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饺子庚饭
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sunrain1983

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基本工艺流程伴随现代工业尤其是化学工业的迅猛发展,橡胶制品种类繁多,但其生产工艺过程,却基本相同。以一般固体橡胶(生胶)为原料的制品,它的生产工艺过程主要包括:原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→检验原材料准备橡胶制品的主要材料有生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。其中生胶为基本材料;配合剂是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料;纤维材料(棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维)和金属材料(钢丝、铜丝)是作为橡胶制品的骨架材料,以增强机械强度、限制制品变型。在原材料准备过程中,配料必须按照配方称量准确。为了使生胶和配合剂能相互均匀混合,需要对某些材料进行加工:生胶要在60--70℃烘房内烘软后,再切胶、破胶成小块;块状配合剂如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎;粉状配合剂若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去;液态配合剂(松焦油、古马隆)需要加热、熔化、蒸发水分、过滤杂质;配合剂要进行干燥,不然容易结块、混炼时旧不能分散均匀,硫化时产生气泡,从而影响产品质量;塑炼生胶富有弹性,缺乏加工时的必需性能(可塑性),因此不便于加工。为了提高其可塑性,所以要对生胶进行塑炼;这样,在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中;同时,在压延、成型过程中也有助于提高胶料的渗透性(渗入纤维织品内)和成型流动性。将生胶的长链分子降解,形成可塑性的过程叫做塑炼。生胶塑炼的方法有机械塑炼和热塑炼两种。机械塑炼是在不太高的温度下,通过塑炼机的机械挤压和摩擦力的作用,使长链橡胶分子降解变短,由高弹性状态转变为可塑状态。热塑炼是向生胶中通入灼热的压缩空气,在热和氧的作用下,使长链分子降解变短,从而获得可塑性。混炼为了适应各种不同的使用条件、获得各种不同的性能,也为了提高橡胶制品的性能和降低成本,必须在生胶中加入不同的配合剂。混炼就是将塑炼后的生胶与配合剂混合、放在炼胶机中,通过机械拌合作用,使配合剂完全、均匀地分散在生胶中的一种过程。混炼是橡胶制品生产过程中的一道重要工序,如果混合不均匀,就不能充分发挥橡胶和配合剂的作用,影响产品的使用性能。混炼后得到的胶料,人们称为混炼胶,它是制造各种橡胶制品的半成品材料,俗称胶料,通常均作为商品出售,购买者可利用胶料直接加工成型、硫化制成所需要的橡胶制品。根据配方的不同,混炼胶有一系列性能各异的不同牌号和品种,提供选择。成型在橡胶制品的生产过程中,利用压延机或压出机预先制成形状各式各样、尺寸各不相同的工艺过程,称之为成型。

橡胶材料与配方论文题目大全及答案

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苹果六人行

《橡胶材料与配方》是化学工业出版社2009 年6月出版的图书。
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ouyaran

设计配方应在多个方面综合考滤,确保指定的物性。所谓物性大体是在如下几个方面拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、硬度、磨耗、疲劳与疲劳破坏、回弹力、扯断伸长率等。胶料加工过程中,性能优良,确保产品高产、省料。3.成本低价格便宜。所用的原材料很易采购到。生产力高,加工方便,制造过程中能耗少。符合环保及卫生安全要求。一,对各种橡胶物性要有充分地了解。二首先对不同的橡胶搭配配合剂应适当参照基础配方,如下橡胶主胶氧化锌硬脂酯防老剂促进剂硫磺碳黑氧化镁 NR(天然胶) 100 5 2(PBN 1)(DM 1) 52 SBR(丁苯松香)100 3 1(NS 1)75(炉法50) CR(氯丁)100 5 5(D2)(NA-22 35)(SRF29) IIR(丁基)100 5 3 TMTD 1 75(HAF50) NBR(丁睛)100 5 1 DM 1 5 (瓦斯40) BR(顺丁)100 3 2(103油15)NS9 5(HAF60) IR(异戊)100 5 2 NS7 25 (HAF35) EPDM(三元乙丙)100 5 1 (环烷油15)M5TMTD5 5 (HAF50) CSM(氯磺化聚乙烯)100黑SRK40一氧化铅25DM5DPPT 2白氧化镁4DPPT2季戊四醇 CIIR(氯化丁基)100 3 1 DM2TMTD1(HAF50) PSR(聚硫)100 10 5 DM3DPD1(SRK60) ACM(丙烯酸酯)100 FEF60硬脂酯钾75防RD1硬脂酸钠75硫磺 PUR(聚氨酯)100古马隆15M1 DM4促进剂Caytur4 35硫磺75硬脂酸镉5HAF CO(氯醇)100硬脂酸铅2 FEF30铅丹5防老剂NBC2促进剂NA- FKM(氟橡胶)100中裂子热裂炭点((MT)20氧化镁15硫化剂Diak3* 0。 Q(硅橡胶)100硫化剂BOP,气相法,结构控制剂。三促进剂的互换关系,DM 1 ==》CZ 5-61DM 1 ==》M 52-8DM 1 ==》NOBS 63-69DM 1 ==》TMTD 08-10NOBS 1 ==》DM 43-6NOBS 1 ==》TMTD 1NOBS 1 ==》M 7-75CZ 1 ==》NOBS 2-3有效地利用促进剂互换关系,制作出物性最佳的物性及良好的焦烧、优良硫化平坦性,的促进剂并用体系。配方的整体组合有主胶搭配、硫化体系、操作体系、性能体系、成本体系组成的。硫化体系有硫化剂、促进剂、活性剂、防焦剂组成。操作体系主要是增塑剂,分化学增塑剂、物理增塑剂。性能体系分补强剂、防老剂、着色剂、发泡剂、芳香剂、增塑剂、增硬剂。成本体系分填充剂、增容剂。产品的物性虽然经过性能体系可以得到改善,但决定的因素还是主胶因素。主胶搭配相当重要。不同的橡胶有着不同的物性,在正常情况下某种主胶物性是无法满足产品的要求的。不同的橡胶有不同的优点、缺点。只有通过并用才能设计出最佳物性的配方,主胶的搭配不但要考虑产品的物性要求,还要考虑产品的加工性能,成本因素,往往有很多搭配还是无法达到产品的要求,可尽量满足第一、第二物物性指标。其它指标尽量用性能体系来进行改善。硫化体系通常选用硫磺硫化体系,因为它具有最优良的物理机械性能,是其它硫化体系是无法替代的。当制品要求低蠕娈,高弹性、低生热为重要物性指标时,可选用有效、半有效硫化体系。当制品要求压缩变形低、耐热性好、高透明产品为重要物性指标时,可选用过氧化物作硫化体系。促进剂的并用选择非常重要。不同的促进剂并用对硫化胶的焦烧程度、硫化程度扯断强度、定伸长度有着不同的影响,同时不同的外界汽温、模具厚度、硫化形式、硫化机的上升速度、硫化温度、硫化时间、应选用不同的促进剂并用体系。活性剂一般选用氧化锌、硬脂酸、二甘醇等。二甘醇是白炭黑偶联剂兼有活性剂作用。不同的橡胶选用的活性剂用量不同。在通用橡胶中氧化锌的用量在5—4份已足够了,但适量增加用量能提高物理机械性能,通常在配方中用到5份。硬脂酸用量除了丁基胶在3份左右。一般在1—5份。在硫化过程中硬脂酸与氧化锌反应生成硬脂酸锌,它能活化促进剂加快硫化速度。但硬脂酸及硬脂酸锌在橡胶中溶解度极小。易喷出。所以在通用橡胶中一般只用一份。二甘醇主要是争对白炭黑而用的。有助于白炭黑分散,调节白炭黑酸减度。一般用量为每公斤60—70克。用多了影响焦烧。防焦剂在一般情况下是不用的,但外界常温太高利用防焦剂的酸性可抑制促进剂的活化诱导期,但在橡胶中不能重复使用,用多了易喷出表面。橡胶制品的物性虽然主要决定于配方本身,但加工性能不佳、操作不当,也会出现严重下降。所以在配方中的操作体系也极为重要。适当地使用操作油、软化剂能使胶料分散均匀,提高产品物性。一般说天然橡胶适用植物油系列。而合橡胶适用于石油软化剂系列,极性较强的NBR/CR等适用于脂类增塑剂系列。过多地增加软化剂,成为填充油,物理机械性能下降。一般来讲粘度较低、较溥的油类。对胶料的物理机械性能影响小,但易喷出影响及破坏橡胶的老化性能胶老化体系。且软化作用差。粘度较高、或膏状的软化剂,一般对胶料的机械性能影响很大,但不易喷出,对胶料的老化性影响小。橡胶的性能体系,为了加强橡胶的物理机械性能,在配方中需加入补强剂,在一些结晶形橡胶中如BR/CR/IR胶中不加补强剂也会有良好的机械性能,但加入补强剂后它的性能还会进一步提高。一些非结晶橡胶如不加补强剂它的机械强度会极差,没有利用价值。必须经补强后才能生产出优良的产品。最常用的补强剂为碳黑、白炭黑。碳黑的种类繁多它的粒经范围从1NM-----500NM粒经越少,它的补强性能越好。有超耐磨炉黑、中超耐磨炉黑、高耐磨炉黑、细粒子、快压出、通用、高定伸、半补强、细粒子热烈法、中粒子热烈法等等,不同的物性要求、不同的产品要求、应选用不同的碳黑及适当的用量。碳黑在橡胶中分散性差,应适当添加酞酯酸等偶联剂,帮助分散。白炭黑是仅次于碳黑的补强剂,是浅色、彩色制品的最佳补强剂。为了加强白炭黑在橡胶中的机械性能极分散性,加入二甘醇、PEG4000等进行帮助分散,调节酸碱度。加入SI-69,A189等桂烷偶联剂,进行机械性能补强。防老剂,橡胶老化不是一个简单的过程,而是橡胶制品使用性能衰退过程的总称,为了制造经久耐用的橡胶制品,在橡胶中配入能抑制橡胶老化的物质就是防老剂。有的橡胶本身的抗老化性能极佳,可以不使用防老剂。但一般的二烯烃类橡胶的老化性能不佳,是必须加防老剂的。加防老剂的制品使用寿命会延长几倍至几十倍。不同的要求,及不同使用环境,应添加不同的防老剂。着色剂,制作色彩鲜艳的橡胶制品需加入着色剂,无机着色剂着色力差,但耐高温性能强。有机着色剂着色力强,色彩鲜艳,相对耐高温性能低,彩色制品的硫化温度不能超过着色剂的最高耐热温度,否则将变色严重,老化性能下降。同时还要充分考滤着色剂是否含硫,对硫化是否影响,相应考滤与橡胶的溶解度,确保无迁移。发泡剂和发泡助剂是用于塑料、橡胶等高分子材料发泡的一类物质。主要用于制备海绵制品、泡沫塑料和空心制品。分有机、无机二种发泡剂。无机发泡剂除了用以生产如胶球类等一类少量空心制品外已不再大量使用。有机发泡剂发泡均匀、发泡温度高,发汽稳定。是橡塑制品中的主要发泡剂。在一些特殊的产品中有时配入芳香剂、增塑剂、增硬剂等。为了降低成本,需在橡胶中加入增容剂等,最常用的如,胶粉、碳酸钙、陶土、油膏等。不同的增溶剂有着不同的特性,对物性有着不同的影响,应对配方适当地调整。现代非高科技配方的设计,很少使用传统配方的设计模式。它省去基础配方的设计,一般都是在同类产品的缺陷配方基础上进行修改的。它省去了前人已经做过的大量试验,及避免了一些硫程上的意想不到的问题。
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lachuxx

配方设计,就是根据产品的性能要求和工艺条件合理地选用原材料,确定各种原材料的用量和配比关系。橡胶材料是生胶与多种配合剂构成的多相体系,橡胶材料中各个组分之间存在着复杂的物理和化学作用。目前尚不能用理论计算的方法确定各种原材料的配比,也不能确切地推导出配方和物理性能之间的定量关系。在一定程度上仍依赖于长期积累的经验。工具/原料橡胶、活化剂、促进剂、硫化剂、防老剂、填料、增塑剂、补强剂等。密炼机、开炼机、硫化机、橡胶物化性能测试试验机等。方法/步骤1根据样品试用要求、物化指标等现有的条件推断橡胶品种,根据工程师的经验设计出相对应的试验配方。列出配方,精确称量各种小料的重量,按工艺条件成放到不同容器里面带混炼试用。2按工艺条件要求,密炼、开练的投料顺序、温度、试验严格按照工程师设计配方要求操作,待停放硫化使用。硫化:时间、温度、压力。三要素要控制好,按设计要求正确硫化,停放待检测物化性能。3通过测试配方设计出来试片,来检测待给数据是否满足现有成品使用要求和物化性能。待全部满足物性才算合格的配方,在此之间工程师可能重新设计几个配方直至满足样品要求。END充分注意这种交互作用,在试验设计时,尽可能周到的考虑它的作用和影响, 甚至可以把它作为一个因子去处理。 避开交互作用的大因子,把一对交互作用大的因子,分别安排在不同的两组实验中,使同组试验的因子保持相对的独立性,避免了强烈交互作用的干扰,从而使数据分析简单容易。 设计配方应在多个方面综合考滤,确保指定的物性。所谓物性大体是在如下几个方面拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、硬度、磨耗、疲劳与疲劳破坏、回弹力、扯断伸长率等。 胶料加工过程中,性能优良,确保产品高产、省料。 3.成本低价格便宜。 所用的原材料很易采购到。 生产力高,加工方便,制造过程中能耗少。 符合环保及卫生安全要求。
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Real777

工艺流程选段:拉伸强度是表征制品能够抵抗拉伸破坏的极限能力。影响橡胶拉伸强度的主要因素有:大分子链的主价键、分子间力以及高分子链柔性。拉伸强度与橡胶结构的关系: 分子间作用力大,如极性和刚性基团等; 分子量增大,范德华力增大,链段不易滑动,相当于分子间形成了物理交联点,因此随分子量增大,拉伸强度增高,到一定程度时达到平衡;分子的微观结构,如顺式和反式结构的影响; 结晶和取向工艺流程开始:1综述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,在加入各种配合剂制成半成品,然后通过硫化是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。2橡胶加工工艺1塑炼工艺生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法,使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。生胶塑炼的目的是降低它的弹性,增加可塑性,并获得适当的流动性,以满足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。掌握好适当的塑炼可塑度,对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现,有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。在橡胶工业中,最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。开炼机塑炼时温度一般在80℃以下,属于低温机械混炼方法。密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120℃以上,甚至高达160-180℃,属于高温机械混炼。生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。几种胶的塑炼特性:天然橡胶用开炼机塑炼时,辊筒温度为30-40℃,时间约为15-20min;采用密炼机塑炼当温度达到120℃以上时,时间约为3-5min。丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间,因此,丁苯橡胶也可不用塑炼,但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性顺丁橡胶具有冷流性,缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低,可不用塑炼。氯丁橡胶得塑性大,塑炼前可薄通3-5次,薄通温度在30-40℃。乙丙橡胶的分子主链是饱和结构,塑炼难以引起分子的裂解,因此要选择门尼粘度低的品种而不用塑炼。丁腈橡胶可塑度小,韧性大,塑炼时生热大。开炼时要采用低温40℃以下、小辊距、低容量以及分段塑炼,这样可以收到较好的效果。2混炼工艺混炼是指在炼胶机上将各种配合剂均匀的混到生胶种的过程。混炼的质量是对胶料的进一步加工和成品的质量有着决定性的影响,即使配方很好的胶料,如果混炼不好,也就会出现配合剂分散不均,胶料可塑度过高或过低,易焦烧、喷霜等,使压延、压出、涂胶和硫化等工艺不能正常进行,而且还会导致制品性能下降。混炼方法通常分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。这两种方法都是间歇式混炼,这是目前最广泛的方法。开炼机的混合过程分为三个阶段,即包辊(加入生胶的软化阶段)、吃粉(加入粉剂的混合阶段)和翻炼(吃粉后使生胶和配合剂均达到均匀分散的阶段)。开炼机混胶依胶料种类、用途、性能要求不同,工艺条件也不同。混炼中要注意加胶量、加料顺序、辊距、辊温、混炼时间、辊筒的转速和速比等各种因素。既不能混炼不足,又不能过炼。密炼机混炼分为三个阶段,即湿润、分散和涅炼、密炼机混炼石在高温加压下进行的。操作方法一般分为一段混炼法和两段混炼法。一段混炼法是指经密炼机一次完成混炼,然后压片得混炼胶的方法。他适用于全天然橡胶或掺有合成橡胶不超过50%的胶料,在一段混炼操作中,常采用分批逐步加料法,为使胶料不至于剧烈升高,一般采用慢速密炼机,也可以采用双速密炼机,加入硫磺时的温度必须低于100℃。其加料顺序为生胶—小料—补强剂—填充剂—油类软化剂—排料—冷却—加硫磺及超促进剂。两段混炼法是指两次通过密炼机混炼压片制成混炼胶的方法。这种方法适用于合成橡胶含量超过50%得胶料,可以避免一段混炼法过程中混炼时间长、胶料温度高的缺点。第一阶段混炼与一段混炼法一样,只是不加硫化和活性大的促进剂,一段混炼完后下片冷却,停放一定的时间,然后再进行第二段混炼。混炼均匀后排料到压片机上再加硫化剂,翻炼后下片。分段混炼法每次炼胶时间较短,混炼温度较低,配合剂分散更均匀,胶料质量高。3压延工艺压延是将混炼胶在压延机上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程,它包括压片、贴合、压型和纺织物挂胶等作业。压延工艺的主要设备是压延机,压延机一般由工作辊筒、机架、机座、传动装置、调速和调距装置、辊筒加热和冷却装置、润滑系统和紧急停车装置。压延机的种类很多,工作辊筒有两个、三个、四个不等,排列形式两辊有立式和卧式;三辊有直立式、Γ型和三角形;四辊有Γ型、L型、Z型和S型等多种。按工艺用途来分主要有压片压延机(用于压延胶片或纺织物贴胶,大多数三辊或四辊,各辊塑度不同)、擦胶压延机(用于纺织物的擦胶,三辊,各辊有一定得速比,中辊速度大。借助速比擦入纺织物中)、通用压延机(又称万能压延机,兼有压片和擦胶功能、三辊或四辊,可调速比)、压型压延机、贴合压延机和钢丝压延机。压延过程一般包括以下工序:混炼胶的预热和供胶;纺织物的导开和干燥(有时还有浸胶)胶料在四辊或三辊压延机上的压片或在纺织物上挂胶依机压延半成品的冷却、卷取、截断、放置等。在进行压延前,需要对胶料和纺织物进行预加工,胶料进入压延机之前,需要先将其在热炼机上翻炼,这一工艺为热炼或称预热,其目的是提高胶料的混炼均匀性,进一步增加可塑性,提高温度,增大可塑性。为了提高胶料和纺织物的粘合性能,保证压延质量,需要对织物进行烘干,含水率控制在1-2%,含水量低,织物变硬,压延中易损坏,含水量高,粘附力差。几种常见的橡胶的压延性能 天然橡胶热塑形大,收缩率小,压延容易,易粘附热辊,应控制各辊温差,以便胶片顺利转移;丁苯橡胶热塑性小,收缩率大,因此用于压延的胶料要充分塑炼。由于丁苯橡胶对压延的热敏性很显著,压延温度应低于天然橡胶,各辊温差有高到低;氯丁橡胶在75-95℃易粘辊,难于压延,应使用低温法或高温法,压延要迅速冷却,掺有石蜡、硬酯酸可以减少粘辊现象;乙丙橡胶压延性能良好,可以在广泛的温度范围内连续操作,温度过低时胶料收缩性大,易产生气泡;丁腈橡胶热塑性小,收缩性大,在胶料种加入填充剂或软化剂可减少收缩率,当填充剂重量占生胶重量的50%以上时,才能得到表面光滑的胶片,丁腈橡胶粘性小易粘冷辊。4压出工艺压出工艺是通过压出机机筒筒壁和螺杆件的作用,使胶料达到挤压和初步造型的目的,压出工艺也成为挤出工艺。压出工艺的主要设备是压出机。几种橡胶的压出特性:天然橡胶压出速度快,半成品收缩率小。机身温度50-60℃,机头70-80℃,口型80-90℃;丁苯橡胶压出速度慢,压缩变形大,表面粗糙,机身温度50-70℃,机头温度70-80℃,口型温度100-105℃;氯丁橡胶压出前不用充分热炼,机身温度50℃,机头℃,口型70℃;乙丙橡胶压出速度快、收缩率小,机身温度60-70℃,机头温度80-130℃,口型90-140℃。丁腈橡胶压出性能差,压出时应充分热炼。机身温度50-60℃,机头温度70-80℃。5注射工艺橡胶注射成型工艺是一种把胶料直接从机筒注入模性硫化的生产方法。包括喂料、塑化、注射、保压、硫化、出模等几个过程。注射硫化的最大特点是内层和外层得胶料温度比较均匀一致,硫化速度快,可加工大多数模压制品。橡胶注射成型的设备是橡胶注射成型硫化机。6压铸工艺压铸法又称为传递模法或移模法。这种方法是将胶料装在压铸机的塞筒内,在加压下降胶料铸入模腔硫化。与注射成型法相似。如骨架油封等用此法生产溢边少,产品质量好。7硫化工艺早先,天然橡胶的主要用途只是做擦字橡皮;后来才用于制造小橡胶管。直到1823年,英国化学家麦金托什才发明将橡胶溶解在煤焦油中然后涂在布上做成防水布,可以用来制造雨衣和雨靴。但是,这种雨衣和雨靴一到夏天就熔化,一到冬天便变得又硬又脆。为了克服这一缺点,当时许多人都在想办法。美国发明家查理•古德伊尔也在进行橡胶改性的试验,他把天然橡胶和硫黄放在一起加热,希望能获得一种一年四季在所有温度下都保持干燥且富有弹性的物质。直到1839年2月他才获得成功。一天他把橡胶、硫黄和松节油混溶在一起倒入锅中(硫黄仅是用来染色的),不小心锅中的混合物溅到了灼热的火炉上。令他吃惊的是,混合物落入火中后并未熔化,而是保持原样被烧焦了,炉中残留的未完全烧焦的混合物则富有弹性。他把溅上去的东西从炉子上剥了下来,这才发现他已经制备了他想要的有弹性的橡胶。经过不断改进,他终于在1844年发明了橡胶硫化技术。在橡胶制品生产过程中,硫化是最后一道加工工序。硫化是胶料在一定条件下,橡胶大分子由线型结构转变为网状结构的交联过程。硫化方法有冷硫化、室温硫化和热硫化三种。大多数橡胶制品采用热硫化。热硫化的设备有硫化罐、平板硫化机等。8其他生产工艺橡胶制品的生产工艺还有浸渍法、涂刮法、喷涂法、蕉塑法等。3橡胶配方设计1橡胶的硫化(交联)交联是橡胶高弹性的基础,其特点是在一个橡胶分子链上仅形成少数几处交联点,因此不会影响橡胶分子链段的运动。橡胶的硫化体系较多,常见的有:硫黄硫化体系、过氧化物硫化体系、树脂硫化体系、氧化物硫化体系等1硫黄硫化体系主要适应于二烯类橡胶,其硫化活性点是在双键旁边的α氢原子。组成:Ø硫黄Ø活性剂:氧化锌,硬脂酸Ø促进剂:噻唑类(DM,M),次磺酰胺类(CZ,NOBS),秋兰姆类(TETD,TMTM,TMTD),胍(D)图 1 硫黄硫化体系的结构特点表1硫黄硫化体系分类硫化体系 硫黄/促进剂(S/A)比交联键组成 性能特点普通硫黄硫化体系 >1 以多硫键为主 动态疲劳性能好;老化性能差半有效硫黄硫化体系(Semi-EV) ≈1 以单硫键和双硫键为主 老化性能好;压缩永久变形小;无硫化返原有效硫黄硫化体系(EV)<<1 2过氧化物硫化体系-自由基机理1 常见的过氧化物有:DCP(二枯基过氧化物)、BPO、DCBP、双2,52 助交联剂:抑制聚合难自由基无用的副反应。如TAIC,TAC,HVA-23 过氧化物硫化橡胶性能特点:老化性能好,压缩永久变形小,制品透明性好。表 2 过氧化物的交联效率橡胶品种 交联效率 原因NR 1 自由基的活性主要与甲基的超共轭作用有关,同时位阻较大,无法出笼格BR,SBR 10-50 脱氢的速度为NR的1/3,但活性高,位阻小,能较快地与双键加成,形成交联键和新自由基NBR >1 腈基影响交联作用PE,EPDM 1EPR 4IIR 3氧化物硫化体系这是含卤素橡胶的主要硫化剂。通常有氧化锌/氧化镁(5/4)、氧化铅或四氧化三铅(10-20,耐水制品)2橡胶的填料未加填料的橡胶,力学性能和工艺性能均较差,无法使用。1作用Ø补强性:拉伸强度,撕裂强度,耐磨性Ø加工性能Ø降低成本2填料的结构1粒径一般来说,粒径越小,强度越高。表 3 常用补强剂及填充剂的粒径范围(mμ)填料名称 缩写 料径范围槽黑 23-30高耐磨炭黑 HAF 26-35半补强炭黑 SRF 60-130气相法白炭黑 水合二氧化硅 10-25沉淀法白炭黑 10-40氧化锌 ZnO 100-500轻质碳酸钙 CaCO3 1000-3000超细碳酸钙 白艳华 25-100硬质陶土 90% < 1000普通滑石粉 TALC 5000-2结构粒子形状及内部结构(吸油值法,DBP)。一般吸油值越大,结构性越强,改善性能越明显。3比表面积粒子形状(BET法,CATB法)。比表面积越大,强度越高。4化学结构反应性(PH值表示)。如炭黑表面的羧基、白炭黑和普通浅色填料表面的羟基等,酸性填料常影响橡胶的硫化,因此需加入活性剂,消除酸性。5填料的处理方法填料表面一般为亲水性的,而聚合物是憎水的,两者相容性较差,必须进行表面处理。6表面活性剂(1) 结构:有机化合物,具有不对称的分子结构,由亲水和疏水两部分基团组成。(2) 亲水部分:-OH,-COOH,-NH2,-NO2,-SH(3) 疏水部分:长链式、苯环式或烃类7偶联剂(1) 分类:硅烷,钛酸酯、铝酸酯、高分子偶联剂等(2) 结构特点:亲水部分与表面活性剂相似,但疏水部分能与聚合物形成化学结合或物理缠结。(3) 对性能的影响:低分子偶联剂通常在降低粘度的同时,提高力学性能;高分子偶联剂则在大幅度提高力学性能的同时,增加体系的粘度,这是由于分子之间作用力增强的缘故。3软化剂和增塑剂1软化剂的作用(1) 降低体系的粘度,增加流动性,降低硫化橡胶的硬度;(2) 改善粘着性能;(3) 有助于填料的分散;(4) 便于压出和成型。2常见品种(1) 操作油(软化剂,用量较大):分子量300-600的烃类或芳香烃类(如机油,链烷烃油,芳香烃油,石蜡油等)(2) 极性的酯类(在非极性橡胶中使用,称为增塑剂,其特点为脆性温度、且用量较少):低分子酯类(DOP,DBP,DOS)和高分子酯类(己二酸乙二醇酯)3选择原则(1) 热力学(主要因素):自由能ΔF=ΔH(热焓) - TΔS(熵变)。一般混合过程中,自由度增加,ΔS>0;ΔH > 0(吸热),尽可能小。(2) 溶度参数:用Hildebrand方程进行判断。δ1与δ2越接近,ΔH越小。极性橡胶——极性软化剂;非极性橡胶——非极性软化剂(3) 溶剂化作用(次要因素):一般认为,橡胶的双键有一定的亲核性,增塑剂酯类有亲电性,通过亲电-亲核作用增加了两者的界面强度,相容性增加,不过这种亲电-亲核作用较弱,因此一般用量不宜过大(5-10phr)。如NR与DBP,NBR与芳烃油的相容性,SBR、BR与NR的差异,(4) CR的溶剂选择原则4橡胶的防护体系老化是指一切使橡胶性能劣化的过程。如O2,O3,热,光,疲劳,力,催化剂,化学介质等,为了考察这些影响因素,设计了许多试验方法。氧弹试验 O2热氧老化试验 O2,热光老化试验 光(户外,室内,人造光)臭氧老化试验 O3疲劳试验 力,疲劳DSC、TG 热氧化,O2,空气;热降解,N1分类物理:迁移、隔绝氧的作用防 老 剂化学:无污染型(酚类,1010,1076;硫化二丙酸酯(DLTP,DSTP);亚磷酸酯,168);污染型(胺类,RD,D,A)防护体系 对苯二胺类(4010,4010NA)抗臭氧剂线形碳氢化合物(粗晶蜡,微晶蜡)紫外线剂(橡胶不常用、炭黑的作用)金属离子钝化剂2反应机理(1) 链引发 E = 0(2) 链增长 E = 4-9kcal/mol E = 0kcal/mol E = 30kcal/mol而金属粒子则催化ROOH的分解。(3) 链终止5配方设计与硫化橡胶物性的关系1拉伸强度拉伸强度是表征制品能够抵抗拉伸破坏的极限能力。影响橡胶拉伸强度的主要因素有:大分子链的主价键、分子间力以及高分子链柔性。一 拉伸强度与橡胶结构的关系(1) 分子间作用力大,如极性和刚性基团等;(2) 分子量增大,范德华力增大,链段不易滑动,相当于分子间形成了物理交联点,因此随分子量增大,拉伸强度增高,到一定程度时达到平衡;(3) 分子的微观结构,如顺式和反式结构的影响;(4) 结晶和取向二 拉伸强度与硫化体系的关系(1) 交联密度:有一极大值。(2) 交联键类型:随交联键能增加,拉伸强度减小;多硫键具有较高的拉伸强度,因为弱键在应力状态下能起到释放应力的作用,减轻应力集中的程度,使交联网能均匀地承受较大的应力。对于能产生结晶的NR等,交联弱键的早期断裂,还有利于主链的定向结晶。三 拉伸强度与填料的关系大量的试验表明:粒径越小,比表面积越大,表面活性越大,结构性越高,补强的效果越好。同时随填料用量增加,有最大值,其大小受橡胶品种和填料类型的影响。四 拉伸强度与软化剂的关系软化剂的加入会损失拉伸强度,且与软化剂与橡胶的相容性有关。2撕裂强度橡胶的撕裂是由于材料中的裂纹或裂口受力时迅速扩大而导致破坏的现象,一般是沿着分子链数目最小,即阻力最小的途径发展。主要与橡胶应力-应变曲线的形状和粘弹性有关。与橡胶品种、硫化体系、软化剂均有关系。百度:李秀权工作室 摘录!!
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