橡胶工艺讲义学绪论
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3.4 橡胶的加工工艺 橡胶制品的制备工艺过程复杂，一般包括塑炼、混炼 、压延、压出、成型、硫化等加工工艺。
塑炼：塑炼是使生胶由弹性状态转变为具有可塑性状态的 工艺过程。生胶具有很高的弹性，不便于加工成型。经塑 炼后，分子质量降低，黏度下降，可获得适宜的可塑性和 流动性，有利于后面工序的正常进行，如混炼时配合剂易 于均匀分散，压延时胶料易于渗入纤维织物等。塑炼过程 实质上就是依靠机械力、热或氧的作用，使橡胶的大分子 断裂，大分子链由长变短的过程。塑炼常用的设备有开炼 机和密炼机。
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合成橡胶的性能在某些方面已超过天然橡胶。如 氯丁橡胶耐火性能好，丁苯橡胶耐油、耐老化、 耐腐蚀都超过了天然橡胶。还有具有特殊用途的 硅橡胶、氟橡胶等。现在，合成橡胶的产量已超 过天然橡胶。
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压出：胶料在压出机(或螺杆挤出机)机筒和螺杆间的 挤压作用下，连续地通过一定形状的口型，制成各种 复杂断面形状的半成品的工艺过程。用压出工艺可以 制造轮胎胎面胶条、内胎胎筒、胶管、各种形状的门 窗密封胶条等。
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成型：把构成制品的各部件，通过粘贴、压合等方法 组合成具有一定形状的整体的过程 。
温度依赖性：橡胶在低温时处于玻璃态变硬变脆， 在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至 燃烧。
橡胶具有高分子材料的共性：如黏弹性、绝缘性、 环境老化性、密度小等。
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3.3 橡胶的分类
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通用橡胶：凡是性能与天然橡胶相同或接近，物理性 能和加工性能较好，能广泛用于轮胎和其它一般橡胶 制品的橡胶称为通用橡胶。
科学家们仔细研究了橡胶的分子结构，发现它是以 异戊二烯为单体的聚合物，于是采用异戊二烯和1， 3-丁二烯等有类似结构的化合物，让它们发生聚合 反应，得到了与天然橡胶有相似性质的材料，这就 是合成橡胶。
橡胶成型工艺讲解
其中：R 1—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 （氨基甲酸酯）内聚能大，为刚性链段
2. 品种分类
按化学结构分 聚酯型（AU）
聚醚型 (EU)
聚氨酯橡胶
混炼型
按加工方法分 浇注型
热塑性
3.性能 ①饱和性橡胶，拉伸强度高 （27.5～41.2 MPa），耐磨性最好 。
氯丁橡胶
和促进剂进行硫化。
粘接型：作粘接剂 专用型
特殊用途型
（七）丁腈橡胶（NBR）
1. 分子结构 通用型NBR由丁二烯和丙烯腈（ ACN ）通过乳 液聚合法共聚而成。呈浅黄色至棕褐色。
［ ］ （ ）（ ） CH2 CH CH CH2 x CH2 CH y n CN
三、特种合成橡胶
（一）硅橡胶（Q）
指每克炭黑吸油的毫升数常用 DBP（邻苯二 甲酸二丁酯）来测量，称为 DBP吸油值。吸油 值越大，说明炭黑的结构形态越复杂，越不规 则，即结构性越高。
形状因素F=L/W
等效椭圆的长半径 不对称度= 等效椭圆的短半径
疏密度 =
等效椭圆面积 炭黑聚集体平面投影面积
五、炭黑对橡胶的补强作用机理
“微观多相 结构”理论
橡胶大分子链滑动学说能够解释： 1、炭黑表面活性越大，硫化胶的强度就越高。 2、硫化胶拉伸时的应力软化现象及滞后生热现象。
事实证明：能量损耗大（即生热大）的胶料具有较高 的强度，断裂能量大的胶料具有大的应力软化效应。
2. 二元乙丙橡胶（EPM）
分子结构式 ：
［ ］ （ ）（ ） CH2 CH2 x CH2 CH y n CH3
EPM 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 过氧化物来硫化。
青岛科技大学橡胶工艺讲稿4
青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿（4）第三章补强与填充体系§3-1 绪论填料是橡胶工业的主要原料之一，它能赋予橡胶许多优异的性能。
例如，大幅度提高橡胶的力学性能，使橡胶具有磁性、导电性、阻燃性、彩色等特殊的性能，赋予橡胶良好的加工性能，降低成本等。
一．何谓补强与填充？补强：在橡胶中加入一种物质后，使硫化胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、模量、抗溶胀性等性能获得较大提高的行为。
凡具有这种作用的物质称为补强剂。
填充：在橡胶中加入一种物质后，能够提高橡胶的体积，降低橡胶制品的成本，改善加工工艺性能，而又不明显影响橡胶制品性能的行为。
凡具有这种能力的物质称之为填充剂。
二．填料的分类填料的品种繁多，分类方法不一。
填料按不同方法分类如下：（1）按作用分补强剂：炭黑、白炭黑、某些超细无机填料等。
填充剂：陶土、碳酸钙、胶粉、木粉等。
（2）按来源分有机填充剂：炭黑、果壳粉、软木粉、木质素、煤粉、树脂等。
无机填充剂：陶土、碳酸钙、硅铝炭黑等。
（3）按形状分粒状：炭黑及绝大多数无机填料。
纤维状：石棉、短纤维、碳纤维、金属晶须等。
三．橡胶补强与填充的历史与发展橡胶工业中填料的历史几乎和橡胶的历史一样长。
在Spanish时代亚马逊河流域的印第安人就懂得在胶乳中加入黑粉，当时可能是为了防止光老化。
后来制作胶丝时曾用滑石粉作隔离剂。
在Hancock发明混炼机后，常在橡胶中加入陶土、碳酸钙等填料。
1904年，S. C. Mote用炭黑使橡胶的强度提高到28.7MPa，但当时并未引起足够的重视。
在炭黑尚未成为有效补强剂前，人们用氧化锌作补强剂。
一段时间后，人们才重视炭黑的补强作用。
我国是世界上生产炭黑最早的国家。
1864年美国开始研制炭黑。
1872年世界才实现工业规模的炭黑生产。
炭黑的补强性不仅使它得到广泛的应用，而且也促进了汽车工业的发展。
二战前槽黑占统治地位，50年代后用炉黑代替槽黑、灯烟炭黑，炉黑生产满足了轮胎工业发展的要求。
橡胶加工基础-绪论
橡胶加工基础绪论一、橡胶的特性及橡胶工业的地位橡胶通常是一类分子链柔性好、内聚能密度较低的有机高分子材料。
未经加工的橡胶即生胶，其分子量一般很大，在几十万以上，甚至高达上百万，经过硫化加工后的橡胶即硫化胶则具有交联的体形网状结构。
橡胶具有低的玻璃化温度(远低于室温)，在室温上下宽阔温度范围内，表现出良好的高弹性。
所以橡胶也常被称为弹性体。
橡胶高弹性表现的程度与温度及外力的作用有关，还与橡胶的结构及分子参数有关。
生胶的分子量越大，越能表现出高弹性机制，在温度一形变曲线上有较宽的高弹区(如图1)。
有些生胶，虽具有结晶性，但由于溶点低，结晶度低，且由于分子量巨大，因此在室温上下较宽的温度范围内，能显示出突出的高弹性(如图2)。
图1分子量对温度形变曲线影响图2结晶高聚物的温度－形变曲线1－非结晶聚合物2－通常的结晶聚合物3－特高分子量结晶聚合物不过，生胶在显示出高弹性的同时，总还有较大的不可逆的塑性形变。
长时间力的作用会出现明显的塑性流动，甚至有的贮存过程中于自重作用下会发生“冷流”。
因此，使用状态的橡胶制品，不应是生胶状态，而应是硫化了的橡胶。
硫化胶由于存在在网络，限制了塑性流动，受外力作用时，塑性形变很小，充分显示出高弹性，温度－形变曲线上不再有粘性流动区(如图3)。
图3交联对温度－形变曲线的影响1－线型低聚物2－线型高聚物（如生胶）3－交联型聚合物（如硫化胶）橡胶的高弹性使其获得了广泛的应用，并且任何其它材料难以取代。
此外，橡胶优异的耐疲劳特性、阻尼特性、高的耐水性、不透气性、对腐蚀介质的稳定笥、优良的电绝缘性和耐低瘟性，更扩大了橡胶的应用范围，成为重要的工业材料，广泛用于轮胎、胶管、胶带、胶鞋、工业制品(如减震制品、密封制品、化工防腐材料、绝缘材料、胶辊、胶布及其制品等)以及电线电缆的制造。
从日常生活到工农业各个部门，交通运输、能源建设、医疗卫生、文化体育等都需要大量的橡胶制品。
在现代科学技术领域里，如原子能工业、电子计算机、各种精密仪器仪表、海洋开发、空间技术等方面，具有各种特殊性能的橡胶制品更是大显身手。
实用橡胶工艺学复习资料大全
绪论橡胶配合加工内容●主要内容：原料及配合；加工工艺过程；性能测试。
●配合系统：生胶，硫化体系，补强填充体系，防老体系，增塑及操作体系，特种配合体系。
●加工过程：炼胶，压延，挤出，成型，硫化。
●塑炼：定义为降低分子量，增加塑性，改善加工性能，制成可塑性符合要求的塑料胶。
●混炼：定义为经过配合，将橡胶与配合剂均匀地混合和分散，制成混炼胶。
●门尼粘度：用门尼粘度计测量的是橡胶的本体黏度，原理是将胶料填充在粘度计的模腔和转子之间，合模，在一定温度下〔一般为100℃〕预热〔一般1min〕，令转子转动一定时间〔一般4min〕时测得的转矩值〔N·m〕。
该值越大，说明胶料的黏度越大，常用ML〔1+4〕100℃表示。
●门尼焦烧：这是个说明胶料焦烧时间的指标，通常是在120℃下测定〔加有硫化体系配合剂〕从最低点起，上升5个门尼值的时间。
这个时间越大说明胶料越不容易发生焦烧，加工越安全。
第一章生胶❖分类〔按来源〕：天然橡胶〔NR〕和合成橡胶。
合成橡胶又分为通用橡胶和特种橡胶。
❖通用橡胶：丁苯橡胶〔SBR〕、顺丁橡胶〔BR〕、异戊橡胶〔IR〕、丁腈橡胶〔NBR〕、氯丁橡胶〔CR〕、丁基橡胶〔IIR〕、乙丙橡胶〔EPM，EPDM〕.❖不饱和非极性橡胶：NR、SBR、BR、IR；不饱和极性橡胶：NBR、CR；饱和非极性橡胶：EPM、EPDM、IIR；❖天然橡胶〔NR〕主要由顺—1,4—聚异戊二烯构成，其综合性能好。
❖丁苯橡胶(SBR)是丁二烯和苯乙烯的共聚物，是产量最大的通用橡胶，70%用于轮胎业，根据聚合方法分为乳聚丁苯和溶聚丁苯。
❖苯乙烯含量对丁苯橡胶性能的影响：随着苯乙烯含量的增加，其SBR的性能向聚苯乙烯趋近。
表现为Tg、模量、硬度上升，耐热老化性变好，挤出收缩率变小，挤出物外表光滑，而耐磨性下降，弹性减小。
❖顺丁橡胶(BR)也称聚丁二烯橡胶，弹性最好的通用橡胶，滞后损失小，生热少。
❖乙丙橡胶(EPM,EPDM)属于碳链饱和非极性橡胶，耐臭氧老化性和耐热老化性是通用橡胶中最好的，被誉为不龟裂的橡胶。
塑料橡胶成型工艺及设备绪论ppt课件
二维流动：流道截面上各点的速度需要两个 垂直于流动方向的坐标表示。
三维流动：流体的流速要用三个相互垂直的 坐标表示。
2.1.2高聚物的流动性
2.1.2.5拉伸流动和剪切 流动
剪切流动： 质点速度沿垂直于流
动方向变化。
2.1.2高聚物的流动性
b、流动方程：τ－τy =ηp* (dν/dr )= ηp·
2.1.3流体类型及其流动特征
式中τy为屈服应力；ηp为刚度系数，等于流动曲 线的斜率。
c、不流动的原因：因为流体在静止时形成了凝胶 结构，外力超过τy时这种三维结构即受到破坏。
d、属于此类型的流体有：牙膏、油漆、沥青等。
2.1.3流体类型及其流动特征
弹性效应）
2.1.2高聚物的流动性
2.1.2.1层流与湍流 层流：流体主体的流动是按彼此平行的流层
进行，同一流层之间隔点速度彼此相同，各层速 度不一定相等，各层之间无可见的扰动。 湍流：流体各点的速度大小，方向随时间而 变化。流体内出现扰动。
2.1.2高聚物的流动性
层流和湍流的区分以雷诺准数（Re）为依据。 雷诺数由下式定义：
1.5学习方法及规律
本课程是一门实践性很强的课程，除了课 堂教学外，还需要学生在实验、实习中联系生 产实际去理解和掌握。这就要求我们不仅要掌 握各种成型工艺和设备的原理、特点、工艺过 程的选择和控制等基本内容，还要从更深层次 培养自己的动手能力、实践能力和自己进行独 立思考、分析问题和解决问题的能力。
吹塑 铸塑 旋转模塑 层压材料的成型 压延 涂层 泡沫塑料成型 热成型 其它
1.2 塑料、橡胶制品的生产
橡胶制品的生产
橡胶工艺绪论解析
弹性：物体受外力作用变形后，除去作用力时能恢复原来形状的性质熵弹性：只有熵才能贡献的弹性叫熵弹性普弹性：高分子材料在外应力的作用下被拉伸时，在屈服点之前只产生小的线性可逆形变，其应力和应变从虎克弹性定律，此种性质称为普弹性粘弹性：高聚物所表现出的既具有粘性又具有弹性的性质碳链橡胶：主链全部由碳原子组成的橡胶硬质橡胶：玻璃化温度在室温以上、几乎不能拉伸的橡胶称为硬质橡胶杂链橡胶：主链中除碳原子外还有其它原子的橡胶分子链柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性临界分子量：聚合物的性质随分子量的增加或减少，变化规律发生转折所对应的分子量。
平均分子量：测定分子量的一种统计平均值，通常有数均分子量，粘均分子量，重均分子量，Z均分子量生胶：没有加入配合剂且尚未交联的橡胶分子量分布：由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法混炼胶：生胶与配合剂经过加工混合均匀且未被交联的橡胶硫化胶：混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下，经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶冷冻结晶：在冷冻条件下，产生局部的有序排列，并出现一定的排列形状拉伸结晶：在拉力的作用下产生形变，此时无规的分子链会顺着应力方向移动和定向，形成结晶空间构型：二烯类橡胶分子链中的双键，阻碍其两侧链节的自由转动，使双键两侧的基团固定化，产生空间异构现象。
问答题（1）一般来说，塑料、橡胶、纤维哪种分子量大?其分子结构各有什么特点?答：橡胶>塑料>纤维。
塑料基本有两种分子结构，线型和体型。
线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点；体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，所以没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。
橡胶分子量大，分子链容易旋转，分子链柔性好。
橡胶技术网 - 橡胶工艺
7、用途：NR 的通用性最广。 其中 轮胎：68% ；工业制品：13.5%；胶鞋：5.5%；胶乳：9.5%；粘合剂：1%；其他：2.5% 第二节 合成橡胶 一、合成橡胶的概念、命名及分类 1.概念 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。 2.发展概况 初期研究→甲基工业化时期→1940~1954 年间的进展→工业化时期 3.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烯橡胶； 由丁二烯和苯乙烯共聚的则叫丁苯橡 胶。 4.分类 分类趋于按其性能和用途可分为： ①通用合成橡胶：性能与 NR 相近，物机性能和加工性能较好。 ②特种合成橡胶：具有特殊性能 二、通用合成橡胶 （一）丁苯橡胶（SBR） 1、制法及分子结构 它是丁二烯和苯乙烯（70：30）的共聚物。为浅黄褐色弹性体。有乳液聚合法和溶液聚合法。 分子结构：
（10）1904 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。1906 年发现苯胺有促进硫化 作用，直到 1919 年才开始大量应用噻唑类促进剂。 （11）1920 年炭黑作为橡胶的补强剂大量使用。 2.合成橡胶的工业化和发展 （1）合成橡胶的历史一般认为从 1879 年布却特发现异戊二烯聚合试验开始，直到 1900 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。 （2）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， 1914~1918 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。 （3） 1932 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。 （4）50 年代，Zeigler-Natta 发现定向聚合法，导致了合成橡胶工业的新飞跃。 （5）1965~1973 年出现热塑性弹性体，这是第三代橡胶。 3.我国橡胶发展简况 （1）我国从 1904 年开始种植天然橡胶，并于 20 世纪 50 年代初将橡胶树北移试种成功。在北纬 18° ~24°的广西、云南等地大面积种植橡胶树。 （2）1915 年在广州建立了第一个规模甚小的胶鞋工厂。 1919 年，在上海建立清和橡皮工厂 1927 年，在上海建立正泰橡胶厂，生产胶鞋 1928 年，建立大中华橡胶厂，生产胶鞋 1937 年，日本在青岛建立现在的青岛橡胶二厂 三、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物资，应用广泛。 2.目前世界橡胶制品的品种和规格的总数约有 10 万之多。 四、橡胶制品的分类 各类轮胎；胶管胶带类；鞋类；工业制品（杂制品） 五、本科程的内容 以生胶为原料制造橡胶制品。 1.橡胶工艺生产所用的原材料 包括生胶及橡胶类似物、硫化体系配合剂、补强填充剂、软化增塑剂、防老剂等原材料。 配合 剂——在生胶中所加入的各种化学药品。 类型 功能 生胶及橡胶类似物 基本材料（主体） 硫化体系（硫化剂促进剂 起硫化作用 活性剂防焦剂） 补强填充剂 改善某些性能（提高物机性能，降低成本） 软化增塑剂 改善加工操作性能 防老剂 改善（提高）质量，延长使用寿命 专用配合剂 赋予特殊性能 配方例子：微孔凉拖鞋配方 NR 100； 防 D 1；S 3.5；石蜡 7；促 M 1.1；凡士林 5 促 DM 1.1；陶土 0.78 ZnO 5 ； MgCO3 60；硬脂酸 7 ；发泡剂 H 6.5； 矿油 1.5；钛青蓝 3.5 2.原材料的配方 3.橡胶加工工艺的过程 包括塑炼、混炼、压延挤出、成型、硫化等工艺 六、本科程的特点 1.专业性强