橡胶加工工艺及配方设计全套课程11203.pptx

课程名称：橡胶加工工艺及配方课程名称：橡胶加工工艺及配方l学时：学时：32（第（第8周周2009-10-21第第15周周2009-12-11）l参考资料：参考资料：l1、橡胶工业手册橡胶工业手册第一、二、三分册第一、二、三分册l2、教育部高职高专规化教材、教育部高职高专规化教材 橡胶材料与配方橡胶材料与配方（聂恒凯编）（聂恒凯编）l3、徐州工业职业技术学院橡胶工程教研室、徐州工业职业技术学院橡胶工程教研室橡胶通用工艺橡胶通用工艺l4、张立群的期刊论文以及张立群的期刊论文以及王作龄翻译的关于橡胶配合的期刊论文王作龄翻译的关于橡胶配合的期刊论文l5、吴卫东提供的课程附件电子文件、吴卫东提供的课程附件电子文件本节课主要内容本节课主要内容l目前弹性体模块毕业生所关心的几个问题l点名和交流以及对学生的要求l教师自我介绍以及弹性体中心简介l初步总结焦作风神轮胎公司实习l讲解本门课程设置的意义和所学主要内容l专题报告：橡胶科学的历史现状和未来第 8 周周三第一 节课-09-10-21本门课程所授内容要点本门课程所授内容要点第一部分橡胶原材料六大体系第一部分橡胶原材料六大体系第一部分橡胶原材料六大体系第一部分橡胶原材料六大体系第二部分第二部分第二部分第二部分 橡胶配方设计橡胶配方设计橡胶配方设计橡胶配方设计第三部分橡胶加工工艺和硫化胶性能第三部分橡胶加工工艺和硫化胶性能第三部分橡胶加工工艺和硫化胶性能第三部分橡胶加工工艺和硫化胶性能第四部分第四部分第四部分第四部分 上述三部分之间的联系上述三部分之间的联系上述三部分之间的联系上述三部分之间的联系第 8周周五第二 节课-09-10-23配方设计中的数学方法配方设计中的数学方法 l第一节随机变量及其分布第一节随机变量及其分布l第二节数学期望及方差第二节数学期望及方差l第三节假设检验第三节假设检验l第四节方差分析第四节方差分析l第五节试验数据回归分析第五节试验数据回归分析l第六节试验优化与设计第六节试验优化与设计 数学方法的四节课内容由刘力教授主讲，时间安排在数学方法的四节课内容由刘力教授主讲，时间安排在数学方法的四节课内容由刘力教授主讲，时间安排在数学方法的四节课内容由刘力教授主讲，时间安排在 第十一周和十二周（第十一周和十二周（第十一周和十二周（第十一周和十二周（11-1111-2011-1111-2011-1111-2011-1111-20）橡胶原材料六大体系橡胶原材料六大体系（1）生胶及骨架材料）生胶及骨架材料最重要的组成部分，决定了胶料的使用性能、工艺性能和产品的成本。橡胶工业手册第一部分橡胶工业手册第一部分l（2）硫化体系）硫化体系使橡胶大分子发生化学交联。l（3）填充补强体系）填充补强体系提供胶料的强度和降低成本l（4）防护体系）防护体系提高胶料的耐老化性能（耐臭氧、耐热和耐疲劳）。l（5）软化增塑体系）软化增塑体系改善胶料的加工性能，降低成本，提高硫化胶料的耐寒性）。l（6）加工分散增粘等特种助剂体系：加工分散增粘等特种助剂体系：配方技术含量最高第 9周周三第三节课-09-10-28橡胶配方设计l主要介绍橡胶配方设计的基础知识和通用橡胶的配方设计原理橡胶加工工艺l橡胶的塑炼机理及工艺方法，l橡胶的混炼原理、混炼工艺及质量问题，l橡胶的压延工艺，l橡胶的挤出工艺及口型设计，l橡胶的硫化工艺和硫化介质及硫化工艺的影响因素、硫化的质量问题。l混炼胶的常规检验项目和性能指标 输送带配方及加工工艺(SBR体系）lSBR：100 phrlZnO 10;SA:1;M:1;CZ:1;TT:1;S:1.0lA:2;D:2;4010NA:1;wax:4(RD;DNP)l 磷酸三苯酯：6（Mg(OH)2:3050)lOil:10lHAF:40;CaCO3:15lRS:3;RH:2;silica:15;分散助剂：1l合计：190输送带配方及加工工艺（EPDM体系）lEPDM：100 phrlZnO 10;SA:1;MgO:3;(DCP:6;S:0.5)（M:2;ZDC:1;TT:1.5;S:2.5)lD:2lWax oil:1015lHAF:5060lRS:3;RH:2;silica:15;分散助剂：1l合计：190输送带配方及加工工艺（CR体系）lCR：100 phr (RFL)lZnO:5;SA:12;MgO:4;NA-22:0.51l4010NA:24laromatic oil:1015(DOP;DBP)lHAF:4050;BaSO4:1020lRS:3;RH:2;silica:15(HRH);分散助剂：1l合计：190橡胶原材料六大体系橡胶原材料六大体系（1）生胶）生胶最重要的组成部分，决定了胶料的使用性能、工艺性能和产品的成本。l（2）硫化体系）硫化体系使橡胶大分子发生化学交联。l（3）填充补强体系）填充补强体系提供胶料的强度和降低成本l（4）防护体系）防护体系提高胶料的耐老化性能（耐臭氧、耐热、阻燃、耐烧蚀等）。l（5）软化增塑体系）软化增塑体系改善胶料的加工性能，降低成本，提高硫化胶料的耐寒性）。l （6）加工分散增粘等特种助剂体系：）加工分散增粘等特种助剂体系：配方技术含量最高第 9周周三第四节课-09-10-28下午橡胶加工工艺橡胶加工工艺l加工工艺：加工工艺：炼胶车间：塑炼；密炼机混炼；开炼机加硫磺；出片 停放（性能测试）；成型车间：返炼出片压延、贴胶复合；挤出；半成品准备；缠绕成形（滚筒或胶辊）、轮胎成型机、切割V带成型机半成品修饰和停放；硫化车间：硫化特性测试，硫化三要素 后处理：修饰、切割成型、包装 橡胶加工工艺性能橡胶加工工艺性能l 开炼机混炼工艺（填料分散性评价）；测试样品的制备和平板硫化（硫化仪和门尼）；混炼胶的测试项目；填料分散性；生胶强度；硫化特性；门尼粘度；流变特性；硫化橡胶的测试项目；硬度；拉伸力学性能；动态力学性能加工工艺性能l粘度粘度l 混炼特性；混炼特性；难以分散的填料，用混炼胶薄膜压片l包辊性：包辊性：分子间作用力大的生胶品种；混炼胶强度分子间作用力大的生胶品种；混炼胶强度l 焦烧性焦烧性；门尼焦烧100degreel 喷雾性：喷雾性：EPDM 100 S 1.5 TT 1.5 M 0.5l 压延性能（压延性能（包辊性、流动性、抗焦烧性、低收缩性，擦胶擦胶3040；贴胶:4050;压片5060）挤出性能挤出性能 粘着性能粘着性能（自粘性和互粘性）；增粘助剂 硫化工艺硫化工艺：模压硫化；大型硫化罐（厚制品）；：模压硫化；大型硫化罐（厚制品）；连续硫化（挤出）；注压硫化（橡胶密封连续硫化（挤出）；注压硫化（橡胶密封O型圈）型圈）l l橡胶配方设计原理和工艺橡胶配方设计原理和工艺l配方设计定义配方设计定义橡胶材料是生胶与多种配合剂构成的多相体系。橡橡胶材料是生胶与多种配合剂构成的多相体系。橡胶制品的性能取决于橡胶分子本身，以及各种配合剂胶制品的性能取决于橡胶分子本身，以及各种配合剂性质及它们之间的相互作用关系。性质及它们之间的相互作用关系。定义：根据产品的性能要求及工艺条件，合理选用原定义：根据产品的性能要求及工艺条件，合理选用原材料，制订各种原材料的用量配比关系的设计方法。材料，制订各种原材料的用量配比关系的设计方法。配方设计决定着产品质量、成本和加工性能。配方设计决定着产品质量、成本和加工性能。l需掌握的知识需掌握的知识形态结构形态结构机械机械流变流变加工性能加工性能常规测试常规测试仪器分析仪器分析测试技术测试技术原材料原材料配合剂配合剂聚合物聚合物复合材料复合材料共混理论共混理论高化高化高物高物加工工艺原理加工工艺原理配合剂化学配合剂化学优选法优选法实验设计实验设计回归分析回归分析最优化技术最优化技术配方设计配方设计l配方设计过程绝不是各种材料的简单搭配，而是在了解各种原理的基配方设计过程绝不是各种材料的简单搭配，而是在了解各种原理的基础上，充分地发挥整个配方系统的协同效果，利用新技术得到最佳配比础上，充分地发挥整个配方系统的协同效果，利用新技术得到最佳配比关系。需有厚实的高物、高化、橡胶工艺原理知识，并良好运用。关系。需有厚实的高物、高化、橡胶工艺原理知识，并良好运用。l l橡胶配方设计的原则与程序橡胶配方设计的原则与程序l l一、设计原则一、设计原则一、设计原则一、设计原则l l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。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。l l在保证满足使用性能或给定的指标情况下，尽量节约原材料和在保证满足使用性能或给定的指标情况下，尽量节约原材料和在保证满足使用性能或给定的指标情况下，尽量节约原材料和在保证满足使用性能或给定的指标情况下，尽量节约原材料和降低成本，或者在不提高成本情况下提高质量。降低成本，或者在不提高成本情况下提高质量。降低成本，或者在不提高成本情况下提高质量。降低成本，或者在不提高成本情况下提高质量。l l使胶料适合于混炼、压延、压出、硫化等工艺操作，以及有利使胶料适合于混炼、压延、压出、硫化等工艺操作，以及有利使胶料适合于混炼、压延、压出、硫化等工艺操作，以及有利使胶料适合于混炼、压延、压出、硫化等工艺操作，以及有利于提高设备生产效率。于提高设备生产效率。于提高设备生产效率。于提高设备生产效率。l l要考虑产品各部位不同橡胶的整体配合，使各部件胶料在硫化要考虑产品各部位不同橡胶的整体配合，使各部件胶料在硫化要考虑产品各部位不同橡胶的整体配合，使各部件胶料在硫化要考虑产品各部位不同橡胶的整体配合，使各部件胶料在硫化速度上和硫化性能上达到协调。例如，轮胎胎面胶和缓冲层、速度上和硫化性能上达到协调。例如，轮胎胎面胶和缓冲层、速度上和硫化性能上达到协调。例如，轮胎胎面胶和缓冲层、速度上和硫化性能上达到协调。例如，轮胎胎面胶和缓冲层、帘布层间。帘布层间。帘布层间。帘布层间。l l保证质量前提下，尽可能简化配方。保证质量前提下，尽可能简化配方。保证质量前提下，尽可能简化配方。保证质量前提下，尽可能简化配方。l l最终使橡胶的性能、成本和工艺可行性三方面取得综合平衡最终使橡胶的性能、成本和工艺可行性三方面取得综合平衡最终使橡胶的性能、成本和工艺可行性三方面取得综合平衡最终使橡胶的性能、成本和工艺可行性三方面取得综合平衡l二、设计程序二、设计程序1确定胶料技术要求确定胶料技术要求进行调查研究，了解产品使用时的负荷、工作温度、进行调查研究，了解产品使用时的负荷、工作温度、接触介质、使用寿命以及胶料在产品结构中所起的作接触介质、使用寿命以及胶料在产品结构中所起的作用，作为配方设计依据。用，作为配方设计依据。2收集技术资料收集技术资料收集国内外有关同类产品或类似产品研制的技术资料收集国内外有关同类产品或类似产品研制的技术资料作为配方设计参考。作为配方设计参考。l3制定基本配方和性能试验项目制定基本配方和性能试验项目制定基本配方步骤如下：制定基本配方步骤如下：1）确定生胶的品种和用量。根据主要性能指标确定主体胶料品）确定生胶的品种和用量。根据主要性能指标确定主体胶料品种，用量与含胶率有关。种，用量与含胶率有关。2）确定硫化体系。根据生胶的类型和品种，硫化工艺及产品性）确定硫化体系。根据生胶的类型和品种，硫化工艺及产品性能要求来确定。能要求来确定。3）确定补强剂品种和用量。根据胶料性能、比重及成本确定。）确定补强剂品种和用量。根据胶料性能、比重及成本确定。4）确定软化剂品种和用量。根据生胶及填料种类，胶料性能及）确定软化剂品种和用量。根据生胶及填料种类，胶料性能及加工条件确定。加工条件确定。5）确定防老剂品种和用量。根据产品使用环境的条件来确定。）确定防老剂品种和用量。根据产品使用环境的条件来确定。6）确定其它专用配合剂的品种和用量。（如着色剂，发泡剂等）确定其它专用配合剂的品种和用量。（如着色剂，发泡剂等）l4进行试验并选取最佳配方进行试验并选取最佳配方小试试验，选出最佳配方小试试验，选出最佳配方l5复试和扩大中试复试和扩大中试l6确定生产配方确定生产配方生产配方包括：配方组份和用量，胶料性能指标，生产配方包括：配方组份和用量，胶料性能指标，塑炼、混炼条件，硫化条件等整套资料。塑炼、混炼条件，硫化条件等整套资料。补充：补充：配方研究包括三方面：配方研究包括三方面：基础配方基础配方性能配方性能配方生产配方生产配方l l橡胶配方设计的组成、表示方法及测试橡胶配方设计的组成、表示方法及测试橡胶配方设计的组成、表示方法及测试橡胶配方设计的组成、表示方法及测试配方组成配方组成 重量份重量份 重量百重量百分数分数密度（密度（g/cm3)体积百分体积百分数数生产配方生产配方（kg)NR10062.110.9276.7050S31.862.051.001.5M10.621.420.500.5ZnO53.15.570.602.5SA21.240.921.601炭黑5031.061.8019.6025合计16110010080.5l有些配合剂以母胶形式加入胶料中，配方需进行相应换算。NR 100S2.75促M0.75ZnO5.00SA3.00防A1.00炭黑45.00 合计157.5NR90促M 10合计 100l促M以母胶配方加入，母胶配方：配方：配方：主体橡胶主体橡胶硫化体系硫化体系填充补强体系填充补强体系软化体系软化体系防护体系防护体系其它助剂其它助剂混炼条件混炼条件压延条件压延条件硫化条件硫化条件时间温度压力时间温度压力结构和形态：结构和形态：SEM、TEMDSCXRD化学组成及化化学组成及化学反应：学反应：色谱色谱红外红外核磁共振核磁共振物理机械性能：物理机械性能：可塑度，焦烧可塑度，焦烧硫化特性硫化特性扯断强度扯断强度定伸应力定伸应力伸长率伸长率永久变形永久变形回弹性回弹性撕裂强度撕裂强度耐磨性耐磨性生热性生热性老化、耐油等老化、耐油等l三方块原则：三方块原则：第一大体系：各种橡胶的性能特点第一大体系：各种橡胶的性能特点l天然橡胶（NR）l丁苯橡胶（SBR）l顺丁橡胶（BR）l氯丁橡胶（CR）l丁基橡胶（IIR）l丁腈橡胶（NBR）l三元乙丙橡胶（EPDM）l l硅橡胶（硅橡胶（SiRSiR）l l氟橡胶（氟橡胶（FKMFKM）l l聚氨酯橡胶（聚氨酯橡胶（PURPUR）l l聚丙烯酸酯橡胶聚丙烯酸酯橡胶（ACMACM）l l氯醚橡胶（氯醚橡胶（ECOECO）l天然橡胶（天然橡胶（NR）NR的主要成分是异戊二烯的均聚物，其中顺式加成结构达97。l性能优点性能优点：l（1）NR是一种结晶性橡胶，可拉伸结晶，且NR具有较高的分子量。NR纯胶硫化后强度可达25MPa；用炭黑增强后可达35MPa。l（2）NR的撕裂强度也很高，最高可达120 kN/m。l（3）回弹性高，滞后损失小，生热低，良好的耐疲劳性。l（4）NR具有较高的耐磨性。l（5）混炼胶黏合性强，生胶强度高，挺性好。l性能缺点：性能缺点：l耐热性不高耐热性不高，常期使用温度低于90oC，可在100oC下可短期使用；耐老化，耐O3性能不高主链上存在大量的不饱和双键。lNR的耐燃料油性差的耐燃料油性差非极性橡胶与烃类油相容性高。天然橡胶的典型用途天然橡胶的典型用途：l 天然橡胶的应用l天然橡胶主要应用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆和多数橡胶制品，是应用最广的橡胶。l丁苯橡胶（丁苯橡胶（SBR）苯乙烯含量苯乙烯含量苯乙烯含量苯乙烯含量50507070自由基聚合自由基聚合自由基聚合自由基聚合机理机理机理机理（ESBRESBR）阴离子聚合阴离子聚合阴离子聚合阴离子聚合机理机理机理机理（SSBRSSBR）lSBR的性能特点的性能特点：l非结晶性橡胶，必须使用增强填料补强使用增强填料补强。l补强后的强度能达到NR纯硫化胶的水平。l耐磨性较好（特别是高温），耐寒性较差（比NR），内耗大，生热高，弹性较低。l耐热氧老化特性优于NR，硫化速度较NR慢（因SBR的双键浓度较低和苯环的体积位阻效应）；SBR的使用上限温度比NR高10-20。lSBR的耐溶剂性能以及电绝缘性能与NR相似，因为均为非极性二烯类橡胶。lSSBR比ESBR的弹性好，滚动阻力低，抓着力高。l加工性能比NR稍差，尤其是S-SBR包辊性差，自粘互粘性差。lSBR的典型用途：的典型用途：l应应用用广广泛泛，除要求耐油、耐热、耐特种介质等特殊性能外的一般场合均可使用。l 主主要要用用于于轮轮胎胎工工业业，如轿车胎、拖拉机胎、摩托车胎中应用比例较大，载重及子午胎中应用比例较小些。l 在无特殊要求的胶带、胶管及一些工业制品中也获得了广泛的应用，如输水胶管、鞋大底等。溶聚丁苯橡胶l 溶聚丁苯橡胶(S-SBR)是以丁二烯、苯乙烯为单体，烷基锂为催化剂，在有机溶剂中进行阴离子共聚的产物。由于聚合条件的不同，可使苯乙烯和丁二烯的结合方式不同，分为无规型、嵌段并存型三大类。无规型为通用型溶聚丁苯橡胶，可用 于轮胎、鞋类和工业橡胶制品；嵌段型 和无规型属热塑性弹性体；无规型与嵌段并存型是新型溶聚丁苯橡胶，乙烯基含量高，其特点是滚动阻力小，且抗湿滑性小。此外，还有发、以充油、充炭黑溶聚丁苯橡胶，以及反式-1，4-丁苯橡胶和锡偶联溶聚丁苯橡胶等特殊品种。l无规型溶聚丁苯橡胶与低温乳聚丁苯橡胶相比，其橡胶烃含量较高，支链少，相对分子质量分布较窄，而且在微观结构上丁二烯的顺式-1，4结构、1，2结构含量比例增多，反式-1，4结构比例减少。因此这种无规型的溶聚丁苯橡胶，适于填充大量的炭黑，硫化胶的耐磨性好，弹性、耐寒性、永久变形等都介于低温乳聚丁苯橡胶之间，故适用于轮胎生产。l顺丁橡胶（顺丁橡胶（BR）1 1，2 2结构结构结构结构顺顺顺顺1 1，4 4结构结构结构结构反反反反1 1，4 4结构结构结构结构 溶液聚合（配位聚合机理）的丁二烯橡胶的各种结构的比例各种结构的比例可通过催化体系催化体系的调整来改变。顺顺1,4丁二烯橡胶（顺丁橡胶）丁二烯橡胶（顺丁橡胶）l l顺1,4结构达到9698的丁二烯橡胶被称为顺丁橡胶。l l高弹性、耐寒性好、耐磨耗、耐动态疲劳、动态内耗生热低。l l拉伸强度、撕裂强度低；抗湿滑性不良；加工性能不好、生胶会因自重而发生冷流。l l顺丁胶很少单独使用，经常与其它通用橡胶并用，主要用于轮胎。单独使用做高弹性的制品高尔夫球芯。中乙烯基丁二烯橡胶中乙烯基丁二烯橡胶l乙烯基含量在3555的低顺式丁二烯橡胶。l合适含量的乙烯基提高了耐磨性和耐老化性能。l其硫化胶料的抗湿滑性能可以和SBR相当，但耐磨性提高2030适于制造小型轮胎。3.反反1,4丁二烯橡胶丁二烯橡胶l l反式1,4的结构一般80。l l在室温下存在结晶，生胶强度、硬度高、耐磨性极好；弹性与SBR接近、动态生热大。l l主要用于制造鞋底、地板、垫圈等。l氯丁橡胶（氯丁橡胶（CR）-Neoprene硫黄调节型（硫黄调节型（硫黄调节型（硫黄调节型（GG型）型）型）型）X=26X=26X X2 26 6；n=80100n=80100非硫黄调节型（非硫黄调节型（非硫黄调节型（非硫黄调节型（WW型）型）型）型）硫醇型硫醇型硫醇型硫醇型l lG G型型分分子子间间的的多多硫硫S SS S键键容容易易在在一一定定的的条条件件下下发发生生断断裂裂，储储储储存存存存稳稳稳稳定定定定性性性性不不不不好好好好。在在混混炼炼加加工工过过程程中中也也容容易易断断裂裂，分分子子量量大大幅幅度度改改变变，加加加加工工工工条条条条件件件件不不不不好控制好控制好控制好控制。但。但G G型型SSSS断裂后产生断裂后产生SHSH是是CRCR交联的交联的促进剂促进剂促进剂促进剂。l lWW型储存稳定性好，配方中一定加型储存稳定性好，配方中一定加NA-22NA-22；lCR的性能特点：的性能特点：l结晶性橡胶纯胶强度高，交联纯胶的强度略高于交联NR。l弹性低、动态内耗大、耐寒性差。l含有大量Cl取代基团阻燃性阻燃性、耐耐烷烃油烷烃油好、黏和强度高、但电绝缘性差。lCCl和CC的共扼耐热性、耐候性和耐O3性优异。使用温度可达120oC。lCR的典型应用：的典型应用：l汽车传动带lCR主要应用于阻燃阻燃、耐油耐油、耐天候耐天候制品和黏合剂黏合剂。l耐热、阻燃运输带。l耐油、耐化学腐蚀的胶管。l电线、电缆的外层胶外层胶。l门窗密封条。l公路路面添缝材料、桥梁支座的橡胶垫。氯丁橡胶的结构性能及配合体系氯丁橡胶的结构性能及配合体系l与其它二烯类橡胶相比，氯丁橡胶配合特点：与其它二烯类橡胶相比，氯丁橡胶配合特点：l不能采用S体系；采用金属氧化物硫化，氧化锌的作用机理不同（与氧化镁配合获得较好的加工安全性和硫化速度；高活性氧化镁；氧化锌后期加入提高初期硫化及平坦期和耐热耐老化性）；通过防护体系设计可以得到耐老化优异的材料；l促进剂NA-22(硫脲）：回弹性和压缩永久变形，易焦烧和难于分散；l防护体系：4010NA（臭氧,石蜡）；D、A(老化）l填充体系：半补强（50份）和高耐磨，改善撕裂和定伸；l软化增塑体系：环烷油；芳烃油（深色）l其它助剂体系：着色剂；增粘助剂（间甲白）；l三元乙丙橡胶（EPDM）和二元乙丙橡胶（EPM）：二元乙丙全饱和结构二元乙丙全饱和结构三元乙丙主链饱和，带有三元乙丙主链饱和，带有少量（少量（12%mol)的不饱和的不饱和侧基。侧基。lEPDM的性能特点：的性能特点：乙丙橡胶是饱和饱和的非极性非极性的分子主链优点优点：l具具有有高高耐耐热热性性：超过IIR是通用和大品种特种橡胶中耐热性最高的，最高使用温度达150oC。l突出的耐候性和耐突出的耐候性和耐O3性性：优于IIR和CR。l耐耐化化学学腐腐蚀蚀性性好好：长期与极性溶剂和酸碱接触，性能变化小。l弹性和耐低温性好弹性和耐低温性好：仅次于NR和BR。l电绝缘性好电绝缘性好：主要是EPR吸水率低。l耐水性、耐热水、耐水蒸汽性优良耐水性、耐热水、耐水蒸汽性优良。l乙丙橡胶的性能缺点乙丙橡胶的性能缺点：1.双键含量低硫化速度慢硫化速度慢，与不饱和橡胶并用时，共硫化困难。2.加工性能不好，自粘和互粘性差。3.耐烷烃油性差、易燃、气密性不好。乙丙橡胶的典型应用乙丙橡胶的典型应用l优异耐候性汽车车窗密封条；l耐热水性汽车发动机散热器软管；l耐O3性与其它二烯类橡胶并用做轮胎胎侧和内胎。l耐候、耐水性高级防水卷材。l电绝缘性电缆护套及绝缘材料l耐热性耐热物料输送带、耐热汽车传动带。l热塑性树脂（如PP）的增韧改性剂。l丁基橡胶（丁基橡胶（IIR）及卤化丁基橡胶：）及卤化丁基橡胶：IIRIIR橡橡 胶胶 在在 主主 链链上上含含有有少少量量的的异异戊戊二二烯烯通通常常100100个个碳碳原原子子才才有有一一个个双双键键。饱饱饱饱和度很高和度很高和度很高和度很高。优点优点优点优点耐耐耐耐热热热热性性性性高高高高可可短短期期在在200200o oC C使用。使用。气密性很好，耐气候性优良气密性很好，耐气候性优良气密性很好，耐气候性优良气密性很好，耐气候性优良耐耐耐耐OO3 3性性性性优优优优良良良良是是通通用用橡橡胶的胶的1010倍以上。倍以上。缺点缺点缺点缺点交联速度慢。交联速度慢。交联速度慢。交联速度慢。l聚异丁烯段规整、对称性高聚异丁烯段规整、对称性高结晶性橡胶。也具有拉伸诱导结晶的现象，纯胶强度高（1421MPa）。l 异丁烯主链上多而密集的侧甲基，填补了分子链间的孔隙IIR耐透气性和耐耐透气性和耐透水性优异透水性优异。l异丁烯主链上多而密集的侧甲基，导致分子链在相对运动时，内摩擦大、内耗高适合用于阻尼减震材料适合用于阻尼减震材料。lIIR的自黏性和互黏性差的自黏性和互黏性差，与其它通用橡胶相容性低通过卤化卤化的方法提高黏结性（卤素含量卤素含量12）：溴化丁基（BIIR）、氯化丁基（CIIR）。lIIR的典型用途的典型用途：l利用IIR的高气密性充气轮胎的内胎；l 使用卤化IIR制造无内胎子午线轮胎的气密层。l利用IIR的耐透水性防水卷材，电气制品；l利用IIR的高耐热性耐热运输带；l利用IIR的高阻尼性减震、吸振制品。l丁腈橡胶（丁腈橡胶（NBR）lNBR的性能特点的性能特点：lNBR突出的性能是具有优异的耐非极性优异的耐非极性油和溶剂性油和溶剂性。lNBR是非结晶性橡胶，需要用活性填料增强才能具有适用的力学性能。lNBR的耐热性不高，但好于NR，SBR，BR，长期使用温度可达120oC。lNBR的耐O3性好于通用的二烯类不饱和橡胶。lNBR广泛应用于耐油制品广泛应用于耐油制品接触油的胶管、印刷胶辊、密封垫圈、飞机油箱衬里等。丙烯腈的含量对丙烯腈的含量对NBR性能有极大的影响性能有极大的影响 丙烯腈含量增多：l硬度、定伸应力、拉伸强度、耐磨性提高；l耐油性、耐热性、耐化学药品性提高；l气密性提高，当丙烯腈含量超过40，气密性与IIR相当；l弹性、耐寒性下降。l硅橡胶（硅橡胶（SiR/Q）l lSiOSiO键的键能远高于键的键能远高于CCCC键能键能SiRSiR具有具有极高的耐极高的耐极高的耐极高的耐热性热性热性热性，耐，耐O O3 3，耐老化性。，耐老化性。l lSiOSiO键比键比CCCC键具有更高的活动能力键具有更高的活动能力SiRSiR柔软而富柔软而富有弹性，有弹性，耐寒性很好耐寒性很好耐寒性很好耐寒性很好。l lSiRSiR的使用温度范围在弹性材料中最宽：的使用温度范围在弹性材料中最宽：-100-100o oC C350350o oC C。但但但但强度低强度低强度低强度低，即使采用最佳的增强配合，强度也即使采用最佳的增强配合，强度也很难超过很难超过10MPa10MPa。lSiO键不耐酸碱，遇酸碱会解聚；l极高的疏水性电绝缘性好；l低表面张力和生理惰性及高透气性。l lSiR的典型应用的典型应用：l l宇航工业宇航工业航天器上的密封件（利用航天器上的密封件（利用SiRSiR的使用的使用温度范围宽）。温度范围宽）。l l电子、电气工业的防震，防潮灌封、绝缘材料电子、电气工业的防震，防潮灌封、绝缘材料l l电子、电气工业电子、电气工业导电（电磁屏蔽）；导热材料。导电（电磁屏蔽）；导热材料。l l建筑工业建筑工业密封胶，密封胶，l l医疗卫生医疗卫生人造器官。人造器官。l氟橡胶（氟橡胶（FKM）：）：a)a)含氟烯含氟烯含氟烯含氟烯烃类橡胶烃类橡胶烃类橡胶烃类橡胶偏偏氟氟乙乙烯烯-三三氟氟氯氯乙烯共聚物；乙烯共聚物；2323型氟橡胶型氟橡胶型氟橡胶型氟橡胶偏偏氟氟乙乙烯烯-六六氟氟丙丙烯烯共共聚聚物物；2626型氟橡胶型氟橡胶型氟橡胶型氟橡胶246246型型型型氟橡胶氟橡胶氟橡胶氟橡胶四丙氟橡胶四丙氟橡胶四丙氟橡胶四丙氟橡胶b）亚硝基氟橡胶）亚硝基氟橡胶c)全氟醚橡胶全氟醚橡胶3.氟橡胶的性能特点：氟橡胶的性能特点：l耐高温，最高可耐315oC；l耐油、最佳的耐化学介质和腐蚀性；l耐高真空。应用领域：应用领域：l l氟橡胶价格昂贵，190￥/kg。l l氟橡胶主要应用于在苛刻环境下工作的耐油、耐真空密封制品应用于现代航空、导弹、火箭、宇航飞行、原子能等尖端技术领域。l丙烯酸酯橡胶丙烯酸酯橡胶l l主链高饱和度耐热性，耐老化性能好；l l带有极性侧基耐矿物油性好。l l极性侧基为酯基耐水性和耐酸碱性不好。lACM的主要性能特点与应用：的主要性能特点与应用：l lACR为非结晶性橡胶，纯胶强度较低。补强后的强度一般不超过20 MPa。l lACR的突出性能优势是具有优异的耐高温油性（180oC），仅次于氟橡胶。l lACR主要应用于汽车的耐高温、耐油密耐高温、耐油密封配件封配件如变速箱密封和活塞杆密封。因而常被称为车用橡胶车用橡胶。l聚氨酯橡胶（聚氨酯橡胶（PUR）：性能优点是：l最高的拉伸强度是NR的一倍，自身无需增强，l抗撕裂性能和耐磨性优异l耐化学药品性优异，耐油性与NBR相媲美。l耐臭氧性好、黏合性好。缺点是：l耐水解性差，易水解；l滞后损耗大，动态生热大。lPUR的典型应用：的典型应用：l由于PUR的物理机械性能非常优异：用于制造高耐磨、高强度耐油制品和高硬度高模量制品。如：工业胶辊、实心轮胎等。l但制品要避免在高温和有酸碱的介质中使用。l氯醚橡胶（氯醚橡胶（ECO）:l性能特点：性能特点：l主链为CCO饱和结构：良好的耐热老化性和耐O3性；l极性的氯亚甲基侧链：优异的耐燃料油性和耐气透性。l在共聚氯醚中，CCO基团比CH2Cl基团数量多，可以获得较好的低温性能。与NBR具有同等耐油性时，共聚型ECO的脆性温度低20oC。l典型应用典型应用：要求兼具耐油、耐寒、耐高温的制品，如：飞机上耐油密封件。三种硫化体系对比介绍l金属氧化物：CRl硫黄：NRl过氧化物：EPDMl（1）硫磺硫化体系：主要的组成;a)硫磺（交联剂）：不溶性硫磺不溶性硫磺b)促进剂：M;DM;TT;CZ;NA-22;c)活化剂（脂肪酸和金属氧化物;SA;ZnO）l硫磺硫化体系的八大类促进剂硫磺硫化体系的八大类促进剂l l噻唑类：噻唑类：噻唑类：噻唑类：硫化速度快，平坦性好。主要有促硫化速度快，平坦性好。主要有促硫化速度快，平坦性好。主要有促硫化速度快，平坦性好。主要有促MM（硫醇（硫醇（硫醇（硫醇基苯并噻唑）和促基苯并噻唑）和促基苯并噻唑）和促基苯并噻唑）和促DMDM（二硫化二苯并噻唑）。（二硫化二苯并噻唑）。（二硫化二苯并噻唑）。（二硫化二苯并噻唑）。l l促促促促MM（MBTMBT）性状：淡黄色粉末，味极苦，无毒。）性状：淡黄色粉末，味极苦，无毒。）性状：淡黄色粉末，味极苦，无毒。）性状：淡黄色粉末，味极苦，无毒。用量用量用量用量1-1.51-1.5份。份。份。份。l l结构式：结构式：结构式：结构式：NCSSHl次磺酰胺类：次磺酰胺类：是促是促M的衍生物，是硫化特性最理想的的衍生物，是硫化特性最理想的一类促进剂，焦烧时间长，硫化起点慢，活性大，速一类促进剂，焦烧时间长，硫化起点慢，活性大，速度快，平坦性好，硫化胶综合性能好，常用品种有度快，平坦性好，硫化胶综合性能好，常用品种有CZ、NOBS、NS、DZ等。等。l促促CZ（CBS），），N环已基环已基2苯并噻唑基次磺酰胺，苯并噻唑基次磺酰胺，性状：灰白或淡黄色粉末，用量性状：灰白或淡黄色粉末，用量0.5-2.0份。份。l结构式：结构式：NCSNSl l秋兰姆类：秋兰姆类：秋兰姆类：秋兰姆类：焦烧时间短，硫化速度快，平坦性差，常焦烧时间短，硫化速度快，平坦性差，常焦烧时间短，硫化速度快，平坦性差，常焦烧时间短，硫化速度快，平坦性差，常用于无硫和低硫硫化体系，适合于浅色及透明制品。用于无硫和低硫硫化体系，适合于浅色及透明制品。用于无硫和低硫硫化体系，适合于浅色及透明制品。用于无硫和低硫硫化体系，适合于浅色及透明制品。l l典型：促典型：促典型：促典型：促TTTT（TMTDTMTD），四甲基秋兰姆二硫化物，性），四甲基秋兰姆二硫化物，性），四甲基秋兰姆二硫化物，性），四甲基秋兰姆二硫化物，性状：白色粉末，与硫磺配合，第一促进剂：状：白色粉末，与硫磺配合，第一促进剂：状：白色粉末，与硫磺配合，第一促进剂：状：白色粉末，与硫磺配合，第一促进剂：0.3-0.50.3-0.5份，份，份，份，第二促进剂：第二促进剂：第二促进剂：第二促进剂：0.10.1份，无硫配合：份，无硫配合：份，无硫配合：份，无硫配合：3-3.53-3.5份。份。份。份。l l结构式：结构式：结构式：结构式：NCSSCCH3SSNCH3CH3CH3l二硫代氨基甲酸盐：二硫代氨基甲酸盐：硫化速度极快，易焦烧，机械性硫化速度极快，易焦烧，机械性能、耐老化性能优越。能、耐老化性能优越。l典型：促典型：促PZ，二甲基二硫代氨基甲酸锌，性状：白色，二甲基二硫代氨基甲酸锌，性状：白色粉末，无毒无味，接触皮肤易发炎，硫化温度粉末，无毒无味，接触皮肤易发炎，硫化温度125C即即可，适合蒸汽硫化，不适合模压。可，适合蒸汽硫化，不适合模压。l结构式：结构式：NCSSCH3CH3 2Znl黄原酸盐类：黄原酸盐类：促进效果比二硫代氨基甲酸盐类还要大，促进效果比二硫代氨基甲酸盐类还要大，一般不用于干胶，适于乳胶制品。一般不用于干胶，适于乳胶制品。l常用品种：常用品种：ZBX，正丁基黄原酸锌，性状：白色粉末，正丁基黄原酸锌，性状：白色粉末，无毒，有异味，不污染，贮存温度低于无毒，有异味，不污染，贮存温度低于10C，用量，用量1.0份以下。份以下。l结构式：结构式：SCSOC4H9S 2Znl胍类：胍类：硫化起点慢，最大特点是硫定伸应力高，但耐硫化起点慢，最大特点是硫定伸应力高，但耐热老化性差，易龟裂，因此不单独用。可作为第二促热老化性差，易龟裂，因此不单独用。可作为第二促进剂与噻唑类和次磺酰胺类并用。进剂与噻唑类和次磺酰胺类并用。l促促D（DPG），二苯胍，性状：白色粉末，无毒，第），二苯胍，性状：白色粉末，无毒，第二促进剂用量二促进剂用量0.1-0.5份。份。l结构式：结构式：NHNHCNHl醛胺类：醛胺类：活性弱，作活性弱，作DM和和D等的第二促进剂。等的第二促进剂。l常用品种：促常用品种：促H，六次甲基四胺（乌洛托品），性状：，六次甲基四胺（乌洛托品），性状：白色或淡黄色结晶粉末，与空气混合易爆炸。白色或淡黄色结晶粉末，与空气混合易爆炸。l结构式：结构式：CH2NCH2NCH2NCH2NCH2CH2l硫脲类：硫脲类：专用于专用于CR和和ECOl常用品种：常用品种：NA22，1，2亚乙基硫脲，性状：白色亚乙基硫脲，性状：白色粉末，味苦，毒性中等，一般用量为粉末，味苦，毒性中等，一般用量为0.25-1.5份。份。l尿素：尿素：CONH2l结构式：结构式：NHSCH2CNHCH2l硫磺硫化促进剂的分类：按照酸碱性酸碱性来分类：（1）酸性促进剂：噻唑类、秋兰姆类噻唑类、秋兰姆类和二硫代氨基甲酸盐。二硫代氨基甲酸盐。（A）(2)碱性促进剂：醛胺类醛胺类和和胍类。胍类。（B）（3）中性促进剂：次黄酰胺类次黄酰胺类。（N）在硫黄硫化的二烯类橡胶中，加入酸性物质会迟延硫在硫黄硫化的二烯类橡胶中，加入酸性物质会迟延硫化，加入碱性物质会加快硫化。化，加入碱性物质会加快硫化。按照硫化速度硫化速度来分类：以促M(噻唑类)为标准，比其快的为超速、超超速；比其慢的为中速、满速。第三、补强与填充体系第三、补强与填充体系（一）填充补强剂的作用（一）填充补强剂的作用（二）橡胶补强的机理（二）橡胶补强的机理（三）炭黑（三）炭黑（四）白炭黑（四）白炭黑l第四、防老化体系第四、防老化体系l（一）造成橡胶老化的因素（一）造成橡胶老化的因素l（二）防老剂的作用机理（二）防老剂的作用机理l（三）防老剂的主要类型（三）防老剂的主要类型l（一）造成橡胶老化的因素（一）造成橡胶老化的因素lA)氧老化氧老化lB）臭氧老化）臭氧老化lC）疲劳）疲劳l（二）防老剂的作用机理（二）防老剂的作用机理终止氧自终止氧自由基，形成稳定物质。由基，形成稳定物质。l（三）防老剂的主要品种：胺类，酚类（三）防老剂的主要品种：胺类，酚类l第五、软化增塑体系第五、软化增塑体系l（一）橡胶增塑的机理（一）橡胶增塑的机理l（二）增塑剂的分类和主要品种举例（二）增塑剂的分类和主要品种举例第六 分散增粘等特种助剂体系l加工分散增粘助剂体系加工分散增粘助剂体系配方设计的技术含量，改善加工性能，提高填料和其它助剂的分散均匀性，改善粘合性能和界面特性，赋予特殊性能等，是橡胶配方设计中技术含量最高的体系，用量少（ZnSA；Si-69;KH-570;HRH;润滑剂；层状粘土（LCM)、强威粉和 纤维状填料-纳米、次微米、微米短纤维）重点记住的配方设计和加工工艺方面的问题重点记住的配方设计和加工工艺方面的问题l1 氯丁橡胶CR的结构、类型、硫化体系以及用于传动带底胶的配方设计要点l2 三元乙丙EPDM的结构特点、硫化体系以及应用于传动带底胶的配方设计要点；l3 NR的四种硫化体系：CV、EV、SEV、EC各自的特点；l4 活性氧化锌相比于传统的氧化锌和纳米氧化锌的应用特性；l5 SA的作用；l6 不溶性硫黄和新型硫化助剂的应用；l7 炭黑的补强特性；l8 白炭黑的补强特性；l9 填料与橡胶的界面强化途径以及意义；l10 加工助剂的应用特点l1