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第一章生胶1.天然橡胶三叶橡胶树－顺式聚异戊二烯杜仲树－反式聚异戊二烯原材料：烟片胶；绉片胶；颗粒胶银菊橡胶—顺式1,4-结构NR的分级：按照外观质量；按照理化指标NR的组成---非橡胶成分：（1）蛋白质（2）丙酮抽出物（3）少量灰分（4）水分NR橡胶烃的结构：分子量分布宽，呈双峰分布。有紧密凝胶和松散凝胶。自补强性：在不加补强剂的条件下，橡胶能在低温下或拉伸过程中取向结晶，晶粒分布于无定形的橡胶中起物理交联点的作用，使本身的强度提高的性质。天然橡胶的物理机械性能：有良好的弹性，在通用橡胶中仅次于BR格林强度（GreenStrength）:未硫化胶的拉伸强度。2.异戊橡胶（IR）：顺式含量低于NR；分子量分布较NR窄。3.顺丁橡胶（BR）：弹性在通用胶中是最好的。耐寒性好。抗湿滑性差、耐刺穿及粘着性差。冷流性大。冷流性：生胶或未硫化胶在停放过程中由于自身重量而产生流动的现象。4.丁苯橡胶-SBR：耐磨性比NR好；SBR的抗湿滑性优于NR、BR；集成橡胶：低滚动阻力、高抗湿滑和高耐磨5.丁腈橡胶：抗静电性在通用橡胶中独一无二。气密性好，仅次于IIR6.氯丁橡胶：属于自补强橡胶，结晶能力高于NR。7.乙丙橡胶（EPM/EPDM）：优异的耐热性；EPM属降解型老化，EPDM属交联型老化。密度最低。第三单体：（1）E型：亚乙基降冰片烯。硫化速度快（2）H型：1，4－己二烯。中等硫化速度（3）D型：双环戊二烯。硫化速度慢8.丁基橡胶：优异的气密性；弹性低、阻尼(减震)性能优越。卤化的目的:（1）提高硫化速度；（2）提高与不饱和橡胶的相容性；（3）改善自粘性和互粘性二．特种橡胶1.氟橡胶：耐高温性能在橡胶中是最好的；氟橡胶耐化学药品及腐蚀介质性能在橡胶中也是最好2.硅橡胶：耐低温性能在所有橡胶材料中是最好的。优良的生物医学性能。硅橡胶一般用过氧化物硫化1.聚氨酯橡胶：耐磨性最好。具有较好的生物医学性能。2.以乙烯为基础的弹性体：氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、乙烯与醋酸乙烯酯的共聚体。3.丙烯酸酯橡胶：ACM、ANM4.氯醚橡胶：CO；特别耐制冷剂氟利昂；第2章橡胶的硫化体系1.交联密度的表征交联点间分子量-Mc：两个相邻的交联点间链段的平均分子量。具有多分散性，Mc越大，交联密度越小。交联密度：单位体积硫化胶内的交联点数目。硫化胶的交联密度经常用1/2Mc表示。交联密度的测定方法：平衡溶胀法、机械测试法、磁共振法1.橡胶的硫化历程①焦烧延迟（Scorchdelay）阶段焦烧：混炼胶在储存和加工过程中产生的早期硫化现象。操作焦烧时间：橡胶在加工过程中由于混炼、压延、压出等消耗掉的焦烧时间。剩余焦烧时间：指胶料在定型前尚能流动的时间。②热硫化（crosslink）阶段③平坦硫化阶段④过硫化（post-cure）阶段第一种曲线继续上升，产生结构化作用所致：非硫黄硫化的丁苯胶、丁腈胶、氯丁胶和乙丙胶；第二种曲线下降，网构裂解所致：天然橡胶的普通硫黄硫化。第三种曲线长时间保持平坦：平衡硫化体系，通常硫黄硫化的合成橡胶平坦期都比较长。硫化返原（过硫）-reversion：橡胶达到正硫化状态后继续硫化，硫化胶的交联密度下降，性能下降的现象。焦烧时间（T10）：胶料从加入到模具中受热开始到转矩为M10所对应的时间。理论正硫化时间（TH）：胶料从加入到模具中受热开始到转矩达到最大值所需要的时间。工艺正硫化时间(T90)：胶料从加入到模具中受热开始到转矩达到M90所需要的时间。2.硫黄的品种：粉末硫黄（硫八环，易喷霜）、不溶性硫黄（不易喷霜）喷霜:又名喷出,指混炼胶或硫化胶中的配合剂在橡胶中的溶解度超过其饱和溶解度而迁移到橡胶表面的现象。喷霜的原因：超量配合、欠硫（网络交联密度相对较小，其他助剂穿梭于网络的机会增大，喷霜几率相应增大）、老化喷霜—（局部老化如光照使网络吸附的微粒脱离橡胶基质喷出）、降温使溶解度急剧下降。喷霜的危害：（1）影响外观质量，尤其是生活用橡胶制品。（2）降低制品表面的粘着性，影响胶料半成品的贴合成型。防喷霜措施：避免超量配合；硫黄在低温下加入；采用不溶性硫黄；以硒替代部分硫黄;加强工艺管理，防止混炼不均匀和硫化不完全。交联效率参数E：形成每摩尔交联键所需要的平均的硫黄摩尔数目。3.促进剂的分类按结构和酸碱性分，按促进速度分，以促进剂M对NR的使用效果作为标准，比M快的属于超速或超超速级；比M慢的属于慢速或中速级。噻唑类：酸性、准速级；无污染；有苦味（只有促进基）次磺酰胺类：迟效性（促进基、活化基、防焦基）秋兰姆类：制作耐热胶种，可作硫化剂（活化基、促进基、硫化基）二硫代氨基甲酸盐类：（促进基、活化基）超超速级促进剂，室温硫化胍类：（只有活化基）中慢速，变色污染性。硫脲类：（只有活化基）NA—22是CR常用的促进剂醛胺类：（只有活化基）碱性慢速4.促进剂的并用目的：提高促进剂的作用效果及出于工艺上的需要，如避免焦烧、防止喷霜、改善硫化平坦性。活化剂氧化锌的作用：活化硫化体系,使硫环更容易断裂；提高硫黄的利用率,提高硫化胶的交联密度；吸收硫化过程产生的硫化氢气体。5.各种硫黄硫化体系（1）普通硫黄硫化体系：常温、动态情况下使用的制品。以多硫交联键为主。高硫低促。（2）有效硫化体系：90%以上是单硫和双硫交联键，高温、静态制品。高促低硫。（3）半有效硫化体系：耐中等程度的高温,又有一定动态疲劳性能。（4）高温快速硫化体系：选用耐热胶种，使用足量的硬脂酸以增加锌盐的溶解度，提高体系的活化功能。（5）平衡硫化体系：解决不饱和橡胶尤其是NR的硫化返原问题。加入抗硫化返原剂－Si-69。大型厚制品抗硫化返原的方法：（1）采用硫黄给体或有效硫化体系（2）低温长时间硫化（3）使用抗硫化返原剂8.非硫黄硫化体系：过氧化物硫化体系、金属氧化物硫化体系、树脂硫化体系、通过链增长进行交联长而柔性的交联键有利于提高硫化胶的强度性能，即键能高而强度低。第三章橡胶的补强与填充体系补强：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。填充：在橡胶中加入一种物质后，能够增大橡胶的体积，降低制品的成本，改善加工工艺性能，而又不明显影响橡胶制品性能的行为。炭黑：由许多烃类物质（固态、液态或气态）经不完全燃烧或裂解生成的具有高度分散性的黑色粉末物质，主要由碳元素组成，是近乎球形的胶体粒子，而这些粒子大都熔结成形状不规则的聚集体（aggregate）。一、炭黑的生产工艺方法槽法炭黑是唯一可用于与食品接触的橡胶用炭黑品种热裂法炭黑粒子最大、结构最低。二、炭黑的分类与命名三、炭黑的性质及技术指标1．炭黑的粒径及分布:单颗炭黑粒子或聚集体中原生粒子的平均粒径大小，单位常为nm。炭黑工业常用的平均粒径有算术平均粒径和表面平均粒径两种。2、炭黑的比表面积及表面粗糙度炭黑比表面积：指单位质量或单位体积（真实体积）中炭黑粒子的总表面积。粒径小，比表面积大。炭黑比表面积的测定方法:（1）电子显微镜法（SE）（2）BET法（低温氮吸附法，SN）（3）碘吸附法（在碘—碘化钾溶测中炭黑吸附碘的能力）（4）CTAB大分子吸附法（十六烷基三甲基溴化铵表面粗糙度：指炭黑粒子在形成过程中，因粒子表面发生氧化侵蚀所形成的孔洞的多少，即氧化程度，也称炭黑的孔隙度。用粗糙度系数K表示。表面粗糙度高的炭黑含氧基团多，多呈酸性，能迟延硫化速度，增加吸水性，降低补强效果。四、炭黑的结构度1．炭黑的微观结构：烃裂解出的碳原子通过碰撞等作用形成正六边形的碳核，碳核继续增长形成层面，3～5个层面平行等距排列组成一个微晶体。是准石墨晶体，且晶体中平行层面间距稍大于石墨晶体。2、炭黑的一次结构：炭黑聚集体（aggregate），又称为基本聚熔体或原生结构，它是炭黑的最小结构单元。3、炭黑的二次结构：又称为附聚体、凝聚体或次生结构，它是炭黑聚集体间以范德华力相互聚集形成的空间网状结构，这种结构不太牢固，在与橡胶混炼时易被碾压粉碎成为聚集体。炭黑结构度及其测定方法炭黑结构度是指炭黑聚集体表面链枝状结构的发达程度，链枝数量多而长，结构度越高。炭黑结构度的测定方法：视比容法（压缩法），DBP吸油值法，压缩样DBP吸油值法五、炭黑的表面性质1．炭黑的化学组成挥发分(volatilematter)：挥发分是将炭黑在隔离空气的条件下高温加热，大部分炭黑能放出H2,CO,CO2等气体，这便是挥发分。氧含量高时挥发分含量高，挥发分含量过高时（如槽法炭黑）会迟延硫化。水分(watercontent)：105℃下加热减量即为水分含量。炭黑的水分含量与周围环境的温度，湿度有关，与炭黑的比表面积，孔隙度，氧含量等有关。在标准气压下氧含量高的炭黑其水分含量亦高。应用水分含量过大的炭黑，混炼时间长（剪切力降低）挤出易起海绵，硫化胶会产生气泡。灰分(ash)：炭黑的灰分主要来源于原料所含的灰分、设备锈蚀，急冷水所含的盐分和其它固体残渣。炭黑的灰分一般不会引起硫化胶性能的改变，但灰分中若含Cu,Mn,Fe及其化合物（变价金属离子及其盐分）时会影响硫化胶的耐老化性能。550℃下灼烧。2、炭黑的表面基团六、炭黑的酸碱性炉法炭黑显弱碱性，槽法炭黑显酸性。酸性炭黑硫化速度偏慢，碱性炭黑硫化速度较快。七、炭黑的结合橡胶及包容胶1.结合橡胶：也称为炭黑凝胶（bound-rubber），是指炭黑混炼胶中不能被它的良溶剂溶解的那部分橡胶。2.包容橡胶：又称吸留橡胶，是指在炭黑聚集体链枝状结构中屏蔽（包藏）的那部分橡胶。包容胶的形成影响炭黑在橡胶中的添加量。八、炭黑对橡胶加工性能的影响1.炭黑性质对混炼（mixing）的影响：（1）炭黑性质对混炼吃料及分散的影响炭黑的粒径小，结构高，用量大吃料慢炭黑的粒径小，结构低，用量大分散差（2）炭黑性质对混炼胶粘度的影响炭黑粒子小、结构度高、用量大、表面活性高，粘度高。（3）炭黑性质对混炼生热及能耗的影响炭黑粒子小、结构度高、用量大、表面活性高，生热高。炭黑粒子小、结构度高、用量大，混炼能耗大。（4）炭黑对胶料包辊性的影响在吃炭黑过程中，胶料的包辊性下降；炭黑被吃进去以后，可以改善包辊性。2炭黑对胶料自粘性（autohension）影响炭黑粒径小，表面活性大，结构度高，胶料的自粘性好。随炭黑用量增大，胶料的自粘性先增大后下降。3.炭黑性质对压延（calendering）的影响炭黑的粒径小，结构度高，压延收缩率小4.炭黑性质对压出（extruding）的影响炭黑的结构性高，混炼胶的压出工艺性能较好，口型膨胀率小，半成品表面光滑，压出速度快。1.炭黑性质对硫化（curing）的影响pH值低，迟延硫化；pH值高，胶料易焦烧，硫化速度快。炭黑粒径小，结构高，易焦烧，硫化速度快。九、炭黑对橡胶的补强机理应力软化效应：试样拉伸到一定长度（L）后除掉外力，在间隔较短的时间后再次拉伸到相同长度时，拉伸力小于第一次拉伸力的现象。十、白炭黑对橡胶的补强气相法白炭黑粒径8～17nm沉淀法白炭黑粒径17～28nm第四章橡胶的老化与防护老化：橡胶或橡胶制品在加工、贮存和使用过程中，由于受内、外因素的综合作用使性能逐渐下降，最后丧失使用价值的现象。橡胶老化的原因：内因：①橡胶的分子结构②橡胶配合组分及杂质外因：物理因素，化学因素，生物因素。最常见的、影响最大、破坏性最强的因素：热、氧、臭氧、光、机械力和金属离子。橡胶老化的防护：物理防护法：①橡塑共混—减少双键及α-H的浓度；②表面镀层或处理—减少与氧、臭氧、光的接触；③加光屏蔽剂—减少光的作用；⑤加石蜡—减少与氧、臭氧、光的接触。化学防护法：加入各种化学防老剂，延缓老化反应。一、橡胶热氧老化1.吸氧曲线：（1）老化诱导期（吸氧量低，几乎无ROOH，吸氧速度慢。对橡胶性能影响不大。）（2）恒速吸氧阶段，吸氧量低，ROOH增加，在该阶段末期，ROOH几乎达到最高值。（ROOH累积期）。（3）吸氧速度激增，比诱导期大几个数量级；吸氧量急剧增加；ROOH急剧降低--自催化氧化阶段。该阶段末期,橡胶老化，橡胶性能恶化。（4）老化后期:恒速反应期，橡胶没有反应