实用橡胶理论基础和务实.ppt
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1、实用橡胶基础理论和务实 CQCC151制作2012/12/18于重庆渝北,Welcome,目录,绪论第一节 生胶体系 1.天然橡胶 2.合成橡胶的分类及性能 2.1 丁苯胶 2.2 顺丁胶 2.3 丁腈胶 2.4 氯丁胶 2.5 乙丙胶 2.6 丁基胶 3 特种合成橡胶 3.1 硅橡胶 3.2 氟橡胶 3.3 聚氨酯第二节配合体系第三节橡胶制品加工工艺 1.1 塑炼 1.2 混炼 1.3 硫化工艺 2 成型中常见问题,绪 论,橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料,橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。橡胶的加工工艺过程主
2、要是解决塑性和弹性矛盾的过程,通过各种加工手段,使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶,再加入各种配合剂制成半成品,然后通过硫化使具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。,定义:橡胶是一种具有高弹性的高分子(分子量一般在10万以上)材料。橡胶高弹性体现在:在一定的条件下受到外力作用,会产生较大的变形,最多可以达到十倍以上,但除去外力后又能迅速恢复原来的形状。,橡 胶 毒 性科学证明:大部分橡胶原料是低毒或无毒的.其毒性比食盐还小.只要做好防护措施,对身体是不会造成多少危害的.,橡胶特性:优异的独特的高弹性 适当的机械强度(纤维塑料橡胶)较好的电绝缘性 较好的气密性 较好的化学稳定性
3、(酸、碱)缺点:耐油性较差 易燃性,应 用 领 域 交 通 工 业 农 业 国 防 医 疗 日 用 战略物资 军 事,应 用 作为材料种类:减震缓冲材料 密封材料 绝缘材料 防腐材料 制作制品:轮胎 胶管 胶带 胶鞋 工业制品 胶黏剂 乳胶制品 其他类制品,第一节 橡胶分类,天然橡胶 与 合成橡胶 一:天然橡胶 顾名思义,是由天然或人工种植的橡胶树经过割胶,过滤清洗.干燥等工序加工而成.二:合成橡胶 将石油进行高温分解,再化学合成,合成橡胶分为通用类和特种合成类包括:氟橡胶硅橡胶聚氨酯橡胶丙烯酸酯橡胶氯醚橡胶聚硫橡胶氯磺化聚乙烯氯化聚乙稀聚乙烯醇橡胶丁吡橡胶乙烯丙烯酸酯橡胶,第二节 生胶体系,
4、1、天然橡胶(NR)天然橡胶是由异戊二烯组成的线性高分子化合物。,天然橡胶主要分为烟片胶和绉片胶,1.1 烟片胶是天然胶中最有代表性的品种,产品多、耗量大,它是以新鲜胶乳为原料,经过凝固 压片 熏烟等一系列加工制成表面带有菱形花纹的棕黄色胶片。1.2 绉片胶(白绉片胶、褐绉片胶)制造方法和烟片胶相似,只是干燥时不熏烟直接用热空气干燥而成。在白绉片胶制造中乳胶凝固前必须经过漂白,除去其中色素。白绉片的质量与烟片胶相差不多,但颜色洁白,适于制造浅色透明制品。,性能:在常温下有较好的弹性,综合性能最好,加 工工艺良好。机械强度比较高。具有良好的耐屈挠性,多次形变生热小。良好的耐寒性,气密性,防水性,
5、电绝缘性缺点:耐油性,耐臭氧老化性能差。应用:天然橡胶多用于轮胎,雨衣、鞋及医药制品 中。,2、合成橡胶的分类及性能,合成橡胶的种类很多。按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合成两大类。凡是性能与天然橡胶相同或相近,物理机械性能和工艺加工性能较好的,能广泛用于轮胎和其它橡胶制品的的橡胶称为通用合成橡胶。凡是具有特殊性能,如耐热、耐寒、耐化学腐蚀、耐溶剂、耐辐射等特殊橡胶制品使用的称为特殊合成橡胶,性能介于二者之间的还有几种合成胶(氯丁胶、乙丙橡胶、丁基橡胶)以下是几种常用合成橡胶的介绍:,2.1 丁苯橡胶(SBR),丁苯胶结构:由丁二烯与苯乙烯在乳聚中聚合而成的共聚物,为浅黄褐色弹性体。分子
6、结构为:,性能:(1)与天然橡胶相比,丁苯胶具有耐热、耐老化性能,在一定条件下具有较高的耐磨耗性能(2)弹性、耐寒性、耐屈挠性能不如天然橡胶。(3)硫化反应进度稍慢,促进剂用量大些,硫化过程中操作比较安全,表现为不易焦烧、不易过硫、硫化平坦性好。(4)苯乙烯含量越高,丁苯橡胶的耐热、耐老化及耐磨耗性能越好,而弹性、耐寒性、粘着性和工艺加工性能越差。应用:可用于制造各种轮胎和其它橡胶工业制品。(如胶管、胶带、电缆等),2.2 顺丁橡胶(BR),顺丁橡胶是丁二烯单体在催化剂的作用下按照一定的聚合方法制得的聚合物,其分子结构主要是顺丁1,4结构方式:性能:(1)由于顺丁橡胶分子排列规整,所以它具有很
7、高的弹性是所有橡胶中弹性最好的。(2)具有很好的耐磨性能。缺点:(1)拉伸强度和撕裂强度比天然橡胶差。应用:顺丁胶可以与其它胶并用或调整配方、工艺来改善,顺丁胶多用于轮胎工业,也可以制造胶鞋、胶带、胶管、胶辊以及各种耐寒性能要求较高的制品。,2.3 丁腈橡胶(NBR),丁腈胶是由丁二烯和丙烯腈两种单体经乳液或溶液聚合而得,为浅黄至宗褐色、略带腋臭味的弹性体。分子式为:根据聚合方法不同可分为(1)高温丁腈胶(25-50)(2)低温丁腈胶(5-10)依据丙烯腈含量可分为以下五种类型:,(1)极高丙烯腈丁腈胶,丙烯腈含量43以上;(2)高丙烯腈丁腈胶,丙烯腈含量3642;(3)中高丙烯腈丁腈胶,丙烯
8、腈含量3135;(4)中丙烯腈丁腈胶,丙烯腈含量2530;(5)低丙烯腈丁腈胶,丙烯腈含量24以下。国产丁腈胶的丙烯腈含量大致有三个等级,即相当于上述的高、中、低丙烯腈含量等级。性能:(1)由于丁腈胶极性很强,所以它具有良好的耐油和耐非极性溶剂性能。其耐油性仅次于聚硫橡胶、氟橡胶和丙烯酸酯橡胶。随着丙烯腈含量的增加,丁腈胶的耐油性也提高。,(2)丁腈胶的耐热性能比天然胶、丁苯胶好,适当配合的丁腈胶制品可在120条件下连续使用。(3)具有良好的耐磨性、耐老化性能和气密性。缺点:(1)丁腈胶耐臭氧性能、电绝缘性和耐寒性都比较差,所以导电性比较好。应用:丁腈胶广泛用于各种耐油橡胶制品,如油封、耐油管
9、、密封圈等。,2.4 氯丁橡胶(CR),氯丁胶是氯丁二烯经过乳液聚合而得,为浅黄色乃至褐色的弹性体,分子式为:根据其聚合时所用的调节剂的不同可分为以下三种类型:(1)硫磺调节剂(G型)这种氯丁橡胶在聚合时采用硫磺和含硫有机化和物(秋兰姆)作调节剂。(2)非硫磺调节型(W型)聚合时用硫醇化和物作调节剂,故而不含硫黄。(3)其他类型这类氯丁橡胶是为了具有特殊性能和用途而产生的。如:粘结型氯丁橡胶、氯丙橡胶、氯苯橡胶等。,性能:(1)氯丁胶物力机械性能和天然胶相似。(2)生胶深长时结晶,故其纯胶拉伸强度,伸长率也比较高,炭黑补强硫化胶拉伸强度和伸长率与天然胶接近。(3)耐老化、耐天候老化和臭氧老化性
10、能仅次于乙丙橡胶。(4)耐热性能与丁腈胶相当,能在150情况下短期使用,在90-110下能使用四个多月。(5)耐燃性能好,耐油性仅次于丁腈胶。(6)对无机酸和碱的抗腐蚀性能较好。缺点:,(1)贮存稳定性差(2)电绝缘性能差(3)耐寒性能不好应用:氯丁胶多用在耐热、耐老化、耐腐蚀、耐油制品中,还可以做胶粘剂。可制作轮胎胎侧、耐热运输带、耐油及耐化学腐蚀的胶管、容器衬里、垫圈、胶辊、胶板,汽车和拖拉机配件,电线包皮胶门窗密封胶条,橡胶水坝等。,2.5 乙丙橡胶(EPDM),乙丙橡胶是以乙烯 和丙烯 定向共聚而成的共聚物为白-浅黄色半透明弹性体,可以分为二元乙丙(EPM)和三元乙丙(EPDM)乙丙橡
11、胶属饱和橡胶,所以其有较好的性能:(1)耐老化性能优异,在现有通用胶中是最好的。抗臭氧性能特别好,在臭氧浓度为100106时,乙丙橡胶2430h仍不龟裂,丁基胶534h、氯丁胶46h即产生大裂口。耐热性能优异,在150下,一般可长期使用,间歇使用可耐200 高温。,(2)绝缘性能和耐电晕性能超过丁基橡胶。又因吸水性小,所以浸水后的抗电性能也很好。(3)抗化学药品和酸碱性好,长时间接触后性能变化不大。(4)具有良好的弹性和抗压缩变形,低温状态下的弹性保持性好,冷冻到-57才变硬,到-77变脆。(5)易容纳补强剂、软化剂,可进行高填充配合,并且由于密度小,可降低制品成本。,(6)纯胶强力低,必须通
12、过补强才有使用价值。(7)不耐油(8)硫化速度慢,比一般合成橡胶约慢34倍。与不饱和橡胶不能并用,共硫化性能差。(9)自黏和互黏性都很差,给加工工艺带来困难。,应用:根据以上乙丙橡胶性能特点,确定其主要应用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀、电气绝缘几个领域,如用于耐热运输带、电缆、电线、防腐衬里、密封垫圈、门窗密封条、家用电气配件、塑料改性等。还可以制造各种汽车零件,如垫片、玻璃密封、散热器胶管等。,2.6 丁基橡胶(IIR),丁基橡胶是由异丁烯单体与少量异戊二烯共聚合而成。性能:(1)气密性好(2)耐臭氧、耐老化性好(3)耐热性较高,长期工作温度可在150以下(4)能耐无机强酸(如硫酸、硝酸等)和
13、一般有机溶剂(5)吸振和阻尼性良好,电绝缘性能也非常好,缺点:(1)弹性差(2)加工性能差,硫化速度慢(3)粘着性和耐油性差 应用:使用温度范围约-40+130,主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及仿真制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。,3 特种合成胶,3.1 硅橡胶(MVQ)硅橡胶是由各种二氯硅烷经过水解、聚合而得到的一种元素有机弹性体。分类:一般可按硫化方式和化学结构来分,通常按硫化温度和使用特征分为高温硫化或热硫化和室温硫化两大类。高温硫化:针对高相对分子质量的固体胶,成型硫化的加工工艺和普通橡胶相似。,室温硫化:针对相对分子质量较低的有活性端基或侧基的液体胶,在
14、常温下即可硫化成型。按化学结构分类是根据聚硅氧烷橡胶引入有机侧基的不同划分的。,引入侧基可显著的改进其物理力学性能、耐温性能和加工性能。主要有二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶和三氟丙基甲基乙烯基硅橡胶等。性能:(1)卓越的耐高、低温性能,工作温度范围-100350(2)优异的耐臭氧老化、耐光老化和耐天候老化性能(3)优良的电绝缘性能,硫化胶的电绝缘性在受潮、频率变化升高时的变化小。(4)特殊的表面性能和生理惰性。,(5)高透气性(室温下对氮气、氧气和空气的透过量比天然胶高3040倍,它还具有对气体渗透的选择性能)应用:硅橡胶具有独特的综合性能,使它成功的用于其它橡胶用之无效
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