橡膠生產(chǎn)工藝學 緒論ppt

橡膠生產(chǎn)工藝學張耀化學與材料科學學院教材及參考書[1]朱敏莊編著.橡膠工藝學.廣州:華南理工大學出版社，1993[2]楊清芝主編.現(xiàn)代橡膠工藝學.北京：中國石化出版社，1999[3]鄧本誠主編.

橡膠工藝原理.

北京：化學工業(yè)出版社，1994[4]杜軍，袁仲雪主編.

材料配合與混煉加工.北京：化學工業(yè)出版社，2003[5]橡膠工業(yè)手冊（第一二三分冊）.北京：化學工業(yè)出版社，2001[6]王貴恒主編.

高分子材料成型加工原理.北京：化學工業(yè)出版社，19961.參考書2.參考文摘（1）中國化工文摘（季刊）；（2）化學文摘（ChemicalAbstract）（CA）；（3）PAPRAAbstract英國塑料橡膠協(xié)會文摘；（4）日本科技文獻速報；（5）橡膠文摘。3.中文刊物（1）橡膠工業(yè)（月刊）（北京橡膠設(shè)計院）；（2）合成橡膠工業(yè)（雙月刊）（蘭化）；（3）特種橡膠制品；（4）橡膠參考資料；（5）橡膠譯叢；（6）膠帶工業(yè)；（7）乳膠工業(yè)；（8）炭黑工業(yè)。4.主要外文刊物（1）RubberChemistryandTechnology（2）ゴム協(xié)會志1、2班周三7、8節(jié)4#301D（單周）周五5、6節(jié)4#301D（全周）3、4班周三3、4節(jié)9#308D（雙周）周五3、4節(jié)9#308D（全周）上課時間地點

緒論一、橡膠的發(fā)展歷史二、橡膠工業(yè)的重要性三、本課程的內(nèi)容四、本課程的特點五、橡膠的基本概念六、橡膠制品的分類七、生膠和配合劑配方例子緒論[學習要求]學習目的：

通過學習，初步了解本門課程的主要內(nèi)容，能正確使用相關(guān)術(shù)語，并對本門課程產(chǎn)生興趣。學習重點：

橡膠行業(yè)中常見的幾個概念：橡膠（包括生膠和硫化膠）以及橡膠類似物。學習難點：生膠和硫化膠概念的區(qū)別。

一、橡膠的發(fā)展歷史1.天然橡膠的發(fā)現(xiàn)和利用（1）考古發(fā)現(xiàn)人類在11世紀就開始使用橡膠。（2）1493~1496年哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲大陸時看到當?shù)孛裢嫠Ｏ鹉z球并將其帶回歐洲，歐洲人開始認識天然橡膠。（3）

1735年，法國科學家Condamine等將當?shù)鼐用袼葡鹉z制品帶回歐洲，引起進一步研究和利用橡膠的興趣。（4）1823年在英國建立第一個橡膠工廠，將橡膠溶于苯中制成防水布生產(chǎn)雨衣。此為橡膠工業(yè)的開始。（5）1826年Hancock發(fā)現(xiàn)了用機械使橡膠獲得塑性的方法，這一發(fā)現(xiàn)奠定了現(xiàn)代橡膠加工方法的基礎(chǔ)。（6）1830年至1876年英國人把橡膠樹種和幼苗從倫敦皇家植物園移植到印尼、新加坡、馬來西亞等地，完成了野生天然橡膠變成人工栽培種植的艱難工作。（7）1839年，C．Goodyear發(fā)明橡膠硫化法：將橡膠和硫磺共熱，特別是在鉛化合物存在下與硫磺共熱之后，橡膠就會變成堅實而富有彈性的物質(zhì)，不再因溫度的改變而變硬發(fā)粘。（8）1888年英國醫(yī)生Dunlop（鄧祿普

）發(fā)明了充氣輪胎。（9）1904年發(fā)現(xiàn)某些金屬氧化物有促進硫化作用，但效果不十分明顯。1906年發(fā)現(xiàn)苯胺有促進硫化作用，直到1919年才開始大量應(yīng)用噻唑類促進劑。（10）1920年炭黑作為橡膠的補強劑大量使用。2.合成橡膠的工業(yè)化和發(fā)展（1）合成橡膠的歷史一般認為從1879年布卻特發(fā)現(xiàn)異戊二烯聚合試驗開始，直到1900年人們了解了天然橡膠分子結(jié)構(gòu)后，合成橡膠才真正成為可能。（2）在高分子鏈狀結(jié)構(gòu)學說和橡膠彈性分子動力學理論指導下，

1914~1918年第一次世界大戰(zhàn)期間德國生產(chǎn)了甲基橡膠，開了合成橡膠生產(chǎn)的新紀元。（3）1932年，前蘇聯(lián)大規(guī)模生產(chǎn)丁鈉橡膠后相繼生產(chǎn)的合成膠有氯丁、丁苯及丁腈橡膠。（4）50年代，Zeigler-Natta發(fā)現(xiàn)定向聚合法，導致了合成橡膠工業(yè)的新飛躍。（5）1965~1973年出現(xiàn)熱塑性彈性體，這是第三代橡膠。3.我國橡膠發(fā)展簡況（1）我國從1904年開始種植天然橡膠，并于20世紀50年代初將橡膠樹北移試種成功。在北緯18°~24°的廣西、云南等地大面積種植橡膠樹。（2）1917年在廣州建立了第一個規(guī)模甚小的膠鞋工廠。隨后，在上海、天津、青島等地相繼營建了一些橡膠廠，早期以生產(chǎn)膠鞋為主。（3）新中國成立后，橡膠工業(yè)已建成為具有強大物質(zhì)基礎(chǔ)的完整工業(yè)體系。二、橡膠工業(yè)的重要性1.橡膠是重要的工業(yè)材料，同時又是重要的戰(zhàn)略物資，應(yīng)用廣泛。2.目前世界橡膠制品的品種和規(guī)格的總數(shù)約有10萬之多。三、本科程的內(nèi)容以生膠為原料制造橡膠制品1.橡膠工藝生產(chǎn)所用的原材料包括生膠及橡膠類似物、硫化體系配合劑、補強填充劑、軟化增塑劑、防老劑等原材料2.原材料的配方3.橡膠加工工藝的過程包括塑煉、混煉、壓延擠出、成型、硫化等工藝

四、本科程的特點1.專業(yè)性強2.需記憶的東西多：①各種常用生膠的代號、性能、結(jié)構(gòu)。②配合劑的品種、分類、性能等。③各工藝過程的工藝條件。3.理論性、實踐性強。橡膠是高彈性的高分子材料，也稱彈性體。橡膠在較小的外力作用下能顯示出高度變形的能力，而在外力除去后，又能恢復原來的形狀。

五、橡膠的基本概念橡膠的缺點橡膠除在小變形區(qū)域外（小于50%），沒有固定的楊氏模量，小變形范圍內(nèi)的楊氏模量約為1.0N/mm2。橡膠的拉斷強度不高。常見概念1.橡膠⑴生膠——原料橡膠，即沒有經(jīng)過加工和配合的未交聯(lián)狀態(tài)的橡膠。分子呈線型結(jié)構(gòu)。⑵硫化膠——生膠經(jīng)過加工和配合已交聯(lián)的橡膠。即交聯(lián)結(jié)構(gòu)的橡膠。按形態(tài)分固態(tài)生膠(干膠)膠乳或乳膠

指高聚物的粒子分散在水介質(zhì)中所形成的具有一定穩(wěn)定性的膠體分散體系。彈性高聚物，是未交聯(lián)和已交聯(lián)兩種狀態(tài)的總稱。常見概念2.橡膠類似物——指橡膠代用品，可部分代替橡膠來使用。如再生膠、硫化膠粉。橡膠的品質(zhì)指標

(一）常規(guī)物理機械性能

1.拉伸強度

2.撕裂強度

3.硬度

（二）橡膠的動態(tài)力學性能橡膠的品質(zhì)指標

討論橡膠在遠未破壞的應(yīng)力反復作用下的使用性能。1.動態(tài)黏彈譜

在動態(tài)黏彈儀上測定動態(tài)模量、彈性模量、損耗模量和損耗角正切。

在占特異奇壓縮疲勞試驗機上測定在一定時間內(nèi)的壓縮疲勞溫升，靜壓縮變形率、動壓縮變形率、永久變形和疲勞壽命.。

在德墨西亞屈撓試驗機上

鞋材試樣是在鞋類專用曲折試驗機上。2.壓縮疲勞3.屈撓龜裂(三）橡膠的彈性

橡膠的品質(zhì)指標

2.擺錘彈性

3.有效彈性

1.脆性溫度4.壓縮永久變形

5.壓縮耐寒系數(shù)

表示橡膠保持彈性變形的最低溫度。

彈性值以擺錘彈起的高度與原高度的百分比表示。

橡膠試樣受力伸長后卸荷，試樣收縮時恢復的功與伸長所消耗的功之比的百分數(shù)。

使橡膠試樣于壓縮狀態(tài)下，在一定溫度的介質(zhì)中經(jīng)歷一定時間后卸荷，在常溫下恢復一定時間后測定其高度。(四)耐老化性能

橡膠的品質(zhì)指標

耐臭氧測試

試樣在一定臭氧濃度濕度條件下，產(chǎn)生龜裂的時間。熱空氣老化

將橡膠試樣置于規(guī)定溫度的熱空氣中一定時間，取出后測定其物理機械性能的變化。

橡膠的耐老化性能是硫化橡膠性能的重要指標。(五)耐磨性能

橡膠的品質(zhì)指標

NBS測試

試樣在砂紙輪上磨耗2.54mm時砂紙輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)與標準試片在砂紙輪上磨耗2.54mm時轉(zhuǎn)動圈數(shù)之比的百分數(shù)(耐磨系數(shù))。DIN測試

試樣在砂紙輪上走完規(guī)定距離所磨耗的體積（mm3）(磨耗值)。阿克隆磨耗

試樣在砂輪上走完1.61km所磨耗的體積（cm3）。(六)與加工性能有關(guān)的品質(zhì)指標

橡膠的品質(zhì)指標

正硫化時間硫化儀扭矩上升到最大扭矩的90%所對應(yīng)的時間

焦燒時間膠料在模型中流動充模的時間

門尼焦燒表征未硫化膠硫化特性的指標

門尼黏度判斷膠料加工性能的好壞可塑度反映膠料可塑性的品質(zhì)六、橡膠制品的分類分類鞋類各類輪胎膠管膠帶類工業(yè)制品（雜制品）七、生膠和配合劑配合劑——在生膠中所加入的各種化學藥品。

類型功能生膠及橡膠類似物基本材料（主體）硫化體系（硫化劑促進劑起硫化作用活性劑防焦劑）補強填充劑改善某些性能（提高物機性能，降低成本）軟化增塑劑改善加工操作性能防老劑改善（提高）質(zhì)量，延長使用壽命專用配合劑賦予特殊性能

配方例子：微孔涼拖鞋配方

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