橡胶工艺原理_复习思考题_ 答案

《橡胶工艺原理》复习思考题

0.1 名词解释

碳链橡胶、硬质橡胶、杂链橡胶、混炼胶、硫化胶、冷冻结晶、拉伸结晶、极性橡胶

杂链橡胶:碳－杂链橡胶: 主链由碳原子和其它原子组成

全杂链橡胶:主链中完全排除了碳原子的存在，又称为“无机橡胶”，硅橡胶的主链由硅、氧原子交替构成。混炼胶:所谓混炼胶是指将配合剂混合于块状、粒状和粉末状生胶中的未交联状态，且具有流动性的胶料

硫化胶 : 配合胶料在一定条件下(如加硫化剂、一定温度和压力、辐射线照射等)经硫化所得网状结构橡胶谓硫化胶，硫化胶是具有弹性而不再具有可塑性的橡胶，这种橡胶具有一系列宝贵使用性能。

硬质橡胶：玻璃化温度在室温以上、简直不能拉伸的橡胶称为硬质橡胶

0.2 一般来说，塑料、橡胶、纤维的分子结构各有什么特点?

0.3 影响橡胶材料性能的主要因素有哪些？

橡胶性能主要取决于它的结构，此外还受到添加剂的种类和用量、外界条件的影响。

(1) 化学组成：单体，具有何种官能团

(2) 分子量及分子量分布

(3) 大分子聚集状况：空间结构和结晶

(4) 添加剂的种类和用量

(5) 外部条件：力学条件、温度条件、介质

0.4简述橡胶分子的组成和分子链结构对橡胶的物理机械性能和加工性能的影响。

答:

各种生胶的MWD曲线的特征不同，如NR一般宽峰所对应的分子量值为30~40万，有较多的低分子部分。低分子部分可以起内润滑的作用，提供较好的流动性、可塑性及加工性，具体表现为混炼速率快、收缩率小、挤出膨胀率小。分子量高部分则有利于机械强度、耐磨、弹性等性能。

0.5 简述橡胶的分类方法。

答:按照来源用途分为天然胶和合成胶，合成胶又分为通用橡胶和特种橡胶；

按照化学结构分为碳链橡胶、杂链橡胶和元素有机橡胶；

按照交联方式分为传统热硫化橡胶和热塑性弹性体。

0.6 简述橡胶的分子量和分子量分布对其物理机械性能和加工性能的影响。

答: 分子量与橡胶的性能(如强度、加工性能、流变性等)密切相关。随着分子量上升，橡胶粘度逐步增大，流动性变小，在溶剂中的溶解度降低，力学性能逐步提高。

橡胶的大部分物理机械性能随着分子量而上升，但是分子量上升达到一定值(一般是600000)后，这种关系不复存在；分子量超过一定值后，由于分子链过长，纠缠明显，对加工性能不利，具体反映为门尼粘度增加，混炼加工困难，功率消耗增大等。

0.7 简述橡胶配方中各种配合体系的作用。

0.8 列出一般橡胶加工工艺过程。

0.9 列出几种橡胶制品的主要性能要求和用途。

1.1名词解释：耐油性、耐寒性、耐老化性、补强、耐磨性、耐候性、动态性能、减震阻尼性、疲劳生热、生胶、胶料、

标准胶、氧指数、二次硫化

耐油性：指包括油类和各种溶剂在内的狭义的耐油性，实质上是高聚物耐无机溶剂的溶胀能力。

耐寒性：质料抵御高温惹起的脆化、冲击强度降高等变化的能力。

耐老化性：质料及其制品耐老化作用的能力。

耐磨性；质料在肯定冲突条件下抵御磨损的能力，以磨损率的倒数来评定。

耐候性：质料如塑料、橡胶制品等，应用于室外担当气候的考验，如光照、风雨、细菌等造成的分析破损，其耐受能力叫耐候性。

氧指数：使试样持续蜡烛状燃烧时，在氮氧混合气体中必须的最低氧体积浓度，以所占体积百分数表示。氧指数越高，则聚合物越难燃

1.2 各种生胶的分类、制法及其结构与性能的关系。

1.3 为什么NR具有优异的加工性能？(P18)

1.4 为什么很多溶剂型橡胶胶粘剂用CR作为主体材料?

答:所配成的胶黏剂可试问冷固化,初粘力很大,强度建立迅速,粘结强度较高,综合性能优良

1.5 橡胶轮胎的胎面、胎侧、内胎一般选择什么橡胶作为主体材料? 为什么?

答:丁基橡胶,优良的化学稳定性、耐介质性、电绝缘性、耐电晕性、耐极性油和低温性能。通用胶中弹性最低和优异的阻尼性、最好的气密性。它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7，丁苯橡胶的1/5，而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200，丁苯橡胶的1/140。因此主要用于制造各种内胎

1.6 将你所了解的橡胶品种按碳链橡胶（不饱和非极性、不饱和极性、饱和非极性、饱和极性）、杂链橡胶分为五类，写出主要结构式，并指出各种橡胶的主要特性及主要用途（或列表说明）。(作业1)

1.7 比较NR、SBR和EPDM的耐热性；比较NBR、ECO和FPM的耐寒性；比较NBR、ACM和FPM的耐热性；比较IIR、BR 和SBR的疲劳生热性能。为什么? (作业2)

2.1 名词解释：硫化、交联密度、硫化历程、焦烧、焦烧时间、焦烧期、硫化三要素、理论正硫化时间、工艺正硫化时间、促进剂、活性剂、防焦剂、硫载体、无硫硫化、常硫体系、有效硫化体系、高温硫化体系、平衡硫化体系(P65)、硫化返原、喷霜、交联键类型(P72)、应力疏导特性、交联键互换重排反应(P73)、过氧化物的半衰期、过氧化物硫化的交联效率、金属氧化物硫化体系(P69) 交联效率越低，则过氧化物的用量越大

硫化（交联、架桥）：橡胶线型大分子链通过化学交联而构成三维网状结构的化学变化过程

交联密度：单位体积硫化胶内的交联点数目，与单位体积有效链数目有关。

硫化历程:橡胶的硫化状态可分为诱导期（焦烧期）、交联反应（热硫化）、网络形成（平坦硫化）、过硫化四个阶段

焦烧：混炼胶在存放或加工过程中产生早期硫化的现象

焦烧时间：热硫化开始前的延迟作用时间，相当于硫化反应中的诱导期

硫载体是指那些在硫化过程中析出活性硫，使橡胶交联的含硫化合物

硫化三要素：压力、温度和时间

理论正硫化时间:胶料从加入模具中受热开始到转矩达到最大值所需要的时间(P48)

工艺正硫化时间: 胶料从加入模具中受热开始到转矩达到M90所需要的时间.M90=M L+(M H-M L)*90%

促进剂：能降低硫化温度，缩短硫化时间，减少硫磺用量，又能改善硫化胶性能的物质

活性剂：能够活化硫黄硫化体系、提高硫化胶的交联密度和硫化速率的物质

防焦剂:提高胶料操作安全性，增加胶料或胶浆的贮存寿命

喷霜:胶料中的液体和固体配合剂由内部迁移到表面的现象

硫化返原:胶料在140℃～150℃长时间硫化或高温（超过160℃）硫化条件下，硫化胶的物理机械性能逐渐下降的过程。其本质是硫化平坦期间形成的交联键产生断裂和重排及由此而引起的网络结构的变化；另外是橡胶分子链的裂解。

方法：使用有效或半有效硫化体系；加入抗硫化返原剂。

过氧化物的半衰期：表示在某一特定温度下，过氧化物分解到原来浓度一半时所需的时间，用T1/2表示

2.2 橡胶的硫化历程。(P47)

2.3 硫化体系的组成和各组分的作用。P62-66

答:硫黄（硫载体） /促进剂/ 活性剂（/防焦剂） /(抗返原剂)

促进剂：能下降硫化温度，听说物理。收缩硫化时间，削减硫黄用量，改善硫化胶职能的精神

活性剂：活化硫化体系，进步交联密度，进步硫化胶耐老化职能。Zno+mgo组成活化体系。

防焦剂：防焦烧，延迟焦烧时间。防焦剂种类：学习附着力。PVI (CTP)、水杨酸、NDPA

2.4 促进剂的分类、结构及其特性。(P52)

2.5 促进剂的并用类型和特性。(P57)

2.6 各种硫黄硫化体系的定义、特性、交联键结构、硫化胶性能及适用橡胶。

答:ev：有用硫化体系，高促低硫3-5：看着下降。0.3-0.5，90%单键和双键-耐热氧老化，但初始静态怠倦性差，用于高温静态制品如密封制品、高温火速硫化体系。

Sev：用量介于cv和ev之间，煽动剂》=1，硫化胶具有过量的多硫键和单双硫键，据精良的静态职能，中等的耐热氧老化职能。

高温硫化体系：在180～240℃温度下的硫化，硫化温度每降低10℃，硫化时间收缩约一半，适用于高温火速硫化胶种EPDM、IIR、NBR、SBR等，采用ev、sev体系。

ec：均衡硫化体系：把不饱和二烯类橡胶硫化返原下降到最低水平或撤消的硫化体系，si69四硫化物与硫、煽动剂等精神的量。硫化平展性好，交联密度稳定，看看水性附着力促进剂。具有精良的耐热老化性和耐怠倦性，适应大型、厚制品的硫化。

2.7 橡胶硫化的时温效应及应用。

答:硫化温度每降低10℃，硫化时间收缩约一半，硫化温度系数变化局限在1.8~2.5之间，所以降低温度可大大进步**效率

2.8 平衡硫化体系及其应用。

EC：S +煽动剂+Si69，NR的CV体系硫化返被告急，硫化胶物理机械性能逐渐下降。采用EC，可在较长硫化周期内，使交联密度根本恒定，硫化平展性较好。

硫化胶具有高强度、高抗撕性、耐热性、抗硫化返原、耐静态怠倦性和生热高等甜头，在长命命、耐静态怠倦制品和巨型轮胎、大型厚制品等方面有重要应用

2.9 过氧化物硫化的特点、应用及配合时应注意的问题。

交联键为C-C键，热、化学稳定性高，具优异抗热氧老化职能，无硫化返原局面，紧缩永久变形低；但静态职能差，有些有臭味。

过氧化物硫化PP、EPM等时，由于侧甲基生计，有或许β断裂。所以，到场助硫化剂，以收缩硫化时间，改善拉伸职能。应用：静态密封或高温静态密封制品

2.10 金属氧化物硫化的配合、特点和应用。

Znp：mgo=5：4，对cr常用。倘使但用zno，硫化速度快，易焦烧，单用mgo，则硫化速度慢，两者并用最佳，ZnO主要起硫化作用，保证硫化平展性，增强耐热性；MgO 进步防焦性，添补胶料储存安详性和可塑性。

2.11 交联键类型和交联密度对硫化胶性能的影响。