橡膠基礎(chǔ)知識培訓(xùn)教材課件

橡膠基礎(chǔ)知識橡膠基礎(chǔ)知識一、關(guān)于橡膠的幾個概念1.橡膠：ASTM-D1566中定義如下，橡膠是一種材料，它在大的形變下，能迅速而有力恢復(fù)其形變，能夠被改性。（定義中所指的改性實質(zhì)是指硫化。）2.硫化：橡膠的線型大分子通過化學(xué)交聯(lián)而構(gòu)成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的化學(xué)變化過程。3.生膠：尚未被硫化交聯(lián)的橡膠，由線型大分子或者帶支鏈的線型大分子構(gòu)成。一、關(guān)于橡膠的幾個概念1.橡膠：ASTM-D1566中4.混煉膠：配合劑混合于塊狀、粒狀和粉末狀生膠中的未交聯(lián)狀態(tài),且具有流動性的膠料。5.硫化膠：使混煉膠在一定的時間、溫度、壓力下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)后的橡膠。4.混煉膠：配合劑混合于塊狀、粒狀和粉末狀生膠中的未交聯(lián)狀態(tài)

橡膠分子鏈硫化前后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖A.生膠B.硫化膠橡膠分子鏈硫化前后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖A.生膠B.硫化膠二、橡膠的分類1.按來源結(jié)構(gòu)和用途分類天然橡膠合成橡膠通用合成橡膠特種合成橡膠丁苯橡膠（SBR）順丁橡膠（BR）丁腈橡膠（NBR）丁基橡膠（IIR）乙丙橡膠（EPDM）氟橡膠（FKM）硅橡膠（MVQ）丙烯酸酯橡膠（ACM）氯磺化聚乙烯（CSM)二、橡膠的分類1.按來源結(jié)構(gòu)和用途分類天然橡膠合成橡膠通用合2.按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類碳鏈橡膠不飽和非極性橡膠天然橡膠（NR)丁苯橡膠（SBR）順丁橡膠（BR）異戊橡膠（IR）

不飽和極性橡膠丁腈橡膠（NBR）氯丁橡膠（CR）

飽和非極性橡膠乙丙橡膠（EPDM）

飽和極性橡膠丁基橡膠（IIR）氟橡膠（FKM）丙稀酸酯橡膠（ACM）氯磺化聚乙烯（CSM）雜鏈橡膠硅橡膠（MVQ）聚硫橡膠（T）2.按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類碳鏈橡膠不飽和非極性橡膠天然橡膠（NR)丁3.按形態(tài)分類按形態(tài)分類固體橡膠液體橡膠粉末橡膠3.按形態(tài)分類按形態(tài)分類固體橡膠液體橡膠粉末橡膠4.按交聯(lián)方式分類化學(xué)交聯(lián)的傳統(tǒng)橡膠熱塑性彈性體熱塑性彈性體(TPE)是常溫下表現(xiàn)出硫化橡膠性能,而在高溫下可進(jìn)行塑化,且可用塑料加工機(jī)械進(jìn)行成型的高分子材料。4.按交聯(lián)方式分類化學(xué)交聯(lián)的傳統(tǒng)橡膠熱塑性彈性體熱塑性彈性體三、橡膠的配合橡膠的配合是指：根據(jù)成品的性能要求，考慮加工工藝性能的要求和成本諸因素，把生膠和各種配合劑組合在一起的過程。三、橡膠的配合橡膠的配合是指：根據(jù)成品的性能要求，考慮加工工配合體系1.生膠2.硫化體系3.補(bǔ)強(qiáng)填充體系4.增塑體系5.防護(hù)體系配合體系1.生膠1.生膠種類2.硫化體系作用：與橡膠大分子起化學(xué)作用,使橡膠線性大分子交聯(lián),形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高性能,穩(wěn)定形狀.(1)硫化劑:橡膠分子間的交聯(lián)助劑一般采用硫磺及含硫化合物，部分合成橡膠也采用金屬氧化物，過氧化物，合成樹脂，胺類皂鹽。橡膠基礎(chǔ)知識培訓(xùn)教材課件(2)硫化促進(jìn)劑:加快硫化速度,縮短硫化時間,提高物理機(jī)械性能.按硫化速度快慢分為：氨基甲酸鹽類、秋蘭姆類、噻唑類、次磺酰胺類和胍類常見舉例如下：氨基甲酸鹽類:ZDC,ZDMC秋蘭姆類:TMTD,TMTM噻唑類:M,DM次磺酰胺類:NOBS,CZ,DZ胍類:D(2)硫化促進(jìn)劑:加快硫化速度,縮短硫化時間,提高物理機(jī)械性(3)硫化促進(jìn)助劑(活化劑):活化膠料體系,主要有氧化鋅(ZnO)和脂肪酸.(4)硫化延遲劑(防焦劑):常用的防焦劑有芳香族有機(jī)酸及N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺(CTP)(3)硫化促進(jìn)助劑(活化劑):活化膠料體系,主要有氧化鋅(3.補(bǔ)強(qiáng)填充體系補(bǔ)強(qiáng)填充體系,提高膠料物理機(jī)械性能.(1)炭黑:炭黑的主要牌號(ASTM)N110(SAF)俗稱:超耐磨炭黑;平均粒徑19nmN220(ISAF)俗稱:中超耐磨炭黑;平均粒徑23nmN330(HAF)俗稱:高耐磨炭黑;平均粒徑29nmN550(FEF)俗稱:快壓出炭黑;平均粒徑42nmN660(GPF)俗稱:通用炭黑;平均粒徑60nm橡膠基礎(chǔ)知識培訓(xùn)教材課件

炭黑粒子表面模型炭黑聚集體的透射電子顯微鏡照片炭黑粒子表面模型炭黑聚集體的透射電子顯

補(bǔ)強(qiáng)性填充劑對橡膠補(bǔ)強(qiáng)性的大小,與橡膠和填充劑的結(jié)合力(相互作用)、補(bǔ)強(qiáng)劑在橡膠中的分散狀態(tài)關(guān)系密切。補(bǔ)強(qiáng)性填充劑對橡膠補(bǔ)強(qiáng)性的大小,與橡膠和填充劑的(2)白炭黑超微細(xì)粒子的二氧化硅,外觀呈白色,其配合膠料的拉伸強(qiáng)度,耐磨性不如炭黑,但可用于白色制品或淺色制品.(2)白炭黑（3）無機(jī)填料：對橡膠增容，降低成本，但與橡膠的結(jié)合力較差，降低膠料的物理機(jī)械性能。碳酸鈣、陶土、硅藻土、滑石粉、云母粉等。（3）無機(jī)填料：對橡膠增容，降低成本，但與橡膠的結(jié)合力較差，4.增塑體系增塑劑通常是一類分子量較低的化合物，加入膠料中能降低橡膠分子鏈間作用力，使粉末狀配合劑很好的浸潤，從而改善混煉工藝，使配合劑分散均勻，混煉時間縮短，節(jié)約能耗，并能降低混煉過程中的升熱現(xiàn)象，同時它能增加膠料的可塑性、流動性、黏著性，便于壓延，壓出和成型。4.增塑體系增塑劑分類（1）石油系增塑劑：常用的有石蠟(油）、環(huán)烷烴、芳香烴。（2）煤焦油系增塑劑：常用的有古馬隆樹脂，煤焦油。（3）松油系增塑劑：松焦油、松香等（4）脂肪油系增塑劑：常用的有硬脂酸和油膏。（5）合成增塑劑：鄰苯二甲酸酯類，環(huán)氧類、含氯類和磷酸酯類（后兩種為耐燃性增塑劑)。常見的有DOP,DBP增塑劑分類5.防護(hù)體系老化的概念：橡膠在加工存儲和使用過程中，由于受到光、熱、氧、金屬元素、腐蝕介質(zhì)等外界因素的影響，使其發(fā)生物理或化學(xué)變化，導(dǎo)致性能逐漸下降，防護(hù)劑能起到抑制或延遲老化的作用。影響橡膠老化的外部因素:物理因素:熱,光,電,應(yīng)力,變形化學(xué)因素:氧,臭氧,SO2,

H2S,NOx,酸,堿,及金屬離子等.生物因素:微生物(霉菌,細(xì)菌)等5.防護(hù)體系1.老化導(dǎo)致的最常見的外觀變化：變軟、發(fā)粘、變硬、變脆、龜裂、發(fā)霉、變色、失光、粉化等。2.使用性能逐漸變壞表現(xiàn)為：強(qiáng)度降低、彈性消失、電絕緣性下降，耐磨性降低。3.在老化過程中分子結(jié)構(gòu)發(fā)生以下變化：（1）分子鏈降解（2）分子鏈之間產(chǎn)生交聯(lián)（3）主鏈或側(cè)鏈的改性1.老化導(dǎo)致的最常見的外觀變化：變軟、發(fā)粘、變硬、變脆、龜裂常見的幾種防老劑防老劑4010防老劑4020防老劑RD防老劑2246防老劑264常見的幾種防老劑防老劑4010上述各配合體系中，進(jìn)一步細(xì)分還會有許多品種及類別，且各自的機(jī)理不同。另外隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展，各種加工助劑及功能材料應(yīng)用越來越廣泛，諸如塑解劑、分散劑、增粘劑、著色劑、發(fā)泡劑、隔離劑和阻燃劑等。上述各配合體系中，進(jìn)一步細(xì)分還會有許多品種及類別，且各自的機(jī)四、橡膠的加工對于一般的橡膠，不論做什么制品均必須經(jīng)過煉膠和硫化兩個加工過程。常用的加工方式：1.塑煉2.混煉3.壓延4.壓出5.硫化四、橡膠的加工對于一般的橡膠，不論做什么制品均必須經(jīng)過煉膠和1.塑煉目的：降低橡膠的分子量，增加膠料塑性，提高加工性能的工藝過程。常用的加工設(shè)備有開煉機(jī)、密煉機(jī)和擠出機(jī)。1.塑煉

開煉機(jī)

密煉機(jī)開煉機(jī)密煉機(jī)2.混煉目的：使配合劑混入到膠料中，并且均勻分散，制成混煉膠的加工過程。常用加工設(shè)備開煉機(jī)、密煉機(jī)。2.混煉開煉機(jī)混煉的模擬圖1—未混入配合劑和填充劑的包輥膠;2,4—混入配合劑和填充劑的堆積膠;3—浮動的堆積膠;5—高速拉伸力和高剪切力的粉碎及混合分散開煉機(jī)混煉的模擬圖1—未混入配合劑和填充劑的包輥膠;2,開煉機(jī)煉膠時,影響開煉機(jī)煉膠的主要因素:膠溫、填膠容量、輥溫、輥距、輥速、輥筒速比、配合劑添加順序及其分別所需的時間和全工序結(jié)束時間等。開煉機(jī)煉膠時,影響開煉機(jī)煉膠的主要因素:

密煉機(jī)混煉密煉機(jī)混煉與開煉機(jī)混煉的不同點密煉機(jī)混煉基本上繼承了開煉機(jī)的混煉方法,但兩者之間仍存在以下不同點,即:①密煉機(jī)混煉是在密閉的混煉室中進(jìn)行的,所以看不見混煉狀態(tài)(變化);②密煉機(jī)混煉是在密閉狀態(tài)下進(jìn)行的,所以可防止橡膠的氧化老化;密煉機(jī)混煉

密煉機(jī)轉(zhuǎn)子

混煉示意圖密煉機(jī)轉(zhuǎn)子混煉示意圖③并用膠料在開煉機(jī)里混煉花費(fèi)的時間很長,而用密煉機(jī)則可在短時間內(nèi)完成;④密煉機(jī)混煉因混煉時間短,而橡膠溫度上升幅度大,所以多半采用兩段混煉,即:(a)在生膠中加入除硫化劑、促進(jìn)劑等硫化體系以外的配合劑進(jìn)行混煉。這種工藝稱為一段混煉。(b)對一段混煉膠料和硫化體系進(jìn)行混煉,用密煉機(jī)混煉時宜采用低速進(jìn)行,以免膠溫上升,也可用開煉機(jī)邊冷卻邊添加硫化體系進(jìn)行混煉。該混煉工藝稱為二段混煉。③并用膠料在開煉機(jī)里混煉花費(fèi)的時間很3.壓延壓延加工是采用輥筒(二輥以上)不同排列的壓延機(jī)制造膠片(壓片)和對織物進(jìn)行掛膠、壓型等的操作。3.壓延

膠料在壓延機(jī)輥筒間隙中的行為和作用于輥筒的分離力膠料在壓延機(jī)輥筒間隙中的行為和作用于輥筒的分離力

壓延加工種類

1.壓片：膠料通過速比較小的輥筒之間,壓制成有一定厚度、寬度和長度的未硫化膠片。2.貼合：通過壓延機(jī)等速輥的同時,將兩層薄膠片貼合成一層膠片。3.貼膠：用壓延機(jī)兩個等速輥筒的壓力將一定厚度的膠片貼合于織物上。4.擦膠：以粘合為目的,用速比較大的壓延機(jī)輥筒將膠料擦入織物的纖維中。5.壓型：將膠料壓制成帶一定花紋的膠片(用作輪胎胎面膠、門窗密封條和壓型制品等)。壓延加工種類

1.壓片：膠料通過速比較小的輥筒之間,壓制4.壓出（擠出）成型一般所說的擠出,多指螺桿式擠出。擠出機(jī)由輸送膠料的螺桿和控制半成品規(guī)格尺寸及幾何形狀的口型組成。根據(jù)口型的形狀可擠出管狀、棒狀、片狀和斷面形狀復(fù)雜的異形橡膠制品,而有時還可用于電線等橡膠包覆金屬擠出和異種膠料復(fù)合擠出等。4.壓出（擠出）成型1.螺桿;2.膠料;3.供料輥;4.調(diào)溫夾套;5.機(jī)筒;6.凹槽;7.驅(qū)動部,穩(wěn)定轉(zhuǎn)速;8.供料段,與壁面、螺桿摩擦吃入膠料;9.壓縮段,減少流道斷面,以增大內(nèi)壓和生熱塑化;10.混合段,由于流道分開產(chǎn)生了紊流,促進(jìn)混合,以便均勻塑化;11.計量段,使膠料層流化,以便穩(wěn)定擠出量;12.擠出機(jī)頭,控制流道形狀,以便于膠料流變化和整流;13.口型,控制松馳;決定擠出形狀1.螺桿;2.膠料;3.供料輥;4.調(diào)溫夾套;5.機(jī)5.硫化硫化是橡膠加工的最后一道工序，在一定的溫度壓力和時間的作用下，橡膠大分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成交聯(lián)的工藝過程。5.硫化硫化三要素：時間、溫度、壓力.（1）硫化溫度和時間溫度是硫化反應(yīng)的最基本條件，對于某一種膠料，當(dāng)硫化溫度被選定后，就存在一可使硫化膠具有最佳性能的時間，稱為工程正硫化時間。硫化溫度高，硫化速度快，生產(chǎn)效率高；反之生產(chǎn)效率低。硫化溫度的高低，決定于膠料的配方，主要決定于膠種和硫化體系。高溫，易引起橡膠分子鏈的裂解，最終導(dǎo)致橡膠性能下降。硫化三要素：時間、溫度、壓力.（2）施加壓力的目的：a.防止膠料氣泡的產(chǎn)生，提高膠料的致密性。b.使膠料流動，充滿模腔c.改善硫化膠的物理機(jī)械性能。（2）施加壓力的目的：硫化歷程1.焦燒階段相當(dāng)于硫化反應(yīng)的誘導(dǎo)期，它的長短關(guān)系到生產(chǎn)加工安全性，決定于膠料配方成分，主要受促進(jìn)劑的影響。2.熱硫化階段逐漸形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使橡膠彈性和拉伸強(qiáng)度急劇上升。

硫化歷程圖硫化歷程硫化歷程圖3.平坦硫化階段交聯(lián)反應(yīng)基本完成，繼而發(fā)生交聯(lián)鍵的重排、裂解等反應(yīng)4.過硫化階段硫化反應(yīng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成的后期，存在著交聯(lián)重排，但主要是交聯(lián)鍵及鏈段的裂解反應(yīng)。3.平坦硫化階段較為理想的橡膠硫化曲線滿足下列條件（1）硫化誘導(dǎo)期（焦燒時間）要足夠長，充分保證生產(chǎn)加工的安全性。（2）硫化速度要快，提高生產(chǎn)效率，降低能耗。（3）硫化平坦期要長。

硫化曲線較為理想的橡膠硫化曲線滿足下列條件謝謝！謝謝！1、每一個成功者都有一個開始。勇于開始，才能找到成功的路。10月-2310月-23Sunday,October1,20232、成功源于不懈的努力，人生最大的敵人是自己怯懦。22:14:3622:14:3622:1410/1/202310:14:36PM3、每天只看目標(biāo)，別老想障礙。