橡胶原材料

u结构特点
H CH 2 C C H CH 2 n 不饱和 非极性 结晶性
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u 性能特点 u 优点：
u弹性和耐寒性在通用橡胶中是最好的； u耐磨耗性能优异（优于NR、SBR）、滞后损失小、生热低、耐屈挠 疲劳性能好； u耐老化性能优于NR。
u用途
u主要用于轮胎制品中，在路面条件较差、环境温度很 低、车速较高的情况下可明显改善轮胎的耐磨性能，提 高其使用寿命，还可广泛用于其他要求弹性、耐寒性、 和耐磨性的橡胶制品中，如胶管、胶带、胶辊、胶鞋 等。
u极高的化学稳定性（在通用橡胶中是最好的）。主要表现在具有优 异的耐老化性、耐天候性和耐化学药品性； u卓越的耐水、耐过热水及耐水蒸气性； u优良的电绝缘性能； u良好的弹性及抗压缩变形性，且低温下的弹性保持性好。
u三元乙丙橡胶
CH2 C H2 x CH2 CH CH 3 y n
u 缺点：
u硫化速度太慢。 u纯胶硫化胶强度太低，必须加补强剂才具有使用价值。 u加工性能差。 u耐非极性溶剂性差。
u应用
u气密性要求高的制品中，如充气轮胎的内胎、球胆、无 内胎轮胎的气密层等； u耐热耐老化制品，如轮胎工业中的水胎、风胎、硫化胶 囊，耐酸碱腐蚀制品和防腐蚀容器衬里； u电绝缘材料，如高、中、低压电缆电绝缘胶层和护套； u建筑防水材料和缓冲减震制品等。 卤化
阻尼胶带
u 缺点：Байду номын сангаас
u硫化速度慢，硫化时间长，硫化温度高； u粘合性差，与其他橡胶的相容性差； u滞后损失大，常温下弹性差，永久变形大； u耐油性差。
第一节 橡胶原材料
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一、橡胶材料的结构与性能特点
1.1 橡胶材料的结构特征 u大分子链具有足够的柔顺性，Tg远低于室温； u在使用条件下不结晶或结晶度很小； u分子具有适当的化学反应活性；
u 线形或轻度支化结构 交联结构
1.2 橡胶材料的性能特点
u 常温下具有高弹性，并能在-50℃～130℃的温度范围内保 持良好的弹性。
u这是橡胶材料独有的特征，是其它任何材料所不具备的。
u 粘弹性。
u表现出明显的力学松弛现象
u 良好的电绝缘性、隔热性、耐气透性及耐化学腐蚀性。 u 老化性。 u 能与许多材料并用，进行改性，提高其性能。 u 必须进行硫化，才具有使用价值。
u具有较高的分子量及较宽的分子量分布。
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u 缺点：
u拉伸强度、撕裂强度均低于NR、SBR； u抗湿滑性差； u生胶冷流性差； u工艺加工性较差。
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5.4 乙丙橡胶（EPM、EPDM）
u结构特点 u二元乙丙橡胶
C H2 C H2 x C H2 CH C H3 y n
u 性能特点 u 优点： 饱和 非极性 非结晶性
u胶乳制品：9.5%
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反式聚异戊二烯橡胶（TPI）
u结构特点
u与NR不同， TPI为反式1,4-结构 u天然的TPI有杜仲胶、巴拉塔胶、古塔波胶，人工合成高反 式TPI也已实现。
“反式异戊橡胶” 研究项目（TPI）试生产成功
本报讯 12月20日上午，由高分子学院黄宝琛教授主持 “高反式-1,4-聚异戊二烯的合成及应用开发”项目（简称TPI） 在坐落于青岛科大都市科技园的青岛助剂厂试生产成功。 反式－1，4－聚异戊二烯(简称为TPI)又称反式异戊橡 胶，此项目我校早在1997年9月通过了化工部组织的专家技术 鉴定，并被评价为处于国际领先水平，2000年由高分子材料与 工程学院黄宝琛教授主持的“高反式-1,4-聚异戊二烯的合成及 应用开发”项目项目获得了国家技术发明二等奖，并具备了自 主的知识产权和核心技术。
不饱和 非极性 非结晶性
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5.3 顺丁橡胶（BR）
uSBR的应用
uSBR是一种耗量最大的通用橡胶，应用广泛，除要求耐 油、耐热、耐特种介质等特殊情况外的一般场合均可使 用。 u主要用于轮胎工业，另外还用于运输带的覆盖胶，输水 胶管，胶鞋大底，胶辊，防水橡胶制品，胶布制品、微 孔海绵制品、防震制品等。
u1）良好的弹性，在通用橡胶中仅次于BR； u2）优异的机械强度（自补强橡胶）； u3）化学反应活性高，硫化速度快； u4）动态性能良好，良好的耐疲劳性能、滞后损失小，生热量低； u5）具有良好的气密性、防水性和电绝缘性； u6）良好的加工性能。
u天然橡胶的分类
u制法：烟片胶 、绉片胶 、颗粒胶 u外观：烟片胶（五级）、绉片胶（六个等级） u理化指标（机械杂质、塑性保持率、塑性初值、氮含量、挥发分含 量、灰分含量、颜色指数等） ：
u硫化胶
u混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下，经交联由线 形大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。
u 按形态分类
u固体橡胶（块状、片状、粒状） u液体橡胶 u粉末橡胶
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三、橡胶的发展历史
u 天然橡胶的发展历史
u考古发现，人类在11世纪就开始使用橡胶。 u直到1823年，英国人马辛托希创办了世界上第一个橡胶厂，生产防 水布，这是橡胶工业的开始。 u1839年，Goodyear发明了硫化 u1862年，Honcock发明了双辊机 u1876年，英国开始在东南亚殖民地国家种植橡胶树 u1888年，Dunlop发明了充气轮胎 u1904年，发现硫化活化剂ZnO，炭黑可以补强 u1906年，发现促进剂苯胺 u1921年，发现促进剂D，从此橡胶工业得到迅速发展。
u性能特点
u60℃以下迅速结晶，结晶度在25%~45%之间，具有塑料 材料的高硬度和高拉伸强度。 u温度高于60℃软化，表现出橡胶的特性，可以硫化。 u无生理毒性，可作为医用夹板。 u塑炼和混炼温度不能低于60℃，半成品挺性好，易喷霜
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5.2 丁苯橡胶（ SBR）
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1.3 橡胶的几个基本概念
u生胶
u没有加入配合剂且尚未交联的橡胶 u 按来源分类
二、橡胶的分类
u天然橡胶：从自然界植物中得到的橡胶。 u合成橡胶：由低分子物质经过各种化学反应制成的高分子弹性体物 质。
u混炼胶
u生胶与配合剂经加工混合均匀且尚未交联的橡胶。
u 按用途分类
u 通用橡胶：大多数物理机械性能和加工性能良好，能广泛用于轮胎及 其他大多数橡胶制品的橡胶。 u 特种橡胶：只有某一项或几项物理机械性能特别优越，专门用于具有 某些特殊性能要求的制品的橡胶。
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四、橡胶的用途
u 国内橡胶工业的发展概况
u我国从1904年开始在雷州半岛等地种植NR，50年代将橡胶树北移 种植成功，并在云南、广西等地大面积种植，现在，我国NR产量 占世界第四位。 u1915年，在广州建立第一个橡胶加工厂—广州兄弟创制树胶公司， 生产鞋底 u我国从1958年开始合成橡胶，国产第一块合成胶是四川长寿化工厂 于1958年生产的CR，1960年兰州化工厂生产SBR，1962年兰化生产 NBR。目前国内几家大石化如燕山石化、兰州石化、齐鲁石化等均 生产合成橡胶，通用的合成橡胶除了IIR外，其它均能生产。
u异戊二烯的顺式聚合产物，又称合成天然橡胶。
u1954年实现工业化生产，结构单元与天然橡胶一样，适 于作浅色橡胶制品。
u与NR有以下不同：
u顺式含量低于NR，结晶能力比NR差，分子量分布较NR 窄，不含非橡胶成分，加工和力学性能较NR差。 u格林强度低，生胶有冷流倾向，硫化速度慢。 uIR的耐老化性能较NR差。 u压延、压出性、粘和性能与NR相当。
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5.6 丁腈橡胶（NBR）
u结构特点
CH 2 CH CH CH 2 x CH 2 CH CN yn
u 性能特点 u 优点：
u优异的耐油性和非极性溶剂能力（在通用橡胶中是最好的），其耐 油性随着丙烯腈含量增加而提高； u抗静电性能好。可作为半导体材料制作抗静电橡胶制品，这在通用 橡胶里是独一无二的； u较好的耐热性（NR、SBR、BR<NBR<EPM、IIR）； u良好的气密性，仅次于IIR。
印 度 橡 胶 树
u 天然橡胶的组成
橡胶烃：92~95% 非橡胶成分：7% 蛋白质：2~3% 丙酮抽出物：1.5~4.5% 少量灰分：0.2~0.5% 水分：0.3~1.0%
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巴西橡胶树
杜仲树
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银菊
u天然橡胶的结构
CH2 C CH3 C CH2 H n
u 天然橡胶的性能 不饱和 非极性 结晶性 u 优点：
u轮胎类制品
u橡胶材料有80%用于轮胎制造
u胶带制品 u胶管制品 u胶鞋制品 u工业橡胶制品
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五、橡胶原材料
5.1 天然橡胶（Natural Rubber, NR）-通用橡胶中综 合物理机械性能最好 u天然橡胶的来源
u巴西橡胶树（又称三叶橡胶树），银菊、橡胶草、杜仲 等。
饱和性 结晶性 非极性
每个结构单元中都 含有两个侧甲基， 空间位阻大，分子 结构紧密。
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电线电缆
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u 性能特点 u 优点：
u优异的气密性（在通用橡胶中是最好的）； u优良的化学稳定性、耐水性及电绝缘性（仅次于EPM）； u纯胶硫化胶的拉伸强度和断裂伸长率较高。（拉伸易结晶，自补强 性高） u具有良好的缓冲减震性能。（空间位阻大，滞后明显）