内容发布更新时间 : 2024/11/18 6:00:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
绪论
1. 橡胶材料的定义、基本特点、应用领域
橡胶材料的定义：橡胶是高分子材料的一种； 常温下的高弹性是橡胶材料的独有特征．是其他任何材料所不具备的，因此橡胶也被称为弹性体 基本特点：（1）具有高弹性（2）具有粘弹性（3）具有缓冲减震作用（4）具有电绝缘性 （5）具有温度依赖性（6）具有老化现象（7）必须进行硫化
应用领域：交通运输、建筑、电子、石油化工、农业、机械、军事、医疗等各个工业部门以及信息产业
2．相关概念：橡胶、生胶、混炼胶、硫化胶
橡胶：橡胶是一种材料，具有特定的使用性能和加工性能，属有机高分子材料 生胶:没有加入配合剂且尚未交联的橡胶。
一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成，可以溶于有机溶剂。
混炼胶 ：生胶与配合剂经加工混合均匀且未被交联的橡胶。常用的配合剂有硫化剂、促进剂、活性剂、补强填充剂、防老剂等。
硫化胶 ：混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下，经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。一般不溶于溶剂。
第一章 生胶
1. 橡胶的分类：按照来源、形态、交联方式、化学结构分
（1）按来源与用途分天然橡胶，合成橡胶（2）按外观形态分固体，液体，粉末橡胶（3）按交联方式分化学交联的传统橡胶，热塑性弹性体（4）按化学结构分碳链橡胶，杂链橡胶 2. 天然橡胶与合成橡胶在品种、产量、性能和用途上的对比
生胶类型 品种 产量 性能 用途宽广
天然橡胶 较少 较低 综合性能好 较窄
合成橡胶 较多 较高 特种性能好 较广 3. 天然橡胶（NR）：分子结构、自补强性（原因）、性能（非极性、耐寒、耐热、弹性、机械性能、绝缘性好、化学性能等） CH3分子结构：
［CH2CCHCH2］n自补强性：在不加补强剂的条件下，橡胶能结晶或在拉伸过程中取向结晶，晶粒分布于无
定形的橡胶中起物理交联点的作用，使本身的强度提高的性质。
天然橡胶的性能：（1）耐寒性好（2）耐热性不是很好（3）弹性较高，在通用胶中仅次于顺丁橡胶（4）机械强度高（斯格林强度：未硫化橡胶的拉伸强度）(5)是非极性物质，是一种较好的绝缘材料(6)良好的耐化学药品性及一般溶剂作用，耐稀酸、稀碱，不耐浓酸、油，耐水性差(7)NR中有双键，能够与自由基、氧、过氧化物、紫外光及自由基抑制剂反应;NR中有甲基（供电基），使双键的电子云密度增加，α-H的活性大，使NR更易反应（易老化、硫化速度快）。
4. 聚丁二烯橡胶（顺丁胶、BR）：结构、特性（不饱和、非极性、耐寒性好、弹性、耐磨性等，无自补强性，强度低）
分子结构：
特性(1)不饱和性橡胶，可与硫磺及氧起反应，化学活性较NR 低，耐热耐老化性较NR好。(2)非极性橡胶，耐油性差(3)结晶性橡胶，无自补强作用，强度低 (4)弹性高（最高）；耐低温（Tg= –105℃）；耐磨（Tg有关）；生热小(5)加工性能差（对温度敏感，温度高则易 脱辊）， 不耐撕裂，粘着性差，抗湿滑性不佳（6）较易冷流 5. 丁苯橡胶（SBR）：丁二烯、苯乙烯共聚而成；特性（不饱和、非极性、耐气透性、耐磨性等）
丁二烯和苯乙烯（70：30）的共聚物。为浅黄褐色弹性体
分子结构：
特性：（1）不饱和性橡胶，化学活性较NR 低，硫化速度较慢，耐热耐老化性较好。 （2）非极性橡胶，耐油性差（比NR 稍好）（3）非结晶性橡胶，无自补强性，纯胶强度为 1.4~3.0 MPa，因此需用炭黑补强 。（4）耐磨性，耐气透性良好（5）弹性低，耐寒性，自粘性差，生热大，加工收缩性大。充油后能降低生热，加工性能好。另外，SBR不易过炼，可塑度均匀。
6. 聚异戊二烯橡胶（异戊橡胶，IR）：合成天然橡胶
根据所用催化剂的不同分为钛型（高顺式）和锂型（中顺式）。 性能（与NR相比）：（1）硫化速度较慢，硫化胶的拉伸强度、定伸应力、撕裂强度和硬度等均较低，而扯断伸长率较大。弹性较好、生热小、 抗龟裂性好。（2）耐水性、电绝缘性及耐老化性比NR好（3）易于塑炼，流动性优于NR，但对填料的分散性及粘着性比NR差。 7. 乙丙橡胶：特性（耐腐蚀、化学稳定性、电绝缘性等）、二元乙丙橡胶（EPM）需如何硫化？
分子结构式：
特性：（1）饱和性橡胶，耐热、耐老化、耐化学腐蚀性优秀，化学稳定性极高。 （2）非极性橡胶，耐油性差。（3）非结晶性橡胶，无自补强性，需补强 。（4）弹性好(仅次于NR，BR)，耐冲击性能好(分子上为单键)，耐热水（5）电绝缘性相当好(5)可用硫磺来硫化，也可用过氧化物来硫化，但二元乙丙橡胶只能用过氧化物来硫化。（6）硫化速度慢，与其他不饱和橡胶并用难，自粘性及互粘性 较差，加工性能不好 8. 丁基橡胶（IIR）：哪两种单体共聚、特性
IIR由异丁烯与少量异戊二烯单体在低温下（约-100 ℃）共聚而成。呈白色或灰白色半透明状 分子结构
特性：（1）饱和性橡胶，耐热、耐臭氧、耐化学腐蚀性能优良。（2）非极性橡胶，耐油性差。（3）结构较规整，伸长时能结晶（Tg= - 65 ℃）强度较高。（4）具有优异的气密性 （5）良好的绝缘性能（体积电阻大），减震消音（6）硫化速度慢（双键少），并用性能差， 粘着性差，易生热 ，弹性较小。 9. 氯丁橡胶（CR）、不饱和、极性橡胶，硫化（金属氧化物） 分子结构
特性
（1）不饱和性橡胶，化学性质稳定，耐老化性能优良。（2）极性橡胶，耐油耐溶剂性能优良，气密性、粘着性好，有导电性。（3）易结晶性（Tg=-43℃），有自补强作用，
有自熄性，阻燃，贮存稳定性差，对温度敏感，需用金属氧化物（ZnO、MgO）来硫化。 (4)弹性较低，耐寒性较差，低温使用不理想。（极性橡胶共同点） 10. 丁腈橡胶（NBR）：丁二烯、丙烯腈共聚而成
分子结构
特性；（1）非结晶、不饱和的极性橡胶，强度低。（2）优异的耐油、耐溶剂性。（3）耐热，耐老化，耐磨性较好。（4）耐气透性良好（有极性的缘故），但电绝缘性不好，属于半导体 （5）弹性、耐寒性、耐屈挠性、抗撕裂性较差 11. 硅橡胶（Q）：使用的温度范围、无毒无味、相当好的稳定性、硫化方式；氟橡胶耐发烟硫酸
.性能1）非碳链饱和性橡胶，能结晶，弹性、耐寒性、耐热性、耐老化性及耐腐蚀性好。 硅橡胶是所有橡胶中使用温度范围最宽的。（2）无毒无味，具有生理惰性，有相当好的稳定性。（3）强力低，耐酸碱性不好，需用白炭黑补强，不能用硫黄硫化，而是用过氧化物进行交联。 氟橡胶（FPM）
特性（1）为结晶性、饱和、极性的橡胶，耐热性（300℃），耐化学腐蚀性，耐油性较好，是唯一能耐发烟 H2SO4的橡胶。（2）需用过氧化物、有机胺及其衍生物来硫化。（3）气密性与IIR相近。 （4）弹性、耐寒性较差，机械强度不高 12. 聚氨酯橡胶（U）聚氨基甲酸酯橡胶的总称，耐磨性最好
聚氨酯橡胶（U）是聚氨基甲酸酯橡胶的总称，它由聚酯（或聚醚）与二异氰酸酯类化合物缩聚而成。
结构式：
性能（2）饱和性橡胶，拉伸强度高（27.5～41.2 MPa），耐磨性最好。（2）耐油，耐氧化，耐臭氧，耐寒性能好，气密性仅次于IIR。 13. 丙烯酸酯橡胶（ACM）（耐热、耐油）
丙烯酸酯橡胶是由丙烯腈与其它不饱和单体共聚而制得，常见的品种是丙烯酸丁酯与丙烯腈的共聚物
结构式
性能：具有饱和性与极性橡胶的共同特性，最大的特点是兼有优越的耐热和耐油性；但耐寒性、耐水性差。
14. 氯醚橡胶的特性（耐寒、耐油）
氯醚橡胶指侧基上含有氯的聚醚型橡胶，由环氧氯丙烷均聚或与环氧乙烷共聚而得。 均聚物:CO
共聚物:ECO
性能：极性橡胶，具有良好的弹性、耐寒性、耐油性、耐热性以及良好的气密性、粘着力和自熄性，为目前兼有耐寒和耐油性最好的一种橡胶。但强度较低，耐磨性差，且不能用硫磺来硫化。
15. 热塑性弹性体的概念、性能
概念：指在常温下具有橡胶的弹性，在高温下又能塑化成型的一类聚合物（介于塑料与橡胶之间的材料）。
性能（1）既有橡胶性质又有塑料性质。（2）不需硫化，不加补强剂也有相当高强度（PS的缔合作用），若添加补强剂可进一步提高硬度和耐磨性。（3）可用加工塑料的设备来进行加工。（4）耐热、耐老化性能不好。 16．粉末橡胶、硫化胶粉、再生胶的概念
粉末橡胶：指粒径在1毫米以下的粉末状橡胶。硫化胶粉：指废旧橡胶制品和硫化胶的 边角废料经粉碎加工处理而得到的粉末状橡胶材料。 再生胶：再生胶是指将废旧的橡胶制品和硫化胶的边角废料经加工处理后，去掉硫化胶的弹性而恢复塑性和粘性，使其重新获得与生胶混合和硫化能力的材料。
第二章 硫化体系配合剂
1. 硫磺主要用于哪些生胶的硫化，溶解特性。 主要用于NR和二烯类通用合成橡胶
溶解特性：①溶解度随胶种而异，②溶解度随温度升高而增大 2. 喷硫、危害及其防治。
喷硫：过量的硫黄析出胶料表面形成结晶。
危害：降低胶料表面的粘着力，影响与其它部件的粘合强度，给生产带来困难； 同时影响制品外观，成为质量缺陷。 防治：在尽可能低的温度下或至少在硫黄的熔点以下缩短时间且要混炼均匀；在胶料中配用再生胶；加硫黄之前先加入某些软化剂；使用槽法炭黑；硫黄和硒并用均可减少喷硫，采用不溶性硫黄是消除喷硫的最可靠方法。 3. 硫磺硫化交联键的类型，各自的特点。
交联键类型 结 构 键能（kJ/mol） 性能
单硫键 —C—S—C— 227 耐热，耐老化性能较好
拉伸性能，耐疲劳性能较差
双硫键 —C—S2—C— 167
多硫键 —C—SX—C— 115 机械强度高，耐疲劳性 好，耐热耐老化性能差 4. 有机过氧化物主要用于哪些橡胶的硫化？ 有机过氧化物指分子中含有过氧化基团（-O-O-）的化合物， 主要适用于饱和橡胶如硅橡胶，乙丙橡胶，氟橡胶等。
5. 焦烧的概念、产生的原因、预防的方法。
焦烧：指胶料在硫化前的加工操作或停放过程中出现的早期硫化现象。
产生的原因：(1)配方设计不当，硫化体系配置失衡，硫化剂、促进剂用量超常。
(2)对某些需要塑炼的胶种，塑炼未达要求，可塑性太低，胶质过硬，导致炼胶时急剧升温。炼胶机或其它辊筒装置(如返炼机、压延机)辊温太高，冷却不够，也可能导致现场焦烧。 (3)混炼胶卸料时出片太厚，散热不佳，或未经冷却，即仓促堆积存放，加上库房通风不良、气温过高等因素，造成热量积累，这样也会引发焦烧。
(4)胶料存放过程中管理不善，在剩余焦烧时间用尽之后，仍堆放不用，出现自然焦烧。 预防的方法：(1)胶料的设计要适宜、合理，如促进剂尽可能采取 多种并用方式。抑制焦烧。为适应高温、高压、高速炼胶工艺，在配方中还可配用适量(0.3～0.5份) 的防焦剂。
(2)加强炼胶及后续工序中对胶料的冷却措施，主要 通过严控机温、辊温及保证有充沛的冷却水循环，使操作温度不逾越焦烧临界点。
(3)重视胶料半成品的管理，每批料应有流水卡跟随，贯彻“先进先出”的存库原则，并规定每车料的最长留库时间，不得超越。库房应有良好的通风条件。 6. 防焦剂（硫化延迟剂）的概念。
概念：能抑制产生早期硫化的化学药品，称为防焦剂或硫化迟延剂。
第三章 补强填充剂
1. 填料的分类
按作用分：补强剂，填充剂
按颜色分：黑色填料，非黑色填料 按来源分：有机填料，无机填料
按形状分：粒状填料，树脂填料，纤维填料 2. 影响炭黑补强性能的三个因素。
（1）炭黑粒子的化学活性和表面化学性质 （2）炭黑粒子的大小 （3）炭黑粒子的结构性
3. 炭黑的用量对补强性的影响。 炭黑用量对补强性的影响表现在：
（1）硬度、定伸应力和生热性等，随炭黑增量出现单调增大 （2）回弹性，伸长率等随炭黑增量出现单调下降；
（3）抗张强度，撕裂强度及耐磨耗性等随炭黑增量出现最大值 4. 白炭黑硫化胶的主要特点。
白炭黑硫化胶的主要特点是：具有较高的拉伸强度和撕裂强度，生热低，耐热性和电绝缘性好，但永久变形大，硬度较高。且白炭黑有迟延硫化作用 5. 常见的矿质填充剂及其应用。
（1）碳酸钙（CaCO3）广泛用于非轮胎系统 （2）陶土（高岭土粘土、瓷土 ）广泛用于非轮胎系统
（3）碳酸镁(MgCO3)可作半透明，透明橡胶制品及体育用品的填料， （4）硫酸钡（BaSO4）广泛用作填充剂及着色剂
（5）其它类型矿质填料:滑石粉,立德粉(锌钡白),石膏,石棉粉,钛白粉（TiO2）,三氧化二铁氧化锌,氧化镁等