橡胶产品基本知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,橡胶制品,基本知识,（讲座）,1,1.,什么是橡胶？,橡胶是具有,高弹性的高分子聚合物,。经受外部应力（拉伸、压缩、剪切）时，可产生大应变，除去外力时，可迅速回复（接近）原状。,生胶（未硫化胶）,橡胶,硫化胶（交联橡胶）,生胶是线性大分子，只有通过硫化（交联），线性大分子形成,3,维网状结构，成为硫化胶，才具有高弹性、抗形变,和各种特性（如耐热、耐油、耐候、耐磨,.),。除特殊制品外，橡胶制品都是硫化胶。,2,2.,主要橡胶品种和特性,2.1,品种,天然橡胶,（,NR),(,注：红色带,号的橡胶，洗衣机和其他家电使用较,合成橡胶,有可能使用,的胶种）,异戊橡胶（合成天然橡胶，,IR),丁苯橡胶,（,SBR),顺丁橡胶,（,BR),丁腈橡胶,（,NBR,）、氢化丁腈橡胶（,HNBR,）、丁腈橡胶,/,聚氯乙烯共混胶（,NBR/PVC),氯丁橡胶,（,CR),丁基橡胶 （,IIR),、,氯化丁基橡胶,（,CIIR),、溴化丁基橡胶,(BIIR),乙丙橡胶,（二元乙丙橡胶,EPM,、,三元乙丙橡胶,EPDM),氯醚橡胶（均聚氯醚橡胶,CO,、二元氯醚橡胶,ECO,、三元氯醚,橡胶,GECO),3,丙烯酸橡胶（,ACM),、乙烯,/,丙烯酸酯橡胶,(VAMAC),硅橡胶,（,MVQ,，有的图纸写作,Si,不规范）,氟橡胶（,FKM),氟硅橡胶（,MFVQ),聚氨酯橡胶（,PU),氯化聚乙烯橡胶（,CM),氯磺化聚乙烯橡胶（,CSM,）,聚硫橡胶（,T),乙烯,/,醋酸乙烯橡胶（,EVM),通常生橡胶为固态（胶包、胶片、胶块、胶粒或松散絮状），有些品种有 胶乳（如天然胶乳、羧基丁苯胶乳、丁腈胶乳,),液体橡胶（如丁腈胶乳,),4,热塑性弹性体（,TPE,、,TPR,）,合成型热塑性弹性体,苯乙烯系热塑性弹性体（,SBS,、,SEBS,、,SEPS,、,SIS),聚酯系热塑性弹性体（,TPEE),热塑性聚氨酯弹性体（,TPU,、,PUR),橡塑共混型热塑性弹性体,部分动态硫化热塑性弹性体（,TPO),全动态硫化热塑性弹性体（,TPV),热塑性乙丙橡胶,（,EPDM/PP TPV),其他许多种,TPV,（略）,再生胶、胶粉,5,2.2,特性,（已复印编写的,各种橡胶性能一览表,发给大家，供工作中参考，下面对有关品种简介）,天然橡胶,橡胶树 割胶 胶乳,凝固加工胶片,优点：强度高、弹性好、耐磨、耐疲劳、耐寒、工艺,性能好,.,缺点：耐热不高、不耐,油、耐老化（臭氧、热、,氧、天候）差,.,应用：最广泛。轮胎、,胶管胶带、胶鞋、减震,.,6,合成橡胶,合成橡胶,品种,很多，,原料,复,杂,，,工艺,流程长,原料,：石油,大多数合成橡胶,电石 氯丁橡胶,氟石氟橡胶；萤石硅橡胶；,粮食酒精丁苯橡胶（,50,年代）,单体,：,1,种均聚胶；,2,种二元胶；,3,种三元胶,.,催化剂,：各公司有差别，属技术秘密,聚合方式,：乳液聚合（多）、溶液聚合（多）、悬浮聚合、,气相聚合、固相聚合、化学反应,.,生胶形态,：胶包（最多）、片状、块状、粒状、粉末状、粘稠状（“液体橡胶）,7,乙丙橡胶,品种,乙烯 丙烯 第,3,单体,ENB,DCPD VNB HD,二元乙丙橡胶（,EPM),三元乙丙橡胶（,EPDM),或 或 或,ENB,亚乙基降氷片烯；,DCPD,双环戊二烯；,VNB,乙烯基降氷片烯；,HD1,，,6-,己二烯。,ENB,型,EPDM,占乙丙橡胶绝大多数。,VNB,型,EPDM,是最新的品种（,2009,推出）。,HD,型,EPDM(,杜邦）已停产。,目前，全世界乙丙橡胶大约有,400,多种商品牌号。还有一些充油乙丙橡胶（充油量,10100,份），供低硬度制品选用。,特性,耐热（,150),、耐寒（,硫化,-50,）、耐候和耐臭氧极好可长期在户外使用、电性能优、耐酸碱、耐水、耐高温蒸汽,缺点：不耐矿物油和溶剂、粘合差（自粘、与其他材料粘）、硫化,困难、易喷霜（喷白）、耐磨和变形性稍逊,应用,电线电缆、屋面防水卷材、汽车密封条、家用电器,8,丁腈橡胶,品种,丁二烯与丙烯腈的共聚物，丙烯腈 强度 耐油 耐寒 耐热 耐磨 导电,根据丙烯腈含量和门尼粘度,不同，形成许多商品牌号。,丁腈橡胶俗称“耐油橡胶”，并不完全正确。它对矿物油有很好的,抗耐性，但对一些油品并不耐或较差。,特性,优良的耐矿物油性能。,视丙烯腈含量、增塑剂品种、硫化体系等不同，有不同的耐热（,+100,、甚至,+120,）耐寒性能（,-20-40,、甚至,-60,）。,导电性好。与金属粘合好。缺点：,耐候、耐臭氧很差,应用,密封件（油封、,O,形圈、皮碗等等）、液压胶管、耐油胶管、印刷胶辊及许多工业和民用耐油配件。,氢化丁腈橡胶,价昂（,380,元,/kg);,NBR/PVC,9,硅橡胶,品种,高温硫化硅橡胶（固体硅橡胶）乙烯基硅橡胶,(,大多数使用品种）,氟硅橡胶、苯基硅橡胶,室温硫化硅橡胶,液体硅橡胶,硅凝胶,特性,耐高温（一般,200,、特殊,250300,）、耐低温（,-60,以下）、电性能和耐候耐臭氧极好、生理惰性,缺点：不耐油、强度低、易撕裂、不耐磨、需二段硫化、难粘合,.,应用,高温硫化丁腈橡胶应用广泛：电线电缆、电器配件、胶辊、密封件、医用,制品,室温硫化硅橡胶：幕墙和门窗密封胶（硅酮胶）、粘合剂、制模胶,.,液体硅橡胶：接触食品的制品（如蛋糕模）、生活用品（如奶嘴）、医用,制品,.,氟硅橡胶,耐油的硅橡胶，价昂，苯基硅橡胶,耐高温低温。耐辐射，价昂,还有许许多多橡胶，限于时间略去，,欢迎垂询！,10,热塑性弹性体,生产制品时，常温是弹性体（橡胶），高温下熔融流动、可以用热塑性塑料加工设备加工（注塑、挤出、吹塑等），冷却后又回复橡胶弹性。边角料可重复利用。,SBS,大量用于鞋类和沥青改性。不耐热、不耐油、不耐磨，基本上不用于电器。,SEBS,加氢,SBS,，克服了,SBS,的许多缺点，应用于电线电缆、电器、医疗用品,热塑性乙丙橡胶,（,EPDM/PP TPV),耐热、油、寒良好，电性能,和耐候优,.,用于电线电缆、汽车密封条和波纹防尘罩、电器,S S S,n,S,橡胶大分子,硫化橡胶,SBS,热塑性乙丙橡胶,（化学交联）（物理交联）（全动态硫化）,11,3.,配方设计和试验,橡胶配方设计是,经验科学,，象中医开处方。,很辛苦、很困难。,理论基础,+,前人经验,+,本人经验,+,动手操作,+,测试水平,+,判断能力,橡胶配方比中药配方更复杂，其中起什么化学反应和物理作用？不明。,用户（主机厂）与生产厂（橡胶厂）配合,+,沟通,+,合作,+,理解，是成功,的基础。,橡胶配方并不神秘，配方保密是利益的需要,不要迷信专家、外国人。专家解决不了的问题，工人、助工也能解决。,配方设计,配方试验,配方,结构设计,混炼胶,模具加工,硫化,制品,12,国内一些老橡胶工作者，出版了专著，供配方设计参考：,杨清芝,（石化社）,张殿荣,（化工社）,纪奎江,（化工社）,谢忠麟,（化工 社）,13,混炼胶,硫化体系,防老体系,补强,/,填充体系,其他助剂,炭黑,白炭黑,碳酸钙,陶土,滑石粉,软化体系,软,化,剂,硫,化,剂,促,进,剂,防,老,剂,抗,氧,剂,UV,稳,定,剂,活,性,剂,软,化,剂,橡胶胶料,配方组成,增,粘,剂,阻,燃,剂,导,电,剂,等等,加,工,助,剂,抗,静,电,剂,14,以滚筒洗衣机,门封,为例，对配方设计进行说明。,该产品安装在洗衣机视窗上，为浅色密封圈，硬度很低（邵尔,A,型硬度要求耐酸,3038,度），耐酸性和碱性洗涤液，耐热，颜色均匀且耐紫外线变色，耐水，有较好的耐磨、屈挠和耐久性,.,视窗 门封,15,原材料选择,生胶,根据各种橡胶的特性，选用三元乙丙橡胶是合理的。,低硬度胶料必须加入大量的软化剂（油），无法炼胶操作。需要使用充油乙丙橡胶。国产胶充油量少、质量不稳定，不予采用。国外胶有多家生产，其中,DSM,公司有充油量,100,份的,Keltan509x100,，适用。,但是，,509x100,充黄色石蜡油，不环保（多环芳烃,PAHs).,耐紫外线变色性差。改用新充油胶,充,100,份无色石蜡油的,Keltan 4551A,，物理性能基本不变，无,PAHs,、耐紫外线变色性大大改善。,黄色充油,EPDM,509x100,白色充油,EPDM 4551A,16,硫化体系,EPDM,可以用硫黄或过氧化物硫化体系，考虑到,4551A,的第三单体,含量高，采用硫黄硫化体系。,为了硫化速度快（生产效率）、产品不喷霜（保证质量），采用几种 超速,/,中速促进剂并用。,常规的活性剂,氧化锌,/,硬脂酸并用。,防老体系,几种非污染性防老剂并用,。,补强填充体系,乙丙橡胶是非自补强性橡胶，强度很低。必须添加补强剂才有使用价值。,炭黑是乙丙橡胶最好的补强剂，但浅色照片不能用。,浅色橡胶补强剂首选,白炭黑,（二氧化硅）。白炭黑用量，,优点：,强度耐磨抗撕，耐酸性,缺点,：耐碱硫化速度加工困难,变形,制品起泡（白炭黑水分指标,7%,，而且易吸潮）,为调节耐酸碱性、硬度、强度、弹性,在白炭黑基础上并用其他填充剂,矽丽粉（德国）、纳米硫酸钡、煅烧陶土。,碳酸钙价格低廉，不耐酸，不能选用。,17,软化体系,乙丙橡胶首选,石蜡油,。虽然充油乙丙橡胶,4551A,中含有,50%,重量的油，但为了达到,30-40,度胶料硬度，还要再补充添加石蜡油。,美国和国产克拉玛依高压加氢石蜡油，符合门封胶料物性和加工的要求，而且环保符合欧盟法规。,其他助剂,包括着色剂、加工助剂、酸碱度调节剂、脱模剂等都要认真选用,原材料选用必须符合环保法规,例如,REACH,、,RoHS,、,TRGS,、,ZEK 01,涉及,Pb,、,Cd,、,Hg,、,Cr(VI),、,PBB,、,PBDE,（十溴二苯醚,),、短链氯化石蜡、邻苯二甲酸酯增塑剂,(,二丁酯、二辛酯,),、含致癌,N-,亚硝胺的促进剂（,TMTD,、,BZ,、,TRA,、,NOBS,、,DTDM),、含致癌芳胺的偶氮着色剂、,多环芳烃（,PAHs),REACH,的高关注物质（,SVHC),：,第,1,批（,15,种）、第,2,批（,17,种）,.,18,配方试验结果,拉伸性能,两配方均达标，优选配方的拉伸强度明显提高。,优选配方 原配方 技术指标,邵尔,A,型硬度，度,36 36 30,38,拉伸强度，,MPa,13.83 8.89,7.0,拉断伸长率，,%753 727 500,19,环境加速试验,原配方的耐酸碱性和耐热老化性与技术指标有差距，优选配方全部合格，比原配方有很大改进。,耐碱性,（,1%,白猫牌洗衣粉溶液，,60 x168h),优选配方 原配方 技术指标,硬度变化，度,0 -5 10,拉伸强度变化率，,%-9.8,-21.6,15,拉断伸长率变化率，,%-5.6,-31,30,耐酸性,（,1%,白猫牌彩漂液，,60 x168h),优选配方 原配方 技术指标,硬度变化，度,-1 -4 10,拉伸强度变化率，,%-2,-23.6,15,拉断伸长率变化率，,%-3.9 -28 30,耐热老化性能,（,115x100h),优选配方 原配方 技术指标,硬度变化，度,+3 +3 10,拉伸强度变化率，,%-5.4,-54,30,拉断伸长率，,%-8.9 -38 40,优选配方 原配方 技术指标,紫外线灯照射试验,（,168h),不变色 变色很微,20,环保项目检测结果,SGS,检测结果,法规 项目 限量,mg/kg,原配方 优选配方,RoHS,Pb 1000 16 17,Cd 100 ND ND,Hg 1000 ND ND,Cr,+6,1000 ND ND,PBB 1000 ND ND,PBDE 1000 ND ND,ZEK01-08,PAHs (,第,1,类）（第,2,类）,苯并（,a,）芘,1 20 ND ND,16,种总和,10 200 47.9 8.74,REACH,16,种,SVHC 1000 ND ND,ND,未检测出,结论：合格,21,4.,结构设计和模具设计,结构设计,通用橡胶制品（轮胎、管带、胶鞋和密封件如油封、,0,形圈。往复密封等），一般由橡胶生产部门设计。,专用橡胶制品和开发的产品，一般由主机厂设计。最好是以主机厂为主，橡胶厂配合。,结构设计的基本原则：,保证满足使用要求。,形状,、,尺寸及公差配合符合部件组装要求。,橡胶生产工艺能否做得出来（充模、脱模,.),？,模具能否加工？,必须保证橡胶制品模压硫化中充分排气。,模具设计（略）,22,橡胶油封 结构和模具（例）,23,24,橡胶制品排气,轮胎：多层复合结构、胎面胶厚、花纹沟深、刀槽花纹曲折密布，硫化时空气、水分和挥发份排不出（据测定：轮胎硫化烟气有,24,种之多）。,模具打大量排气孔，硫化后的轮胎胎面上有一排排,胶须，修剪后才是轮胎产品。（全世界都一样）,修剪,胶须,25,门封（例）,两道加强筋,（影响排气，容易起泡）,26,门排,形状和断面结构设计要保证,硫化能用压缩空气脱模,27,汽车密封条,28,汽车异型管,29,5.,检测,5.1,检测项目,原材料（生胶和橡胶助剂）,化学和物理试验。生胶,测,门尼粘度,混炼胶,测,密度、门尼粘度、门尼焦烧、硫化特性（硫,化仪）,硫化胶,测,密度、硬度、拉伸性能、撕裂强度、回弹性、,压缩永久变形,、耐磨性能,、,热老化性能、臭氧老化性,能,、耐液体（油、酸、碱等）、电性能,.,成品试验,环保试验,5.2,检测方法,GB/T,、,ISO,、,ASTM,、,JIS,、行业标准,.,(,给各位发了检测项目和试验方法表）,30,中国国标（,GB/T,）及绝大多数国家都已等效采用国国际标准（,ISO,）和国际单位。但日本,1995,年以前橡胶测试方法标准,JIS K 6301(,现已作废）,（韩国和台湾等同采用）,与,GB/T,有许多不同，测试结果有差异。如：,硬度,JIS A(,日、韩）邵尔,A,（,GB/T,、,ISO,、,ASTM,、,DIN,拉伸强度、定伸应力、拉断伸长率、阿克隆磨耗,等都有不同。,国内一些主机厂的图纸、技术要求等还有使用以日本作废标准制定的指标，因而发生争议，因与橡胶厂沟通。,美国,ASTM,在欧美还广泛使用，,ISO,许多标准是以,ASTM,为基础的。英制单位英美还在广泛使用。,31,5.3,检测设备,硬度计,邵尔,A,型（通常用）,邵尔,D,型（高硬度塑料、,TPR,用）,邵尔,C,型（海绵橡胶用）,邵尔,A,型（通常用）,邵尔,D,（超高硬度用）,邵尔,C,型（海绵用）,微型硬度计,32,门尼粘度仪 硫化仪,测 胶料加工性能 测 胶料硫化特性,33,拉伸试验机,测 应力,应变性能,（拉伸强度、定伸应力、拉断伸长率）,还测 撕裂强度、粘合强度等,34,老化箱,阿克隆磨耗试验机,测 热空气老化性能 测 磨耗性能,耐液体（油、酸、碱）性,压缩永久变形,35,环保检测仪器,RoHS,检测仪,36,6.,生产工艺,配料,炼胶,硫化,成型,制品,37,6.1,配料,轮胎厂和大型制品厂自动称量微机控制配料系统,（华东橡胶公司在建）,国内大多数中小厂手工配料,38,6.2,炼胶,开炼,密炼,炼胶中心,（自动配料,密炼,连续下片）,39,图,8,-,24,橡胶加工过程,图,8,-,25,开炼机结构,开放式炼胶机,40,图,8,-,26,密炼机的基本构造,密闭式炼胶机,（密炼机）,41,为提高胶料和产品质量，华东橡胶公司在建,炼胶中心,炭黑、大料、油自动贮存、称量、投料,小料自动称量配合系统,密炼控制系统,上辅机,密炼机,下辅机,自动捣 胶、输送、冷却、下片系统,42,6.3,硫化,模压硫化,平板硫化,压注硫化,注射硫化,连续硫化,微波硫化,盐浴硫化,热空气硫化,硫化罐硫化,其他,43,平板硫化机 注压硫化机,44,注射硫化机,45,硫化罐,挤出机,46,微波硫化生产线,47,6.4,修剪,手工,冲切 无边模（免修边）,磨削,切割,6.5,产品检查,外观,尺寸公差,48,谢 谢！,Thank You !,49,