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橡胶工艺原理讲稿绪 论一橡胶材料特点1.高弹性：弹性模量低，伸长变形大，有可恢复变形,并能在很宽温度（-50150）范围内保持弹性。2.粘弹性：橡胶材料在产生形变和恢复形变时受温度和时间影响，表现有显著应力松弛 和蠕变 现象，在震动或交变应力作用下，产生滞后损失。3.电绝缘性：橡胶和塑料一样是电绝缘材料。4有老化现象：如金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因为环境条件改变而产生老化现象，使性能变坏，寿命下降。5.必需进行硫化才能使用，热塑性弹性体除外。6.必需加入配合剂。其它如比重小、硬度低、柔软性好、气密性好等特点，全部属于橡胶宝贵性能。表征橡胶物理机械性能指标：拉伸强度：又称扯断强度、抗张强度，指试片拉伸至断裂时单位断面上所承受负荷，单位为兆帕（MPa），以往为千克力平方厘米（kgf/cm2）。定伸应力：旧称定伸强度，指试样被拉伸到一定长度时单位面积所承受负荷。计量单位同拉伸强度。常见有100、300和500定伸应力。它反应是橡胶抵御外力变形能力高低。撕裂强度：将特殊试片（带有割口或直角形）撕裂时单位厚度所承受负荷，表示材料抗撕裂性，单位为k/。伸长率：试片拉断时，伸长部分和原长度之比叫作伸长率；用百分比表示。永久变形：试样拉伸至断裂后，标距伸长变形不可恢复部分占原始长度百分比。在解除了外力作用并放置一定时间(通常为3分钟)，以%表示。回弹性：又称冲击弹性，指橡胶受冲击以后恢复原状能力，以%表示。硬度：表示橡胶抵御外力压入能力，常见邵尔硬度计测定。橡胶硬度范围通常在20100之间，单位为邵氏A。二相关橡胶多个概念橡胶：世界上通用橡胶定义引自美国国家标准ASTM-D1566(America Society of Test and Material)。定义以下：橡胶是一个材料，它在大变形下能快速而有力地恢复其变形，能够被改性(硫化)。改性橡胶实质上不溶于（但能溶脹于）沸腾苯、甲乙酮、乙醇甲苯混合物等溶剂中。改性橡胶室温下（1829）被拉伸到原来长度两倍并保持一分钟后除掉外力，它能在一分钟内恢复到原来长度1.5倍以下，含有上述特征材料称为橡胶。注：1）橡胶是一个材料，含有特定使用性能和加工性能，属有机高分子材料。2）橡胶在室温下含有高弹性。3）橡胶能够被改性是指它能够硫化。4）改性橡胶即硫化胶不溶解但能溶胀。生胶： 没有加入配合剂且还未交联橡胶。通常由线型大分子或带有支链线型大分子组成，能够溶于有机溶剂。混炼胶：生胶和配合剂经加工混合均匀且未被交联橡胶。常见配合剂有硫化剂、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橡胶。通常不溶于溶剂。三橡胶工艺原理关键内容橡胶工艺原理是研究和探讨橡胶性质、加工及应用一门科学技术，是数学、物理、化学、高分子物理、高分子化学、化学工程等多学科得相互渗透及应用，是把基础理论应用到橡胶得加工及使用得桥梁。橡胶工艺原理讲述了由单纯原材料变为含有特定性能和形状橡胶制品过程。关键内容包含：1 橡胶配合：依据制品性能要求，考虑加工工艺性能和成本等原因，把生胶和配合剂组合在一起过程。通常配合体系包含生胶、硫化体系、补强体系、防护体系、增塑体系等。有时还包含其它部分特殊体系如阻燃、着色、发泡、抗静电、导电等体系。1） 生胶（或和其它高聚物并用）：母体材料或基体材料2） 硫化体系：和橡胶大分子起化学作用，使橡胶由线型大分子变为三维网状结构，提升橡胶性能、稳定形态体系。3） 补强填充体系：在橡胶中加入炭黑等补强剂或其它填充剂，或提升其力学性能，改善工艺性能，或降低制品成本。4） 防护体系：加入防老剂，延缓橡胶老化，提升制品使用寿命。5） 增塑体系：降低制品硬度和混炼胶粘度，改善加工工艺性能。2 橡胶加工工艺过程：不管什么橡胶制品，全部要经过混炼和硫化这两个过程。对很多橡胶制品，如胶管、胶带、轮胎等，还需经过压延、压出这两个过程，对门尼粘度比较高生胶，还要塑炼。所以，橡胶加工中最基础、最关键加工过程包含以下多个阶段：1）塑炼：降低生胶分子量，增加塑性，提升可加工性。2）混炼：使配方中各个组分混合均匀，制成混炼胶。3）压延：混炼胶或和纺织物、钢丝等骨架材料经过压片、压型、贴合、擦胶、贴胶等操作制成一定规格半成品过程。4）压出：混炼胶经过口型压出多种断面半成品过程，如内胎、胎面、胎侧、胶管等。5）硫化：橡胶加工最终一道工序，经过一定温度、压力和时间后，使橡胶大分子发生化学反应产生交联过程。四橡胶发展历史1天然橡胶发展历史考古发觉，人类在11世纪就开始使用橡胶在南美制造橡胶球、橡胶鞋及橡胶瓶。1493年1496年哥仑布发觉新美洲大陆时，发觉海地岛上土人玩球能从地上弹起来，以后，欧洲人才知道橡胶这种性质。1735年，法国科学家Condamine参与南美洲科考，带回了最早橡胶制品。直到1823年，英国人马辛托希创办了世界上第一个橡胶厂，生产防水布，这是橡胶工业开始。1839年，Goodyear发明了硫化 ，这两项发明为橡胶工业发展奠定了基础。1862年，Honcock发明了双辊机1876年，英国开始在东南亚殖民地国家种植橡胶树1888年，Dunlop发明了充气轮胎19，发觉硫化活化剂ZnO，炭黑能够补强19，发觉促进剂苯胺1921年，发觉促进剂D，以后橡胶工业得到快速发展。2合成橡胶发展历史（1）对天然橡胶剖析和仿制1820年，法拉第明确了橡胶由C和H组成；1860年，威廉姆斯（Williams）发觉橡胶经蒸馏可产生异戊二烯化合物，并认为它是橡胶基础化学组成；1875年，鲍查达（Bouchardat）认为异戊二烯能合成出类似橡胶物质，这是最早相关人工合成橡胶报道。（2）合成橡胶诞生、建立和发展1881年霍夫曼用1，3-戊二烯合成橡胶；19，前苏联孔达科夫用2，3-二甲基-1，3-丁二烯合成出橡胶；1929年，美国齐柯尔（Thiokol）企业生产了聚硫系合成橡胶；1931年，美国Du Pont企业生产CR；1932年前苏联工业生产了丁钠橡胶后，相继生产合成橡胶有SBR（1935年德国Farbon企业）、NBR（1937年德国Farbon企业）；50年代，ZeiglerNatta发觉了定向聚合，造成了橡胶工业新飞跃，出现了BR（1960年美国Phillips企业）、EPDM（1960年意大利Montedison企业）、IR等新胶种，19651973年间出现了热塑性弹性体。3中国橡胶工业发展概况中国从19开始在雷州半岛等地种植NR，50年代将橡胶树北移种植成功，并在云南、广西等地大面积种植，现在，中国NR产量占世界第四位。19，在广州建立第一个橡胶加工厂广州弟兄创制树胶企业，生产鞋底19，在上海建立清和橡皮工厂1927年，在上海建立正泰橡胶厂，生产胶鞋1928年，建立大中华橡胶厂，生产胶鞋1937年，日本在青岛建立现在青岛橡胶二厂中国从1958年开始合成橡胶，国产第一块合成胶是四川长寿化工厂于1958年生产CR，1960年兰州化工厂生产SBR，1962年兰化生产NBR。现在中国几家大石化如燕山石化、兰州石化、齐鲁石化等均生产合成橡胶，通用合成橡胶除了IIR外，其它均能生产。中国橡胶工业从50年代后开始飞速发展，逐步形成了以上海正泰、大中华，青岛橡胶二厂，黑龙江桦林橡胶厂为中心橡胶工业格局号称橡胶界四大家族。其中正泰、大中华生产胶鞋、胶带，胶二和桦林生产轮胎。到1990年止，全国县级以上橡胶企业就有1000多家，产值180亿元，约占全国工业总产值1.5%,约占化工工业总产值25%。90年代，中国橡胶工业得到了蓬勃发展，个体、私营橡胶企业如雨后春笋般发展起来，仅山东省大小橡胶企业就有1000多家，青岛市有几百家，96年以后因为受气候等原因影响，世界NR产量锐减，致使NR价格飞涨，橡胶工业发展受到一定程度影响，但在中国工业总产值、化工工业总产值中仍然占有相当比重。橡胶企业关键集中在北京、上海、山东、沈阳、贵阳、重庆、牡丹江等地。我院为中国橡胶工业发展作出了突出贡献，为橡胶工业培养了近万名人才，很多毕业生已成为各个橡胶企业责任人和骨干技术人员。五橡胶用途橡胶用途很广泛，在交通运输、建筑、电子、石油化工、农业、机械、军事、医疗等各个工业部门和信息产业全部取得了广泛应用。橡胶最大用途是在于作轮胎，包含多种轿车胎、载重胎、力车胎、工程胎、飞机轮胎、炮车胎等，一辆汽车约需要240Kg橡胶，一艘轮船约需要6070吨橡胶，一架飞机需要600kg橡胶，一门高射炮约需要86Kg橡胶。橡胶第二大用途是作胶管、胶带、胶鞋等制品，另外如密封制品、轮船护弦、拦水坝、减震制品、人造器官、粘合剂等，范围很广泛。有些制品即使不大，但作用却很关键，如美国“挑战者”号航天飞机因密封圈失灵而造成航天史上重大悲惨事件。六橡胶工艺原理学习方法及关键参考资料橡胶工艺原理课理论性不是很强，经验总结比较多，不需要死记硬背，它和实际联络比较紧密，所以学习时一定要和实际相结合，有条件话多到工厂生产第一线学习参观。关键掌握生胶性能特点和用途，橡胶配合，橡胶加工，对常见专业术语要能够了解，要学会查阅文件资料。最终目标是要利用所学理论知识，借助已经有工具和资料，依据产品性能要求，设计配方，加工制造出合格产品。其次，能利用所学知识，分析处理生产中碰到实际问题。关键参考资料：1文摘性（1）中国化工文摘（季刊）；（2）化学文摘（Chemical Abstract）（CA）；（3）PAPRA Abstract英国塑料橡胶协会文摘；（4）日本科技文件速报；（5）橡胶文摘；2汉字刊物（1）橡胶工业（月刊）（北京橡胶设计院）；（2）合成橡胶工业（双月刊）（兰化）；（3）特种橡胶制品；（4）橡胶参考资料；（5）橡胶译丛；（6）胶带工业；（7）乳胶工业；（8）炭黑工业；等3关键外文刊物（1）Rubber Chemistry and Technology（2）协会志第一章 生 胶1.1 前 言一本章内容及要求经过本章学习，要掌握多种生胶制造、结构、性能及应用特点。关键是多种生胶物理性能、化学性能、使用性能及加工性能，和这些性能和结构关系。要求：1 掌握NR及通用合成橡胶结构、性能；2 掌握特种合成橡胶结构及关键特征；3 了解新形态橡胶结构及特征；4 了解再生橡胶制造过程；5 掌握再生橡胶使用特点。二橡胶分类1按起源和用途分：2按主链结构及极性分类3按形态分：固体橡胶（块状橡胶）、液体橡胶、粉末橡胶4按交联结构分：化学交联传统橡胶、热塑性弹性体以上多种橡胶，NR用量最大，其次是SBR、BR、EPDM、IIR、CR、NBR，多年来，NR用量占全部橡胶用量30%40%，SBR占合成橡胶40%50%。1.2 天 然 橡 胶天然橡胶是从天然植物中采集来一个弹性材料，在自然界中含橡胶成份植物不下两千种，如高大乔木、灌木、草本植物和爬藤植物等，我们常见橡胶树、橡胶草、蒲公英等全部含有橡胶成份。一天然橡胶植物和采集含天然橡胶植物很多，但含有采集价值不多，天然橡胶关键起源有以下多个：1橡胶植物（1）巴西橡胶树（2）橡胶草（3）银色橡胶菊（4）杜仲树2天然橡胶采集胶乳存在于橡胶树皮乳管中，每日清晨在离地50cm树干上按一定倾斜角度割破树皮断其乳管，乳白色胶乳就会流到割口下盛胶乳杯子中。割胶制度为当割线长为树粗1/31/2时隔日割，而全周则须隔三天再割一次。总而言之应本着这么标准：不致使树木受损害，又要保持高胶乳产量。二天然橡胶分类和分级1分类：2NR分级现在NR分级有两种，一个是根据外观质量分级，如烟片胶、绉片胶。另一个是根据理化指标分级，如颗粒胶，后者比较科学，也是现在国际标准橡胶分级方法。1)按外观质量分级：国产烟片胶标准：将烟片胶分为一级烟片、二级烟片、三级烟片、四级烟片和五级烟片五个等级，质量依此递减。国产绉片胶标准：按GB809087国产绉片胶分为六个等级，它们是特一级白绉片胶、一级白绉片胶、特一级浅色绉片胶、一级浅色绉片、二级浅色绉片、三级浅色绉片等。2)依据理化指标分级：这是标准胶分级方法，是指按机械杂质、塑性保持率、塑性初值、氮含量、挥发分含量、灰分含量、颜色指数等理化性能指标进行分级橡胶。通常见聚乙烯薄膜包装。其中：塑性保持率又称抗氧指数（PRI），是指生胶在14030min加热前后，华莱氏可塑度比值。PRI =P/P0100%，PRI值越高，表明生胶抗热氧老化性能越好。ISO将标准胶分为五个等级，并有鲜明标识：SMR5L（绿带）、SMR5（绿带）、SMR10（褐带）、SMR20（红带）、SMR50（黄带），质量依此降低。国产标准胶规格按GB808187分为CSR5号、CSR10号、CSR20号、CSR50号共四个等级，分别和ISO中SMR5、SMR10、SMR20、SMR50相对应。三天然橡胶制造工艺及特点原材料：从橡胶树上割下来新鲜胶乳，还有杂胶，包含胶杯凝胶、自凝胶块、胶线、皮屑胶、泥、浮渣胶，另外还有烟片碎胶。1烟片胶35%胶乳过滤去杂质加水稀释至1520%消泡澄清滤渣加1%甲酸凝固（或乙酸）除水压33.5mm薄片薰烟干燥（70，78天，预防霉变）检验分级包装2绉片胶白色绉片35%胶乳过滤除杂质加水稀释至1820%消泡加NaHSO3漂白防腐加酸凝固轧炼水洗去水溶物压成12mm片热空气干燥（35，10天）检验分级包装褐色绉片胶线、胶团、胶泥浸泡洗涤压绉热空气干燥检验分级包装 3颗粒橡胶机械法：胶乳过滤稀释澄清滤渣加酸凝固脱水压片压条机械造粒干燥压紧包装化学法：胶乳加絮凝剂（Al2(SO4)3）离心分离干燥压紧打包四NR组成及橡胶烃结构1天然橡胶组成：1）NR组成：2)非橡胶成份对橡胶性能影响： 蛋白质：NR中含氮化合物全部属于蛋白质。（a）蛋白质有预防老化作用；（b）分解放出氨基酸促进橡胶硫化；（c）使橡胶轻易吸收水分，易发霉；（d）蛋白质吸水性使制品绝缘性降低。丙酮抽出物：指橡胶中能溶于丙酮物质，关键是部分高级脂肪酸和固醇类物质。高级脂肪酸：软化剂、硫化活化剂（促进硫化） 甾醇：防老剂 磷脂：分解放出游离胆碱，促进硫化 少许胡萝卜素：物理防老剂（紫外线屏蔽剂）灰分：是部分无机盐类物质，关键成份是Ca、Mg、K、Na、Cu、Mn等。其中K、Na、Ca、Mg影响橡胶电性能；Cu、Mn等变价金属含量多加速橡胶老化（程度3ppm）。水分：对橡胶性能影响不大，若含量高，可能会使制品产生气泡。3）橡胶烃结构：一次结构：结构单元： 顺式含量97%NR顺式（1，4）结构97%以上，3，4结构约2%，100%头尾连接。杜仲胶为反式1，4结构，和NR相比，虽化学组成相同，但性能各异。二次结构：分子量：3万3000万； 分子量分布指数：2.8 10；平均分子量靠近30万伴随分子量增大，支化程度增加，分布变宽。低分子量部分对加工有利，高分子量部分对性能有利。三次结构（结晶性）：在室温下为无定形体，10以下开始结晶，无定形和结晶共存，25结晶最快。拉伸条件下结晶、无定形和取向结构共存，属于自补强橡胶。自补强性：在不加补强剂条件下，橡胶能结晶或在拉伸过程中取向结晶，晶粒分布于无定形橡胶中起物理交联点作用，使本身强度提升性质。如拉伸650%时，结晶度能够达成35%。五天然橡胶性质物理性质：）物理常数 密度d20=0.913g/cm3； 折光指数（折射率）20=1.522）NR耐寒性好，耐热性不是很好：NRTg= -73，在-50仍含有很好弹性。NR无一定熔点，加热后慢慢软化，生胶在130140时开始软化，200开始分解（变色），270猛烈分解。其长久使用温度为90，短期最高使用温度为110。粘流温度Tf =130。3）NR有良好弹性：NR弹性和回弹性在通用橡胶中仅次于BR。弹性（elasticity）：表示橡胶弹性变形能力大小，受配方、硫化条件影响，决定于交联密度。橡胶弹性通常见回弹性（resilience）表示，指橡胶受到冲击后，能够从变形状态快速恢复原状能力。受橡胶内耗影响，内耗越大，回弹越小。NR有良好回弹性原因：NR大分子本身有较高柔性键易旋转。 NR分子链侧基少且体积小，对键影响小。 NR为非极性物质，大分子间作用力小。4）机械性能机械强度高，属于自补强橡胶：格林强度：未硫化橡胶拉伸强度。格林强度对于橡胶成型加工是必需。如轮胎胎面胶在成型时要受到较大冲击，假如强度不够，轻易拉断。NR格林强度： 1.42.5MPa纯胶硫化胶拉伸强度：1728MPa 撕裂强度：98kN/m炭黑补强硫化胶拉伸出强度：2535MPa 多种橡胶机械强度比较：NRIRCRIIRNBRSBRBR耐屈挠疲惫性好：通常在20万次以上。5）耐磨性好：耐磨性和橡胶强度相关。因为橡胶强度高，所以耐磨性好。6）绝缘性好：NR是一个绝缘性很好材料，如电线接头外包绝缘胶布就是纱布浸NR胶糊或压延而成。NR体积电阻为10141015cm（绝缘体体积电阻10101020cm）7）气密性气密性中下等。8）自粘性和互粘性好。9）耐化学介质性NR含有良好耐化学药品性及通常溶剂作用，耐稀酸酸、稀碱、不耐浓酸、油、耐水性差。NR作为非极性聚合物，溶于苯、汽油、石油系油类，不溶于极性油类。化学性质）链烯烃通常特点： NR结构式： NR分子链中双键旁有三个位置a、b、c，试验证实，这三个位置上H解离能不一样，活性也不一样，和伯氢c相比，a、b是仲氢，脱氢轻易，所以反应活性大。而a和b相比，因为脱氢后形成大分子自由基稳定（和侧甲基超共扼作用），所以活性更大。反应活性abc。NR中有双键，能够和自由基、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），使双键电子云密度增加，-H活性大，使NR更易反应（易老化、硫化速度快）。）化学反应性：（利用此对NR进行改性）和硫黄反应：进行硫化交联。和Cl2反应，制备氯化天然橡胶。和HCl反应，产物为白色粉末，关键用作粘合剂。NR胶乳和过氧乙酸反应，得环氧化天然橡胶。环氧化程度可达10、25、50、75%（摩尔），ENR50气密性靠近IIR，耐油性靠近中等丙烯腈含量NBR，强度和NR相当，粘着性也很好。环化：NR胶乳用硫酸环化后，能够使不饱和度下降，密度增加，软化点提升，用来制作鞋底、坚硬模制品、机械衬里。和MMA接枝：现在有MG49和MG30两种，接枝MMANR定伸应力和拉伸强度全部很高，抗冲击性和耐曲挠龟裂、动态疲惫性、粘着性很好。关键用来制造要求含有良好抗冲击性能坚硬制品、无内胎轮胎中不透气内贴层、纤维和橡胶强力粘合剂等。六NR配合和加工1NR配合硫化体系：NR通常见硫黄硫化体系，促进剂用噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类等，活化剂有氧化锌、硬脂酸。补强填充体系：最常见是炭黑，其次是白炭黑及非补强性填充剂碳酸钙、陶土、滑石粉。防护体系：对苯二胺类最好，如4010、4020、4010NA等。增塑体系：以松焦油、三线油最为常见。其次是松香、古马隆及石蜡。配方举例：（以胎面胶为例） NR 100 （生胶） S 2.5 （硫化剂） CZ 0.5 （促进剂）NOBS 0.5 （促进剂）ZnO 6.0 （活化剂）SA 2.5 （活化剂）HAF 20 （补强剂）ISAF 30 （补强剂）AW 0.5 （防老剂）4010NA 1.5 （防老剂）松焦油： 5.0 （增塑剂）石蜡： 1.0 （增塑剂）2NR加工塑炼性好：比合成橡胶易塑炼，易过炼。分子量高，1#烟片胶威氏可塑度不到0.1，门尼粘度在95120之间。混炼性好：比合成橡胶易混炼，易包热辊、易吃粉、易分散。压出性好：压出速度快、质量好、表面光滑。压延型好：收缩率低，热塑性大。成型性好：NR自粘性高，格林强度高。硫化特征好：硫化速度快，但要预防过硫。最适宜温度143，不能超出160。所以NR是综合加工性能最好橡胶。3NR应用NR应用最广：其中 轮胎：68% ；工业制品：13.5%；胶鞋：5.5%；胶乳：9.5%；粘合剂：1%；其它：2.5%4异戊橡胶又称合整天然橡胶，1954年实现工业化生产，结构单元和天然橡胶一样，适于作浅色橡胶制品，和NR有以下不一样：1） 顺式含量低于NR，结晶能力比NR差，分子量分布较NR窄，不含非橡胶成份，加工和力学性能较NR差。2） 格林强度低，生胶有冷流倾向，硫化速度慢。3） IR耐老化性能较NR差。4） 压延、压出性、粘和性能和NR相当。5反式聚异戊二烯橡胶（TPI）天然TPI有杜仲胶、巴拉塔胶、古塔波胶，人工合成高反式TPI也已实现。国外已经工业化生产，不过催化效率抵，价格昂贵。TPI和NR不一样，为反式1，4结构，其性能也和NR有显著不一样，表现以下： 1 60以下快速结晶，含有高硬度和高拉伸强度，常温下象塑料那样硬，结晶度在25%45%之间。随温度升高，结晶度下降，硬度和拉伸强度急剧下降。2 温度高于60，TPI能软化，含有弹性，表现出橡胶特征，能够硫化。应用此特征能够用作形状记忆材料。3 TPI无生理毒性，可作为医用夹板，能够用酒精直接消毒。4 硫化过程表现出显著三阶段特征： 未硫化阶段：结晶，属于经典热塑性材料，强度、硬度高，冲击韧性极好，软化点低（60），可在热水中或热吹风中软化，能够直接在身体上模型固化，也能够捏塑成型，随体性好，轻便、卫生，能够反复使用，能够替换石膏作固定夹板、绷带、矫形器件、假肢等。 低中度交联阶段：交联点间链段仍能结晶，表现为结晶型网络结构高分子，能够作形状记忆功效材料（室温下含有热塑性、受热后含有热弹性）。 交联度达成临界点：表现为经典弹性体特征，耐疲惫性能优异，滚动阻力小，生热低，是发展高速节能轮胎一个理想材料。5 塑炼和混炼温度不能低于60，半成品挺性好，易喷霜合 成 橡 胶在8种合成橡胶中全部由中国自行研究开发胶种有BR、SSBR、SBS和CR；全部引进国外技术胶种是EPDM。1.3 丁 苯 橡 胶（SBR）SBR是产量最大合成橡胶，占合成橡胶总量55%，70%用于轮胎。按合成方法分为乳聚（1933年由德国Farben企业生产）和溶聚（60年代投入工业化生产，发展较快）SBR两大类。一合成方法聚合单体：丁二烯（占2/3以上）、苯乙烯（少于1/3）1乳液法：高温乳液聚合：50低温乳液聚合：52溶液法：60年代后投入工业化生产，该胶含有滚动阻力低，抗湿滑性好、综合性能高等特点，在轮胎行业中取得广泛应用。二分类（按制法分）三SBR结构乳聚SBR：顺1，4结构含10%，反1，4结构70%，1，2结构20%溶聚SBR：顺1，4结构比乳聚高，其它比乳聚低四SBR性能（一）性能1物理常数 密度（g/cm3）d=0.920.94折光指数 1.532SBR强度比NR差生胶格林强度约为0.5MPa；纯胶硫化胶强度为1.43.0MPa；但炭黑补强后硫化胶拉伸强度高达1728MPa。撕裂强度比NR低，大约为NR二分之一。3弹性、耐寒性比NR差。4耐热、耐老化、耐磨性比NR好（苯环弱吸电、体积大分子内摩擦大、双键浓度低），硫化反应速度慢。5SBR耐屈挠疲惫性比NR差，但耐初始龟裂性好，耐裂口增加性差。6SBR粘着性比NR差。7SBR电性能和耐溶剂性 SBR电绝缘性能良好，耐溶剂性比NR好，但仍不耐非极性油类。8抗湿滑性优于NR、BR。（二）配合和加工配合：必需成份硫化剂：硫黄用量比NR中少(双键量少)促进剂：促进剂用量比NR中多(硫化速度慢)活化剂补强剂：关键是炭黑(非自补强性)增粘剂：本身粘性差，用烷基酚醛树脂，古马隆树脂增粘通常成份防老剂，软化剂加工：塑炼性一软丁苯（门尼粘度在4060之间）通常不需要塑炼； 混炼性SBR对炭黑湿润性差，混炼生热高，开炼机应控温在4050之间且包冷辊。 密炼机混炼时间不宜过长，温度不能太高，排胶温度应低于130。 压延、压出性压延、压出收缩率高，表面不光滑，并用部分NR能够改善。 成型性格林强度低，自粘性差，可和NR并用或采取增粘剂改善。 硫化性硫化速度慢，操作安全性好五SBR应用SBR是一个耗量最大通用橡胶，应用广泛，除要求耐油、耐热、耐特种介质等特殊情况外通常场所均可使用。关键用于轮胎工业，另外还用于运输带覆盖胶，输水胶管，胶鞋大底，胶辊，防水橡胶制品，胶布制品、微孔海绵制品、防震制品等。1.4 聚丁二烯橡胶 （BR）中国顺丁橡胶生产能力占合成橡胶总生产能力45%，现在中国有生产企业7家，分别是燕化、齐鲁石化、高桥、锦州、大庆、岳阳、独山子，均采取国产技术。一聚丁二烯橡胶分类 按制备方法分类：二聚丁二烯橡胶结构1结构式：有顺式1,4-结构（97%），反式1,4-结构（1%）和1,2-结构（2%）。工业常见聚丁二烯弹性体是上述多个结构无规共聚物。2聚丁二烯橡胶玻璃化温度Tg决定于分子中所含乙烯基量。顺式：Tg=-105，1，2结构Tg= -15，随1,2-结构含量增大，分子链柔性下降，Tg升高。Tg=91V-106，如V=35%时，实测Tg=70，计算值为74。3聚丁二烯橡胶中顺、反1,4-结构，全同、间同1,2-结构全部能结晶，结晶温度低，如顺式结晶温度为3，结晶最快温度为-40；结晶能力比NR差，自补强性比NR低很多。顺式含量越高，补强性越好；结晶对应变敏感性比NR低，而对温度敏感性较高。所以BR需要用炭黑进行补强。4溶聚BR分子量分布窄，通常分布系数为24，支化和凝胶少，加工性能差。乳聚BR分子量分布宽，支化和凝胶也较多，加工性能好。三聚丁二烯橡胶性能1弹性好，耐寒性好弹性和耐磨性在通用胶中是最好，(Tg= -105)滞后损失小、动态生热低，在通用胶中是最好，大部分用于轮胎行业。2滞后损失和生热低3耐磨性和耐屈挠性优异4拉伸强度和撕裂强度低纯胶硫化胶拉伸强度低，只有12MPa，补强硫化胶拉伸强度可达1725MPa。5抗湿滑性差、耐刺穿及粘着性差6BR冷流性大（生胶或未硫化胶在停放过程中因为本身重量而产生流动现象）7BR老化性能NR好，关键以交联为主。四配合和加工1配合：和NR、SBR大致相同，硫化速度介于SBR和NR之间，用硫黄硫化体系，用炭黑补强，加入10份白炭黑能够提升硫化胶耐磨性和耐刺扎性。2加工：（1）含有冷流性：分子量分布窄，凝胶少。对储存和半成品存放不利。（2）包辊性差：玻璃化温度低，包辊性差。（3）难塑炼，混炼时易打滑。（4）粘着性差。（5）压延压出时对温度敏感，速度不宜过快，压出时适应温度范围较窄。（6）硫化时充模轻易，不易过硫。五应用轮胎、耐磨制品如胶鞋、胶带、胶辊、耐寒制品。在合成橡胶中产量及耗量仅次于SBR。1.5 乙 丙 橡 胶 （EPDM）一乙丙橡胶制造现在，世界上已经有近20个企业生产100多个牌号。中国现在仍从日本、荷兰、美国等企业进口EPDM。二乙丙胶分类依据是否加入第三单体分为：二元乙丙橡胶（EPM）和三元乙丙橡胶（EPDM）EPDM依据第三单体不一样，分为：三乙丙胶结构 1饱和性及非极性EPM是完全饱和橡胶，EPDM主链完全饱和，侧基仅有1%2%（mol）不饱和第三单体， EPM含有极高化学稳定性和较高热稳定性。另外，乙丙橡胶不易被极化，不产生氢键，是非极性橡胶，耐极性介质作用，而且电绝缘性能极佳。2乙烯和丙烯组成比乙烯、丙烯组成比影响共聚物性能，通常丙烯含量在3040%（mol）时是很好弹性体。3第三单体含量为使第三单体在乙丙胶中分布均匀，聚合时通常采取分批加入方法。第三单体用量多时，不饱和度高，硫化速度快，和不饱和橡胶相容性好，可和不饱和橡胶并用，不过耐热性和老化性下降。四乙丙胶性能1比重小比重为0.86，是全部橡胶中比重最小。2耐老化性能优异 优异耐臭氧性能：乙丙橡胶被誉为：“无龟裂橡胶”，在通用橡胶中它耐臭氧性能是最好，其次为IIR、再其次是CR。 优异耐热老化性能：乙丙橡胶耐老化性能在通用橡胶中是最好，在130下能够长久使用，在150或再高温度下能够间断或短期使用。且EPM优于EPDM。 优异耐天候性：乙丙胶耐天候（光、热、风、雨、臭氧、氧）性在全部通用橡胶中是最好，作屋面防水卷材使用寿命能够达成25年以上。3优异电绝缘性能乙丙橡胶耐绝缘性能是很好，和IIR相当，且EPM优于EPDM，能够作为电缆材料，尤其是浸水以后电性能改变很小，尤其适适用于作电绝缘制品及水中作业绝缘制品。4优异耐化学药品性能因为乙丙橡胶本身化学稳定性和非极性，它和多数化学药品不发生反应，和极性物质之间或不相溶或相溶性极小，如醇、酮、酸（乙酸、甲酸）、强碱、氧化剂（H2O2、HClO）、洗涤剂、磷酸酯类等。5卓越耐水、过热水、水蒸汽性能水是强极性物质，乙丙橡胶是一个高分子烷烃，含有疏水性，二者之间不易产生物理、化学作用，所以含有杰出耐水、耐过热水、耐蒸汽性能。（EPM IIRSBRNRCR） 五配合和加工1配合：硫化体系：EPDM能够用硫黄硫化体系，硫黄用量12份，促进剂宜选择活性较大品种或不一样促进剂并用，这么既能确保硫化速度，又能预防喷霜现象。以国产EPDM（D）为例： EPDM100 硬脂酸1 氧化锌5 促M0.5 TMTD1.5 S1.5 HAF50补强体系：因为乙丙橡胶是非结晶橡胶，所以要加入补强剂。增塑体系：乙丙橡胶最常见增塑剂是石油系增塑剂，包含环烷油、石蜡油及芳香油，其中环烷油和乙丙胶相容性很好。增粘剂：乙丙橡胶自粘性及和其它材料粘着性均不好，配合时能够在其中加入增粘剂如烷基酚醛树脂、石油树脂、萜烯树脂、松香等。防护体系：即使乙丙橡胶耐老化性能很好，但在较高温长久使用情况下仍需加入防老剂，常见是胺类。2加工：乙丙橡胶加工含有以下特点：乙丙橡胶不易包辊，不易吃炭黑，采取密炼分散效果很好，装胶容量比正常高15%。为了提升粘合性能，能够采取提升粘合温度、增加粘合压力方法六应用耐热、耐老化、耐水制品耐热输送带、蒸汽胶管、防水卷材耐化学品腐蚀密封制品、防腐衬里绝缘电线、电缆包皮浅色轮胎胎侧1.6 丁 基 橡 胶（IIR）IIR为异丁烯和少许异戊二烯（15）低温共聚物（-95 -100），1943年实现工业化生产，为白色或暗灰色透明弹性体。1960年实现连续化生产卤化丁基橡胶，1971年开发了溴化丁基橡胶连续化生产。关键用于轮胎工业作内胎。中国燕化从意大利引进技术年产3万吨IIR，于1999年投产。一丁基橡胶制造和分类丁基橡胶以异丁烯和异戊二烯为单体，以一卤甲烷为溶剂，经过阳离子聚合得到。通常根据异戊二烯含量即不饱和度及是否卤化来分类：氯化丁基橡胶（提升硫化速度及和不饱和橡胶相容性，改善自粘性和互粘性）二丁基橡胶结构结构式：分子主链周围有密集侧甲基，且有不饱和双键在主链上，对稳定性影响较大。引入异戊二烯便于交联，其数量相当于主链上每100个碳原子才有一个双键（单个存在），能够近似地看作饱和橡胶。但因双键位置和EPDM中双键位置不一样，对性能影响较大。聚集态：丁基橡胶是能结晶自补强橡胶，低温下不结晶，高拉伸下才结晶，Tm=45，Tg=-65。未补强橡胶强度能够达成1421MPa，为了提升耐磨及抗撕裂性能，仍需补强。三丁基橡胶性能1和乙丙胶类似性能：优良化学稳定性、耐水性、高绝缘性、耐酸碱、耐腐蚀。2气密性很好：全部橡胶中最好。（用作内胎）3弹性低、阻尼性能优越：弹性在通用橡胶中是最低，室温冲击弹性只有811%。它在很宽温度和频率范围内能够保持tand0.5。良好减震性能尤其适适用于缓冲性能要求高发动机座和减震器。4拉伸强度较高为结晶自补强橡胶，未填充硫化胶拉伸强度为1421MPa。5耐热性、耐侯性好6自粘性和互粘性差结构中无极性基团或活性基团。四丁基橡胶配合和加工丁基橡胶和乙丙橡胶一样，含有比不饱和橡胶难以硫化、难以粘接、配合剂溶解度低、包辊性不好等特点。但它又含有不能用过氧化物硫化、通常炭黑对它补强性差、和通常二烯类橡胶相容性差、对设备清洁度要求高等特点。1配合硫化能够用较强硫黄促进剂体系、树脂、醌肟在较高温度下进行，硫黄用量要少，促进剂选择秋兰姆和二硫代氨基甲酸盐为主促进剂、噻唑类或胍类为第二促进剂。树脂硫化硫化胶耐热性好。用过氧化物硫化会引发断链。补强最常见是炭黑，但效果不如不饱和橡胶好，结合橡胶只有5%8%。通常使用槽黑。增塑不宜用高芳烃油，而宜用石蜡或石蜡油510份，或适量环烷油。2加工炼胶不易塑炼，能够加入塑解剂使其断链。混炼时用密炼效果好。密炼容量比NR、SBR标准容量多1020%。混炼起始温度70，排胶温度高于125，通常155160为宜。压延压出比天然橡胶困难得多，做内胎时压出前要滤胶后再加硫黄，预防引发焦烧。成型硫化自粘性及和其它橡胶互粘性差，要在配方中加入增粘剂，工艺上注意粘合面防污，能够采取卤化丁基橡胶作增粘层，提升粘合部位压力及温度。丁基橡胶需长时间高温硫化方可达成最好硫化状态。五卤化丁基橡胶为了提升丁基橡胶硫化速度，提升