,而制得高强度的制品。 3.3 耐低温性好,电绝缘性能也好。 3.4 配合时有容纳高量填料和油类的承受能力。 3.5 可与不饱和橡胶、低不饱和橡胶和塑料相容并用。 3.6 由于硫化胶表面良好具有高的物性,适于制作发泡制品。 3.7 未硫化橡胶粘合性差。 应用范围:主要用于汽车工业、电线电缆工业、建筑和防水材料、工业橡胶制品、民用制品,与其它橡胶和塑料树脂等并用或共混,以及制作添加剂等等。 4 、硅橡胶(SILICONE 基本特性:
橡胶理化性能和制品的关系 5.1杂质含量 ①杂质含量超标，会导致橡胶制品性能降低，如不耐撕裂、不耐磨耗、轮胎脱层、生热大、掉块等。 ①对内胎及薄制品（衬里制品）危害更大，这些制品在生产之前必须经过预先压滤除去杂质，如果杂质含量高将使操作极其困难，且产品极易引起漏气或爆破。 5.2灰分含量 灰分是存在于橡胶本身的无机盐（钾、钠、钙、镁、铝和铜、锰、铁等金属元素的磷酸或硫酸盐）和外来杂质（主要是泥沙和铁锈等）的燃烧产物。橡胶中无机盐含量的多少取决于栽培因素，但单纯无机盐一般不致于使灰分含量超过指标，外来杂质往往是导致灰分含量过高的主要原因。灰分含量高，会降低橡胶制品的耐老化性能，特别是铜、锰、铁等金属离子影响及大。 5.3氮含量 橡胶中的氮主要存在于蛋白质结构中，其质量约占蛋白质质量的16%，因此将测得的氮含量乘上6.25便是蛋白质含量。 （蛋白质%＝N% ╳ 6.25） ①防止掺入胶清橡胶来降低成本，因胶清橡胶质量低，性能差，其主要原因是蛋白质特别高（一般在10%以上），同时胶清橡胶中非橡胶物质含量也高，会降低橡胶性能，不能用于优等橡胶制品。 ②蛋白质对橡胶性能影响有利也有弊： 一方面是蛋白质分解产物具有促进橡胶硫化和防止橡胶氧化的作用，是橡胶的天然硫化促进剂和防老剂；另一方面蛋白质具有较强的吸水性和导电性，蛋白质含量高的橡胶容易吸收水分长霉，也不利于制作绝缘性好的电工器材。 ③比较重要的是蛋白质含量高的橡胶N含量也高，生热性大，导致橡胶在塑链过程中生热大，容易发粘，制品在反复受到外界力作用时由于生热大橡胶变软而使制品变形或老化加快等；流动性差，橡胶在塑练过程中配合剂分散不均匀，导致制品起皱，且不容易充满模型而使橡胶制品缺角等。总的来说，橡胶中蛋白质含量（氮含量也高）高对橡胶制品性能是有害的。 5.4挥发物含量 ①如果橡胶没有干透，贮存过程中会长霉，发粘 ②若挥发物含量过高，则 a、制品加工塑炼时，容易打滑，以致难获得塑性，塑练时间长，消耗电力 大； b、混炼时配合剂容易结团不易均匀分散在胶料中，使炼胶带来困难； c、硫化时的制品易生细孔和起绉，成为废次品。 5.5塑性初值（P0）
各种橡胶性能的比较表 天然橡胶NR 聚 戊 二 烯 橡 胶 IR 丁 苯 橡 胶 SBR 聚 丁 二 烯 橡 胶 BR 乙 丙 橡 胶 EP DM 丁 基 橡 胶 IIR 氯 丁 橡 胶 CR 丁 腈 橡 胶 NB R 聚 硫 橡 胶 PT R 硅橡 胶 Silico ne 聚 氨 酯 橡 胶 AU EU 抗张强度 （纯胶料）极 好 极 好 差差差 中 等 好差差差- 抗张强度 （补强胶料）极 好 极 好 好 - 极 好 好 好- 极 好 好 好 - 极 好 极 好 中 等 中等 好- 极 好 抗撕裂性 （冷）好 中 等 差 - 中 极 好 好好好 中 等 好中等好
等 （热）好好 中 等极 好 极 好 中 等 好差差差好 耐磨性 极 好好 好 - 极 好 极 好 极 好 中 等 - 好 极 好 极 好 中 等 中等 极 好 抗自然老 化性差差差 差 - 中 等 极 好 好 - 极 好 极 好 中 等 极 好 极好 极 好 抗氧化性好好好好 极 好好 - 极 好 好 中 等 极 好 极好 极 好 耐热性好好好好好 好 - 好好 中 等 极好 中 等-
极 好 好 低温屈挠性极 好 极 好 好 极 好 好 中 等 中 等 中 等 好极好 极 好 压缩变形中 等 - 好 中 等 - 好 差 - 中 等 好好 中 等 差 - 好 好 差 - 中 等 极好好 不渗透性 中 等好 中 等 差 - 中 等 差- 中 等 极 好 好 极 好 极 好 中等好 阻燃性差差差差差差 极 好 差差中等差 耐？性好好好好好 极 好好 中 等 好-好
耐酸性 （稀）好好 中 等 - 好 好好 极 好 极 好 好好好好 （浓）中 等 - 好 中 等 - 好 中 等 - 好 好好 极 好 好 中 等 差中等 中 等 电气性能好 - 极 好 好 - 极 好 好好 极 好 好 - 极 好 差 - 中 等 差好极好 好- 极 好 耐溶剂性 脂肪烃差差差差差差好 极 好极 好 好好 芳香烃差差差差差差中中极好差
天然橡胶的硫化 一、实验目的、要求 1.了解胶料的混炼设备及工艺过程； 2.了解平板硫化机、密炼机的结构特点及其操作方法； 3.了解本实验用的胶料组成及其作用以及制定胶料硫化工艺条件的理论依据； 5.熟悉热硫化法，模具硫化的工艺特点，熟练地掌握本实验的操作过程。 二、重点 橡胶的混炼及橡胶硫化工艺 三、难点 橡胶硫化原理 四、提问 1.简述密炼机的基本结构和工作原理 2.橡胶硫化原理及硫化过程的注意事项 3.常见的硫化剂有哪些？ 五、讲解 将具有线形分子结构的橡胶（生胶）通过化学或其他方法使其分子链发生交联形成三维网状结构（硫化胶）的过程称为橡胶的硫化。硫化胶不仅在机械性能方面得到提高，并使之形状得以固定不再具有可塑性和粘性流动。因此，准确的掌握橡胶的硫化工艺条件是保证橡胶制品质量的一个重要方面。 硫化的方法和设备很多，因制品而异，本实验是热硫化方法，学生在配方的基础上，用密炼机混炼制备混炼胶，然后进行模型硫化操作，以制取一定形状的硫化胶样品。 1、原料和实验设备 （1）橡胶及助剂 （2）一立升密炼机一台 （3）25吨平板硫化机，圆片橡胶模具，剪刀，螺丝刀，台秤等。 2、实验原理 将配方好的物料加入到密炼机中，按设定的混炼工艺条件混炼，制得混炼胶。在开炼机上将混炼胶压片备用。将混炼胶胶片放入模具中，在硫化机平板之间加热，使胶料软化和流动成型；在一定的硫化工艺条件下，胶料中的硫化体系使橡胶大分子发生复杂的化学反应，最后定型为硫化胶。 3、实验程序 1.按设定的配方配料，总重量控制在800克。 2.将配料按序加入到密炼机中，按设定的混炼工艺条件混炼。 3.混炼胶加入到开炼机中，拉成片，备用。 4.检查硫化机各部分是否正常，清洁机器；然后将硫化机加热至规定温度恒温。 5.检查硫化模具是否完好，清洁模具，除去残留胶屑及油污杂物。 6.把模具放在硫化机的平台上，并使之与上，下两平板接触预热20分钟。 7.检查胶料是否完好，如发现喷雾现象则应回炼；清除胶料表面的灰尘杂物。 8.视模具型腔大小，用剪刀剪取混炼胶料。 9.取出模具，打开模具进一步检查，清洁，涂脱模剂或涤纶薄膜，把试样置于模具型 腔中间，合模，放入硫化机中进行硫化。 10.将硫化机压力升高到10Mpa（表压），一定时间后卸压放气，再升压保持表压约10