橡胶培训

橡胶知识培训2014.3培训系列内容橡胶种类和性能橡胶配合剂的基本知识※橡胶的塑炼※橡胶的混炼※混炼胶的判定检验项目※硫化原理及质量控制绪论纯金属金属合金纤维材料聚合物树脂陶瓷橡胶非金属玻璃其他橡胶材料的特性橡胶是高分子材料的一种，常温下它具有其它材料所没有的高弹性，因而也称做弹性体。特点：①具有高弹性②具有粘弹性③具有缓冲性④具有电绝缘性⑤具有温度依赖性⑥具有环境老化现象⑦必须进行硫化⑧必须加入配合剂。世界橡胶工业的萌生一般是从1839固特异经过试验发明了硫化年算起，已有160多年历史，我国橡胶工业始于1915年广东兄弟树胶公司的创立，近90年历史。橡胶产品应用面广，品种规格繁多，据估计目前世界橡胶制品的品种规格总数约有10万种之多。生胶（原胶）分类天然橡胶丁苯橡胶（SBR）丁腈橡胶（NBR）顺丁橡胶（BR）异戊橡胶（IR）橡胶通用橡胶氯丁橡胶（CR）乙丙橡胶（EPDM）合成橡胶丁基橡胶（IIR）硅橡胶（VMQ）特种橡胶氟橡胶（FKM）丙烯酸酯橡胶（ACMAEM）氯醚（醇）橡胶（CO/ECO）氯化聚乙烯（CM）氯磺化聚乙烯（CSM)氢化丁腈橡胶（HNBR）聚氨酯橡胶（AU、EU）生胶的基本特性橡胶制品加工企业购入的未经加工的橡胶称为生胶，生胶为相对分子质量由10万~100万以上的粘弹性物质。生胶一般情况下多呈块状、片状，也有颗粒状和黏稠液体状及粉末状。世界上生胶（包括改性）的种类已不下100种之多，按牌号估算已超过1000种。生胶分类：①按制取来源与方法，分为天然橡胶与合成橡胶。②按橡胶的外观表征，分为固态橡胶、乳状橡胶、液体橡胶和粉末橡胶。③按应用范围及用途，分为通用橡胶和特种橡胶。橡胶品种（简写符号）化学组成中鼎代号性能特点主要用途1.天然橡胶（NR）以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。R弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐寒性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐油和耐溶剂性不好，抵抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性不高。使用温度范围：约-60～+80℃。制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其它通用制品。特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶-金属悬挂元件、膜片、模压制品。2.丁苯橡胶（SBR）丁二烯和苯乙烯的共聚体。s性能接近天然橡胶，是目前产量最大的通用合成橡胶，其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天然橡胶均匀；缺点是：弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差；加工性能差，特别是自粘性差、生胶强度低。使用温度范围：约-50～+100℃。主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其它通用制品。3.顺丁橡胶（BR）是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。B优点是：弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合；缺点是强力较低，抗撕裂性差，加工性能与自粘性差。使用温度范围：约-60～+100℃。一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用，主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。4.异戊橡胶（IR）是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。R化学组成、立体结构与天然橡胶相似，性能也非常接近天然橡胶，故有合成天然橡胶之称。它具有天然橡胶的大部分优点，耐老化优于天然橡胶，弹性和强力比天然橡胶稍低，加工性能差，成本较高。使用温度范围：约-50～+100℃。可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其它通用制品。5.氯丁橡胶（CR）是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体C这种橡胶分子中由于含有氯原子，所以与其它通用橡胶相比：它具有优良的抗氧、抗臭氧性，不易燃、着火后能自熄，耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点；其物理机械性能也比天然橡胶好，故可用作通用橡胶，也可用作特种橡胶。主要缺点是耐寒性较差，比重较大、相对成本高，电绝缘性不好，加工时易粘滚、易焦烧及易粘模。此外，生胶稳定性差，不意保存。使用温度范围：约-45～+100℃。主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套及各种防护套、保护罩；耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬里；耐燃的地下采矿用橡胶制品，以及各种模压制品、密封圈、垫、粘结剂等。6.丁基橡胶（IIR）是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体I最大特点是气密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐热性较高，长期工作温度可在130℃以下；能耐无机强酸（如硫酸、硝酸等）和一般有机溶剂，吸震和阻尼特性良好，电绝缘性也非常好。缺点是弹性差，加工性能差，硫化速度慢，粘着性和耐油性差。使用温度范围：约-40～+120℃。主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及防振制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。7.丁腈橡胶（NBR）丁二烯和丙烯腈的共聚体N特点是耐汽油和脂肪烃油类的性能特别好，仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯和氟橡胶，而优于其它通用橡胶。耐热性好，气密性、耐磨及耐水性等均较好，粘结力强。缺点是耐寒及耐臭氧性较差，强力及弹性较低，耐酸性差，电绝缘性不好，耐极性溶剂性能也较差。使用温度范围：约-30～+125℃。主要用于制造各种耐油制品，如胶管、密封制品等。8.氢化丁腈橡胶（HNBR）丁二烯和丙烯腈的共聚体M它是通过全部或部分氢化NBR的丁二烯中的双键而得到的。其特点是机械强度和耐磨性高，用过氧化物交联时耐热性比NBR好，其它性能与丁腈橡胶一样。缺点是价格较高。使用温度范围：约-30～+150℃。主要用于耐油、耐高温的密封制品中。9.乙丙橡胶（EPM、EPDM）乙烯和丙烯的共聚体，一般分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶E特点是抗臭氧、耐紫外线，耐天候性和耐热老化性优异，居通用橡胶之首。电绝缘性、耐化学性、冲击弹性很好，耐酸碱，比重小，可进行高填充配合。耐热可达150℃，耐极性溶剂—酮、酯等，但不耐脂肪烃和芳香烃，其它物理机械性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。缺点是自粘性和互粘性很差，不易粘合。使用温度范围：约-50～+150℃。主要用作化工设备衬里、电线电缆包皮、蒸汽胶管、耐热运输带、汽车用橡胶制品及其它工业制品。10.硅橡胶为主链含有硅、氧原子的特种橡胶，其中起主要作用的是硅元素，故名硅橡胶Q其主要特性是既耐高温（最高300℃）又耐低温（最低-100℃），是目前最好的耐寒、耐高温橡胶；同时电绝缘性优良，对热氧化和臭氧的稳定性很高，化学惰性大。缺点是机械强度较低，耐油、耐溶剂和耐酸碱性差，较难硫化，价格较贵。使用温度范围：约-60～+200℃。主要用于制作耐高低温制品（胶管、密封件等）、耐高温电线电缆绝缘层。由于其无毒无味，还用于食品及医疗工业。11.氟橡胶（FPM）是有含氟单体共聚而成的有机弹性体F其特性是；耐高温最高可达300℃，耐酸碱，耐油性是耐油橡胶中最好的，抗辐射、耐高真空性优良；电绝缘性、机械性能、耐化学药品腐蚀性、耐臭氧、耐大气老化性均优良，是性能全面的特种合成橡胶。缺点是加工性差，价格昂贵耐寒性差，弹性和透气性较低。使用温度范围：约-20～+200℃，特殊品级-35～+200℃。主要用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、耐化学腐蚀的密封材料、胶管或其它零件，其次用于汽车工业及其他工业部门。12.聚氨酯橡胶（AU、EU）由聚酯（或聚醚）与二异氰酸酯类化合物聚合而成的弹性体U其特点是耐磨性高，在各种橡胶中是最好的；强度高、弹性好、耐油性优良。耐臭氧、耐老化、气密性等也优异。缺点是耐温性能较差，耐水和耐酸碱性差，耐芳香烃、氯化烃及酮、酯、醇类等溶剂性较差。使用温度范围：约-30～+80℃。制作轮胎及耐油零件、垫圈、防震制品，以及耐磨、高强度和耐油的橡胶制品。13.丙烯酸酯橡胶（ACM、AEM）它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物A其特点是兼有良好的耐热、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加剂的润滑油中性能稳定。同时耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外线、气密性优良。缺点是耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及有机和无机酸、碱。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液内膨胀严重。同时弹性和耐磨性差，电绝缘性差，加工性能较差。使用温度范围：约-25～+150℃。可用于制造耐油、耐热、耐老化的制品，如密封件、胶管、化工衬里等。14.氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）它是聚乙烯经氯化和磺化处理后，所得到具有弹性的聚合物P耐臭氧及耐老化优良，耐候性优于其它橡胶。阻燃、耐热、耐溶剂性及耐大多数化学药品和耐酸碱性能较好。电绝缘性尚可，耐磨性与丁苯橡胶相似。缺点是抗撕裂性能差，加工性能不好。使用温度范围：约-20～+120℃。可用做臭氧发生器上的密封材料，制造耐油密封件、电线电缆包皮以及耐油橡胶制品和化工衬里。15.氯醚橡胶（CO、ECO）由环氧氯丙烷均聚或由环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚而成的聚合物H特点是耐脂肪烃及氯化烃溶剂、耐碱、耐水、耐老化性能极好，耐臭氧性、耐候性及耐热性、气密性高。缺点是强力较低、弹性差、电绝缘性不良。使用温度范围：约-40～+140℃。可用做胶管、密封件、薄膜和容器衬里、油箱、胶辊，制造油封、水封。16.氯化聚乙烯橡胶（CM或CPE）是聚乙烯通过氯取代反应制成的具有弹性的聚合物L性能与氯磺化聚乙烯橡胶接近，其特点是流动性好，容易加工；有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性，耐热、耐酸碱、耐油性良好。缺点是弹性差、压缩变形较大，电绝缘性较低。使用温度范围：约-20～+120℃。电线电缆护套、胶管、胶带、胶辊化工衬里。橡胶配合剂配合剂部分要求熟悉橡胶配合剂的分类、性质、用途懂得橡胶配合剂对工艺性能和成品性能的影响简单了解配合剂的主要作用机理配合剂种类繁多，包括以下几大体系：（一）橡胶硫化体系1.橡胶硫化剂硫化剂在所有配合剂中最重要，是它通过化学反应使橡胶从塑性粘流状态变成高强度弹性状态。硫化剂在混炼过程后期加入。2.常用硫化剂（1）硫磺（绝大部分通用胶采用）（2）过氧化物类（3）特种橡胶专用硫化剂（如树脂，双酚AF等）3.促进剂（数十种以上）（1）促进剂的作用：使硫化剂反应加速（2）促进剂的类型和选用原则化学家按结构分类，工艺人员按酸性、中性、碱性分类，或按超速、中速、慢速分类。（3）常用促进剂：a.二硫代氨基甲酸盐类b.黄原酸盐类c.秋兰姆类d.噻唑类e.次磺酰胺类f.醛胺类g.胍类h.硫脲类I.胺类促进剂4活性剂（1）活性剂的作用：使促进剂反应加速（2）活性剂种类：主要就是氧化锌(ZnO)氧化镁(MgO)和硬脂酸等5.防焦剂（1）防焦剂的作用：凡少量添加到胶料中即能防止或迟缓胶料在硫化前的加工和储存过程中发生早期硫化（焦烧）现象的物质（2）a有机酸类，水杨酸（邻羟基苯酸）。b含硝基化合物N-亚硝基二苯胺（防焦剂NA或NDPA常用防焦剂：PVI(或CTP)（二）橡胶防护体系1.橡胶的老化：指橡胶制品在使用过程中受光，热，氧等外界环境的影响物理和化学性能发生变化，性能逐渐下降的现象，外观变化变硬、变脆，变软，发粘、失色，龟裂等。橡胶在老化过程中分子结构可能发成以下几种变化（1）分子链降解（2）分子链之间产出交联（3）分子主链或者侧链的改性2.橡胶防老剂化学防老剂：耐热防老剂,耐臭氧防老剂，抗铜离子防老剂等物理防老剂：橡塑共混，石蜡等（三）橡胶的补强和填充体系橡胶必须加入一些非常微小的刚性粒子，才能有足够的强度，才能有好的加工性能，又可以降低成本。1.黑色补强填料——炭黑到目前为止，所有填料中，炭黑对橡胶的补强加工性能最好，所以绝大部分橡胶制品都是黑色的。浅色制品和彩色制品综合性能一般都不如黑色制品。塑料不加补强剂已有很高强度，只需要加填充剂降低成本，因此大多数塑料制品是彩色的。炭黑的品种和分类（1）主要根据微观粒经的大小（可通过仪器测出），用数字分类，如N220,N330，N550，N990等数字越小，粒子越细，补强性能越好，但加工性能也越差，硬度上升也越快。（2）还有一些专用炭黑，如导电炭黑等2.白炭黑主要用于硅橡胶和浅色制品中，补强性