高分子聚合材料課件

高分子聚合材料——橡膠第三組顧瑤張一楠吳嘉智柳榆攻克彥張威王鳳君趙行真橡膠是有機(jī)高分子彈性化合物，在很寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)異的彈性，所以被稱為高彈體。具有良好的疲勞強(qiáng)度、電絕緣性、耐化學(xué)品性及耐磨性?？杉庸こ奢喬?、膠帶、膠鞋、工藝雜品等橡膠制品。

橡膠的用途橡膠的彈性、柔軟性、耐磨性、絕緣性和阻隔性都十分優(yōu)良，用途十分廣泛。橡膠可用于：O型圈和汽車門窗的密封條，傳送帶，馬達(dá)皮帶，自動(dòng)扶梯把手、印刷用的膠輥、電纜電線的絕緣護(hù)套及勞保用品，防水建材，灌溉用膠管，雨衣、膠鞋、熱水帶、球類、玩具、膠粘劑、醫(yī)用手套和輸血管。高速公路發(fā)展和交通事業(yè)的要求合成橡膠暫時(shí)無法取代天然橡膠成為輪胎的替代品。天然橡膠主要缺點(diǎn)：耐老化性能差。因此，除了輪胎工業(yè)以外的市場幾乎完全被合成橡膠取代。輪胎測試機(jī)橡膠護(hù)弦的耐壓實(shí)驗(yàn)人字型橡膠運(yùn)輸帶橡膠分類1.

按原材料來源與方法橡膠可分為天然橡膠（NR）和合成橡膠（SR）兩大類。其中天然橡膠的消耗量占1／3，合成橡膠的消耗量占2／3。天然橡膠主要來源于三葉橡膠樹，當(dāng)這種橡膠樹的表皮被割開時(shí)，就會(huì)流出乳白色的汁液，稱為膠乳，膠乳經(jīng)凝聚、洗滌、成型、干燥即得天然橡膠。合成橡膠是由人工合成方法而制得的，采用不同的原料（單體）可以合成出不同種類的橡膠。橡膠分類2.按橡膠的外觀形態(tài)橡膠可分為固態(tài)橡膠（又稱干膠）、乳狀橡膠（簡稱乳膠）、液體橡膠和粉末橡膠四大類。3.根據(jù)橡膠的性能和用途除天然橡膠外，合成橡膠可分為通用合成橡膠和特種合成橡膠。橡膠分類4.根據(jù)橡膠的物理形態(tài)橡膠可分為硬膠和軟膠，生膠和混煉膠等。根據(jù)橡膠種類及交聯(lián)形式，在工業(yè)使上,橡膠又可按如下分類。一類按耐熱及耐油等功能分為：普通橡膠、耐熱橡膠、耐油橡膠以及耐天候老化橡膠、耐特種化學(xué)介質(zhì)橡膠等。另一類按橡膠的軟硬程度劃分為：一般橡膠、硬橡膠、半硬質(zhì)膠、硬質(zhì)膠、微孔膠、海綿膠、泡沫橡膠等。橡膠制品的原材料橡膠制品的原材料主要有生膠、再生膠和各種配合劑。有些制品還需要纖維或金屬材料作為骨架。1.生膠包括天然橡膠和合成橡膠。天然橡膠來源于自然界中的含膠植物，有橡膠樹、橡膠草、橡膠菊等，其中三葉橡膠樹中含膠多，產(chǎn)量大，質(zhì)量好。生產(chǎn)合成橡膠的原料主要是石油、天然氣、煤以及農(nóng)林產(chǎn)品。橡膠樹橡膠制品的原材料2.再生膠是廢硫化橡膠經(jīng)化學(xué)、熱及機(jī)械加工處理后所制得的。具有一定可塑性，可重新硫化的橡膠材料，再生過程中主要反應(yīng)稱為“脫硫”。再生膠可部分代替生膠使用，以節(jié)省生膠，降低成本，還可以改善膠料工藝性能，提高產(chǎn)品耐油、耐老化性能。橡膠制品的原材料3.橡膠的配合劑配合劑種類繁多，作用復(fù)雜，同一配合劑在不同橡膠中或在不同配合條件下使用所起的作用也有所不同。主要有：硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防焦劑、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑，以及其他配合劑，如軟化劑、著色劑、溶劑、發(fā)泡劑、隔離劑等。4.骨架材料主要使用纖維材料或金屬材料，以增大制品的機(jī)械強(qiáng)度，減少變形。各種類型的金屬材料除鋼絲作為骨架材料外，還可作為結(jié)構(gòu)配件。骨架材料的用量因品種而異。橡膠加工工藝1.塑煉使生膠由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)的工藝工程。分為機(jī)械塑煉法和化學(xué)塑煉法。2.混煉將各種配合劑混入生膠中制成均勻的混煉膠的過程。分為間歇與連續(xù)混煉法。采用開放式煉膠機(jī)混煉和用密閉式煉膠機(jī)混煉，都屬于間歇混煉方法。而用螺旋桿傳遞式連續(xù)混煉機(jī)混煉，則屬于連續(xù)混煉法。開放式煉膠機(jī)橡膠加工工藝3.壓延壓延是通過壓延機(jī)旋轉(zhuǎn)輥筒的壓力對混煉好的膠料延展成一定厚度的膠片，或在織物（簾布、帆布）上覆蓋膠層的工藝過程。4.壓出壓出是通過膠料壓出機(jī)機(jī)筒和螺桿間的擠壓作用，連續(xù)通過一定形狀的口型，制成各種復(fù)雜斷面形狀半成品的工藝過程。也成擠出工藝。三輥壓延機(jī)橡膠加工工藝5.成型把構(gòu)成制品的各部件通過粘貼、壓合等方法組合成具有一定形狀的整體過程。主要影響因素是溫度、壓力、時(shí)間、螺桿轉(zhuǎn)速與柱塞推進(jìn)速度和膠料特性。6.硫化硫化是橡膠加工中最主要的工藝過程，也是最后一道工序，是在一定條件下，膠料中生膠與硫化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，膠料大分子由線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)過程。其目的是改善膠料的物理力學(xué)性能和其他性能。膠料的硫化特性會(huì)因不同配方組成，特別是硫化體系的不同，橡膠并用，配合劑選用等的不同而異。各種合成橡膠簡介天然橡膠NR由橡膠樹采集膠乳制成,是異戊二烯的聚合物。具有很好的耐磨性、很高的彈性、扯斷強(qiáng)度及伸長率。在空氣中易老化,遇熱變粘,在礦物油或汽油中易膨脹和溶解,耐堿但不耐強(qiáng)酸.。優(yōu)點(diǎn)：彈性好，耐酸堿。缺點(diǎn)：不耐候，不耐油(可耐植物油)是制作膠帶、膠管、膠鞋的原料，并適用于制作減震零件、在汽車剎車油、乙醇等帶氫氧根的液體中使用的制品。主要用來生產(chǎn)輪胎、輸送帶及一般工業(yè)和生活用橡膠制品，在不嚴(yán)重影響橡膠制品的使用條件下，可添加適量的丁苯橡膠、順丁橡膠等合成橡膠。各種合成橡膠簡介合成天然橡膠（異戊橡膠）由單體異戊二烯經(jīng)配位聚合反應(yīng)合成的順式聚異戊二烯，性能優(yōu)良。1.丁苯橡膠SBR產(chǎn)量和消耗量占合成橡膠中的第一位丁二烯與苯乙烯之共聚合物，與天然膠比較，品質(zhì)均勻，異物少，具有更好耐磨性及耐老化性，但機(jī)械強(qiáng)度則較弱，可與天然膠摻合使用。優(yōu)點(diǎn):低成本的非抗油性材質(zhì),良好的抗水性,硬度70以下具良好彈力,高硬度時(shí)具較差的壓縮性。缺點(diǎn)：不建議使用強(qiáng)酸、臭氧、油類、油酯和脂肪及大部份的碳?xì)浠衔镏?。廣泛用于輪胎業(yè)、鞋業(yè)、布業(yè)及輸送帶行業(yè)等。需注意的是丁苯橡膠不適于用來制造高速輪胎和大型車輛輪胎，而用于小型車輛的輪胎和其他工業(yè)用橡膠制品。各種合成橡膠簡介3.乙丙橡膠EPDM乙丙膠由乙烯及丙烯共聚合而成,是一種通用橡膠和特種橡膠之間的合成橡膠。耐氣候性、耐氧化性、耐臭氧性、耐水性、絕緣性能優(yōu)良，但無法硫磺加硫。缺點(diǎn)是抗撕裂性差、與簾子線黏結(jié)性不好，硫化速度慢。主要用于電氣絕緣用橡膠、填圈、耐臭氧和室外用橡膠零件等。不建議用于食品用途或是暴露于芳香氫之中。高溫水蒸汽環(huán)境之密封件衛(wèi)浴設(shè)備密封件或零件。制動(dòng)（剎車）系統(tǒng)中的橡膠零件。散熱器(汽車水箱)中的密封件。各種合成橡膠簡介4.丁基橡膠IIR為異丁烯與少量異戊二烯聚合而成。耐氣候性、耐氧化性、耐熱性優(yōu)良。耐磨性接近天然橡膠?？顾毫研缘陀谔烊幌鹉z但由于丁苯橡膠，室溫下回彈性很差，對氧和氮的透氣率很低。適于用作氣密性材料，制造輪胎的內(nèi)胎，以及絕緣材料，防震動(dòng)、防撞擊材料。不建議與石油溶劑，膠煤油和芳?xì)渫瑫r(shí)使用。含少量雙鍵，可硫磺硫化各種合成橡膠簡介5.氯丁橡膠CR由2-氯-1,3-丁二烯經(jīng)乳液聚合生產(chǎn)的彈性體。耐日光老化、耐氧化和耐熱老化性能優(yōu)良，可耐油和有機(jī)藥品作用，以及耐酸的腐蝕作用，對氧和氮的透氣率低。適合用來制作各種直接接觸大氣、陽光、臭氧的零件。適用于各種耐燃、耐化學(xué)腐蝕的橡膠品。如電纜包層、橡皮帶、氣密性材料、石油和學(xué)藥品貯罐襯里。各種合成橡膠簡介6.丁腈橡膠NBR由丙烯腈與丁二烯共聚而成。丙烯睛含量越高，對石化油品碳?xì)淙剂嫌椭挚剐杂?，但低溫性能則變差。丁晴膠為目前油封及O型圈最常用之橡膠之一。耐油、耐化學(xué)藥品的腐蝕作用優(yōu)良。耐磨性接近天然橡膠。耐熱老化性優(yōu)良，但耐日光性差。不適合用于極性溶劑之中,例如酮類、臭氧、硝基烴,MEK和氯仿。用于制作燃油箱、潤滑油箱以及在石油系液壓油、汽油、水、硅油、二酯系潤滑油等流體介質(zhì)中使用的橡膠零件,特別是密封零件。