第五章合成橡胶.ppt

橡橡 胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 第七章第七章 橡胶橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 知识目标知识目标知识目标知识目标能力目标能力目标能力目标能力目标1 1学习掌握橡胶的分类、性能及应用学习掌握橡胶的分类、性能及应用2 2橡胶、氯丁橡胶等的生产技术、性能及应用橡胶、氯丁橡胶等的生产技术、性能及应用掌握丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙掌握丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙能根据需要正确选择生产方法，并指导具能根据需要正确选择生产方法，并指导具体生产过程，合理确定工艺条件体生产过程，合理确定工艺条件 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 第一节第一节 概概 述述 橡胶是一种高分子橡胶是一种高分子橡胶是一种高分子橡胶是一种高分子弹性体，在外力作用下弹性体，在外力作用下弹性体，在外力作用下弹性体，在外力作用下能发生较大的形变，当能发生较大的形变，当能发生较大的形变，当能发生较大的形变，当外力解除后，又能迅速外力解除后，又能迅速外力解除后，又能迅速外力解除后，又能迅速恢复其原来形状。恢复其原来形状。恢复其原来形状。恢复其原来形状。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 （1）天然橡胶的发现和利用）天然橡胶的发现和利用橡胶的发展历史橡胶的发展历史v早在早在11世纪，南美洲人即已开始利用野生天然橡胶。世纪，南美洲人即已开始利用野生天然橡胶。v1496，哥伦布第二次到美洲，发现橡胶树；，哥伦布第二次到美洲，发现橡胶树；v1736年法国人孔达米纳参加法国科学院赴南美考察队，观察到三叶橡胶年法国人孔达米纳参加法国科学院赴南美考察队，观察到三叶橡胶树流出的胶乳可固化为具有弹性的物质。树流出的胶乳可固化为具有弹性的物质。v1823，英国人麦金托什创办第一个橡胶防水布厂英国人麦金托什创办第一个橡胶防水布厂橡胶工业的开始；橡胶工业的开始；v同期，英国人同期，英国人Hancock发现橡胶通过两个转动滚筒的缝隙反复加工，可以发现橡胶通过两个转动滚筒的缝隙反复加工，可以降低弹性，提高塑性。这一发现奠定了橡胶加工的基础，他被公认为世界橡降低弹性，提高塑性。这一发现奠定了橡胶加工的基础，他被公认为世界橡胶工业的先驱。胶工业的先驱。v1839，Goodyear发现硫磺可使橡胶硫化发现硫磺可使橡胶硫化奠定橡胶加工业的基础奠定橡胶加工业的基础；v1888，Dunlop发明充气轮胎发明充气轮胎橡胶工业真正起飞；橡胶工业真正起飞；v1904，Mote采用碳黑对橡胶进行增强。采用碳黑对橡胶进行增强。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 （2）合成橡胶的发现和应用）合成橡胶的发现和应用v1900，确定了天然橡胶的结构，确定了天然橡胶的结构合成橡胶成为可能合成橡胶成为可能；v1932，前苏联使丁钠橡胶工业化，之后相继出现了氯丁、前苏联使丁钠橡胶工业化，之后相继出现了氯丁、丁腈、丁苯橡胶丁腈、丁苯橡胶；v19世纪世纪50年代年代，Zeigler-Natta催化剂的发现，导致合成橡催化剂的发现，导致合成橡胶的新飞跃，出现了顺丁、乙丙、异戊橡胶；胶的新飞跃，出现了顺丁、乙丙、异戊橡胶；v1965-1973，出现了热塑性弹性体，即第三代橡胶；，出现了热塑性弹性体，即第三代橡胶；v茂金属催化剂给橡胶工业带来新的革命，现在已合成了茂金属催化剂给橡胶工业带来新的革命，现在已合成了茂金属乙丙橡胶等新型橡胶品种；茂金属乙丙橡胶等新型橡胶品种；v环氧化、接枝、共混、动态硫化等技术的采用，橡胶向环氧化、接枝、共混、动态硫化等技术的采用，橡胶向着高性能化、功能化特种化方向发展。着高性能化、功能化特种化方向发展。橡胶的发展历史橡胶的发展历史 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 国内发展现状国内发展现状从从2003年起，中国即成为世界第一橡胶消费大国；年起，中国即成为世界第一橡胶消费大国；但我们又是一个橡胶资源匮乏的国家，但我们又是一个橡胶资源匮乏的国家，“十五十五”以来，以来，国内消费的天然橡胶国内消费的天然橡胶65%以上、合成橡胶以上、合成橡胶40%以上靠进以上靠进口。口。5.1 5.1 概述概述 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 一、橡胶的类型一、橡胶的类型天然橡胶牛筋底，网天然橡胶牛筋底，网状填充给鞋帮提供最大限状填充给鞋帮提供最大限度的透气性度的透气性天然橡胶手套天然橡胶手套(棉棉/腈内衬腈内衬)第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 一、橡胶的类型一、橡胶的类型按按用途用途分类分类日常用品日常用品轮胎、胶带、轮胎、胶带、胶管、胶鞋等胶管、胶鞋等工业制品工业制品如胶辊、胶如胶辊、胶布、胶板、布、胶板、油封等油封等第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 合成橡胶分类合成橡胶分类通用合成橡胶通用合成橡胶丁苯橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶等丁基橡胶等特种合成橡胶特种合成橡胶丁腈橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、硅橡胶、氟橡胶等氟橡胶等第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天然人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。国防、交通及日常生活中。第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 轮胎制品轮胎制品轮胎制品轮胎制品第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 工业制品工业制品工业制品工业制品第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 二、橡胶的特性二、橡胶的特性玻璃化温度低玻璃化温度低具有高弹性具有高弹性几种主要橡胶的玻璃化温度及使用温度范围几种主要橡胶的玻璃化温度及使用温度范围第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 橡胶的配合与加工工艺橡胶的配合与加工工艺（1）橡胶的配合）橡胶的配合根据制品性能要求，进行配方设计根据制品性能要求，进行配方设计生胶体系：生胶体系：天然橡胶、合成橡胶、生胶的替代材料（再生胶及热塑性树脂等）天然橡胶、合成橡胶、生胶的替代材料（再生胶及热塑性树脂等）硫化体系：硫化体系：硫化剂：硫黄、含硫化合物、过氧化物、醌类化合物、胺类化合硫化剂：硫黄、含硫化合物、过氧化物、醌类化合物、胺类化合物等；物等；硫化促进剂；硫化促进剂；硫化活性剂（提高促进剂的活性）硫化活性剂（提高促进剂的活性）增强体系：增强体系：炭黑、白炭黑等（轮胎里含量达到炭黑、白炭黑等（轮胎里含量达到50%，增强、耐磨），增强、耐磨）另：增塑剂、防老剂、可赋予橡胶特有功能的配合剂等。另：增塑剂、防老剂、可赋予橡胶特有功能的配合剂等。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 q 橡胶的组分橡胶的组分以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材料以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材料制成的。制成的。生生 胶胶 指指无无配配合合剂剂、未未经经硫硫化化的的橡橡胶胶。按按原原料料来来源源有天然橡胶和合成橡胶。有天然橡胶和合成橡胶。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 用用来来改改善善橡橡胶胶的的某某些些性性能能。常常用用配配合合剂剂有有硫硫化化剂剂、硫硫化化促促进进剂剂、活活化化剂剂、填填充充剂剂、增增塑塑剂剂、防老化剂、着色剂等。防老化剂、着色剂等。硫化剂硫化剂:使生胶结构由线型转变为交联体型结构使生胶结构由线型转变为交联体型结构 常常用用硫硫化化剂剂有有硫硫磺磺和和含含硫硫化化合合物物，有有机机过过氧氧化化物，胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。物，胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。配合剂配合剂 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 活化剂：活化剂：用来提高促进剂的活性。用来提高促进剂的活性。常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。硫化促进剂硫化促进剂:缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。常常用用促促进进剂剂有有二二硫硫化化氨氨基基甲甲酸酸盐盐、黄黄原原酸酸盐盐类类、噻唑类等有机物。噻唑类等有机物。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 填充剂：填充剂：提高橡胶强度、改善工艺性能和降低成本。提高橡胶强度、改善工艺性能和降低成本。补强剂如炭黑、白炭黑、氧化锌、氧化镁等；补强剂如炭黑、白炭黑、氧化锌、氧化镁等；用于降低成本的填充剂，如滑石粉、硫酸钡等。用于降低成本的填充剂，如滑石粉、硫酸钡等。增塑剂：增塑剂：增加橡胶的塑性和柔韧性。增加橡胶的塑性和柔韧性。常常用用增增塑塑剂剂有有石石油油系系列列、煤煤油油系系列列和和松松焦焦油油系列增塑剂。系列增塑剂。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 防老剂：防老剂：防止或延缓橡胶老化。防止或延缓橡胶老化。硫硫 化化胺类胺类酚类酚类作用机理作用机理化学防老化学防老物理防老如石蜡物理防老如石蜡硫化剂硫化剂硫化剂硫化剂 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 （2）橡胶加工工艺）橡胶加工工艺包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化等工艺硫化等工艺a.塑炼：塑炼：使生胶由弹性状态转变为具有可塑性状态的工艺过程，使生胶由弹性状态转变为具有可塑性状态的工艺过程，依靠机械力、热和氧的作用，使橡胶大分子断裂，以降低依靠机械力、热和氧的作用，使橡胶大分子断裂，以降低分子量、粘度、弹性，获得可塑性、流动性和可加工性；分子量、粘度、弹性，获得可塑性、流动性和可加工性；设备：开炼机、密炼机设备：开炼机、密炼机橡胶的配合与加工工艺橡胶的配合与加工工艺 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 b.混炼：混炼：将各种配合剂混入生胶中制成均匀的混炼胶将各种配合剂混入生胶中制成均匀的混炼胶设备：开炼机、密炼机设备：开炼机、密炼机橡胶的配合与加工工艺橡胶的配合与加工工艺增增强强剂剂、填填充充剂剂 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 利用压延机辊筒之间的挤利用压延机辊筒之间的挤压力作用，使物料发生塑性压力作用，使物料发生塑性流动变形，制成具有一定断流动变形，制成具有一定断面尺寸规格和规定断面几何面尺寸规格和规定断面几何形状的片状或薄膜状材料形状的片状或薄膜状材料；或者将聚合物覆盖并附着于或者将聚合物覆盖并附着于纺织物表面，如胶布。纺织物表面，如胶布。c.压延压延橡胶的配合与加工工艺橡胶的配合与加工工艺 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 压延完成的作业：胶料的压片、压型、贴合、纺织物的贴压延完成的作业：胶料的压片、压型、贴合、纺织物的贴胶、擦胶胶、擦胶设备：压延机，最普遍为三辊或四辊设备：压延机，最普遍为三辊或四辊5.1 5.1 概述概述 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 压片：把混炼胶制成具有规定厚度、宽度和光滑表面的压片：把混炼胶制成具有规定厚度、宽度和光滑表面的胶片。胶片。压型：将胶料制成表面有花纹并具有一定断面形状的带压型：将胶料制成表面有花纹并具有一定断面形状的带状胶片，主要制造胶鞋大底、轮胎胎面。状胶片，主要制造胶鞋大底、轮胎胎面。贴合：通过压延使两层薄胶片合成一层胶片。贴合：通过压延使两层薄胶片合成一层胶片。纺织物的贴胶：使胶料和织物挂胶织物的作业。纺织物的贴胶：使胶料和织物挂胶织物的作业。纺织物的擦胶：利用压延机辊筒转速不同，把胶料擦入纺织物的擦胶：利用压延机辊筒转速不同，把胶料擦入织物线缝中。织物线缝中。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 d.压出：压出：胶料通过胶料通过压出机或螺杆挤出机压出机或螺杆挤出机制制成各种复杂断面形状的半成品的成各种复杂断面形状的半成品的工艺过程工艺过程制品：胶条、胶管、门窗密封条制品：胶条、胶管、门窗密封条e.成型：成型：把构成制品的各部件，通过粘贴、压合等方法组成具有一把构成制品的各部件，通过粘贴、压合等方法组成具有一定形状的整体的制品。定形状的整体的制品。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 f.硫化：硫化：胶料在一定压力和温度下，橡胶大分子由线性结构变为胶料在一定压力和温度下，橡胶大分子由线性结构变为网状结构的交联过程。网状结构的交联过程。5.1 5.1 概述概述 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 橡胶的使用温度范围橡胶的使用温度范围T Tg gT Tf f提高耐热性提高耐热性改性耐寒性改性耐寒性高温下易臭氧龟裂氧高温下易臭氧龟裂氧化裂解，交联，其他化裂解，交联，其他物理因素的破坏物理因素的破坏低温下玻璃化转变或结晶低温下玻璃化转变或结晶变硬变脆和丧失弹性变硬变脆和丧失弹性高弹性的特点高弹性的特点 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 提高橡胶耐热性的手段提高橡胶耐热性的手段1 1、改变橡胶的主链结构、改变橡胶的主链结构CHCH2 2C=CC=C臭氧破坏裂解臭氧破坏裂解易被氧化降解或交联易被氧化降解或交联无双键：如无双键：如乙丙橡胶乙丙橡胶 、丙烯腈丙烯酸酯橡胶、丙烯腈丙烯酸酯橡胶减少双键：如丁基橡胶减少双键：如丁基橡胶主链为非碳原子组成：主链为非碳原子组成：如二甲基硅橡胶、乙基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶如二甲基硅橡胶、乙基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶高弹性的特点高弹性的特点 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 2 2、改变交联键的结构、改变交联键的结构橡胶中常见交联键键能橡胶中常见交联键键能交交联键键能（能（KJ/mol)KJ/mol)C-OC-O103.9103.9C-CC-C93.093.0C-SC-S80.980.9C-S-S-CC-S-S-C59.459.4S-S-S-SS-S-S-S47.547.5耐热性提高耐热性提高 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 几种主要橡胶的使用温度几种主要橡胶的使用温度橡胶橡胶Tg/Tg/使用温度范使用温度范围/顺1 1，4 4聚异戊二聚异戊二烯70705012050120顺1 1，4 4聚异丁聚异丁烯1051055014050140丁苯共聚物（丁苯共聚物（75/25)75/25)60605014050140聚异丁聚异丁烯70705015050150聚聚2 2氯丁二丁二烯（含（含1 1，4 4反式反式8585）45453518035180丁丁腈共聚物（共聚物（70/30)70/30)41413517535175乙乙烯丙丙烯共聚物（共聚物（50/50)50/50)60604015040150聚二甲基硅氧聚二甲基硅氧烷1201207027570275偏氟乙偏氟乙烯全氟丙全氟丙烯共聚物共聚物55555030050300天然橡胶：天然橡胶：Tg=-73Tg=-73，结晶温度：，结晶温度：-10-10-40-40橡胶耐寒性不足原因？橡胶耐寒性不足原因？Tg过高过高结晶结晶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 提高链段活动的能力提高链段活动的能力-降低降低Tg氯丁橡胶氯丁橡胶Tg Tg 4545Tg Tg 6262癸二酸二丁酯癸二酸二丁酯Tg Tg 8080磷酸三甲酚酯磷酸三甲酚酯Tg Tg 6464Tg Tg 57571 1）添加增塑剂）添加增塑剂增塑效应不仅取决于增塑剂化学结构和浓度，还与增塑效应不仅取决于增塑剂化学结构和浓度，还与增塑剂本身的增塑剂本身的TgTg有关有关提高橡胶耐寒性的手段提高橡胶耐寒性的手段 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 2）共聚）共聚Tg100Tg104Tg-53 Tg-53 丁苯丁苯3030胶胶Tg-42Tg-42丁腈丁腈2626胶胶Tg-32Tg-32丁腈丁腈4040胶胶为什么不能为什么不能作橡胶？作橡胶？橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 天然橡胶（天然橡胶（NRNR）98%NR来自巴西橡胶树（三叶橡胶树）；来自巴西橡胶树（三叶橡胶树）；全世界全世界NR的的90%以上产自东南亚地区，主要是马来西以上产自东南亚地区，主要是马来西亚、印尼、斯里兰卡、泰国亚、印尼、斯里兰卡、泰国；至今至今NR的消耗量仍约占橡胶总消耗量的的消耗量仍约占橡胶总消耗量的40%5.2 5.2 天然橡胶天然橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 人类大约从11世纪就开始利用天然橡胶。20世纪30年代有了合成橡胶，现已开发出几十种各具特色的合成橡胶。但却很难有一种合成橡胶具有天然橡胶那样好的综合性能。因此，至今天然橡胶的消耗量仍约占橡胶总消耗量的40%。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 l目前世界天然橡胶总产量的98%以上来自巴西橡胶树l 巴西橡胶树适于生长在热带和亚热带的高温高湿地区。l全世界天然橡胶总产量的90%以上产自东南亚地区，主要是马来西来，印度尼西亚，斯里兰卡和泰国；l其次是印度，中国南部，新加坡，菲律宾和越南等。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 天然橡胶的制备与分类天然橡胶的制备与分类固体天然橡胶分为通用天然橡胶、特制天然橡胶和固体天然橡胶分为通用天然橡胶、特制天然橡胶和改性天然橡胶。改性天然橡胶。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 将从树上流出的新鲜胶乳经过一定的加工和处理可制成浓缩胶乳和干胶。浓缩胶乳中的总固体物含量在60%以上，主要用于乳胶制品。干胶按制造方式的不同，可分为不同的品种。固体天然橡胶可分为：通用天然橡胶特制天然橡胶改性天然橡胶天然橡胶的分类天然橡胶的分类(8个品种、35个级别）橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 通用固体天然气橡胶传统的品种是：烟胶片（烟片胶）烟胶片（烟片胶）皱片胶皱片胶颗粒胶（标准胶）颗粒胶（标准胶）1.通用固体天然橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 烟片胶：烟片胶：经凝固、压片、烟熏等工艺制成的经凝固、压片、烟熏等工艺制成的表面带菱形花纹的棕色胶片。烟片表面带菱形花纹的棕色胶片。烟片胶综合性能好，保存时间长，物理胶综合性能好，保存时间长，物理力学性能是力学性能是NR中最好的，可用于中最好的，可用于轮胎和一般橡胶制品。轮胎和一般橡胶制品。海南民营琼岛牌优级烟片胶海南民营琼岛牌优级烟片胶 型号型号RSS3#RSS3#橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 烟片胶是以新鲜胶乳为原料经加酸凝固、压片、熏烟等工序制成的表面带菱形花纹的棕色胶片。国产烟片胶按外观质量、化学成分及物理力学性能分为1#、2#5#级和等外级，共六个等级，其质量依次降低；在国际上按外观质量共分为特级（No.1XRSS）、一级（No.1RSS）五级（No.5RSS）和等外级，共七个等级，其质量按序降低。熏烟干燥的烟气中含有杂酚油，对橡胶有防老化和防腐作用。因此烟胶片综合性能好，保存期长，是天然橡胶中物理力学性能最好的品种，可用于轮胎。（1）烟片胶）烟片胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 皱片胶：皱片胶：制备方法与烟片胶相似，只是干燥时用热空气而制备方法与烟片胶相似，只是干燥时用热空气而不是烟熏。不是烟熏。其中白皱片优于褐皱片，褐皱片只适合制作一般橡胶制品。其中白皱片优于褐皱片，褐皱片只适合制作一般橡胶制品。颗粒胶（标准胶）：颗粒胶（标准胶）：将压皱的胶片经造粒机制成小颗粒，经空气干燥而成。将压皱的胶片经造粒机制成小颗粒，经空气干燥而成。60年代在马来西亚发展起来的一个新胶种，现成为天然橡年代在马来西亚发展起来的一个新胶种，现成为天然橡胶的大宗产品，其产量已超过烟胶片、皱片胶产量的总和。胶的大宗产品，其产量已超过烟胶片、皱片胶产量的总和。我国标准胶产量约占天然橡胶总产量的我国标准胶产量约占天然橡胶总产量的70以上。以上。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 （2）皱片胶 l皱片胶制造方法与烟片胶基本相同，只是干燥时用热空气而不用熏烟。l有白皱片和褐皱片两种。l白皱片在胶乳凝固前加入亚硫酸钠漂白，因而颜色洁白，其质量比烟片胶稍差，优于褐皱片。l适于浅色和彩色制品。褐皱片只宜作一般橡胶制品。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 国内按外观质量、化学成分和物理力学性能将白皱征分为特一级、一级、二级、三级共四个等级；将褐皱征分为一级、二级、三级、共三个等级。国际上按外观质量将白皱片分为厚、薄两个品种各四个等级，即特级（No.1X）、一级（No.1）、二级（No.2）、三级（No.3）；将褐皱片也按厚、薄两上品种各分为三个等级（No.1X、No.2X、No.3X）。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 （3）颗粒胶 标准天然橡胶的分级标准：机械杂质含量橡胶经140热处理以后的塑性保持率（PRI）作为重要的技术指标。PRI值大，则橡胶的抗氧老化性能好，塑炼时可塑度增加速度较慢，反之亦然。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 u颗粒胶是20世纪60年代发展的天然橡胶新品种，由马来西亚首先生产。u它是把压皱的胶片先通过造粒机制成小颗粒橡胶，经空气干燥而制成。u其颗粒大小为1-5mm，易于干燥，生产周期大幅度缩短，产品质量易于控制。u颗粒胶按生胶的理化性能标准进行分级，更能合理区分和判别生胶的内在质量，故又叫标准橡胶。u各个产胶国家都有自己的技术标准，如按马来西亚标准生产的称为马来西亚标准胶（SMR）。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 颗粒胶颗粒胶烟片胶标准胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 天然橡胶分类天然橡胶分类（2）特制天然橡胶）特制天然橡胶低粘度橡胶低粘度橡胶采用某些特殊的方法将普通的天然橡胶制成具有特殊操作性能或物采用某些特殊的方法将普通的天然橡胶制成具有特殊操作性能或物理化学性能的生胶。理化学性能的生胶。恒粘度橡胶恒粘度橡胶制胶时加入制胶时加入0.4%盐酸羟胺等羟胺类化学药剂，与橡盐酸羟胺等羟胺类化学药剂，与橡胶链上醛基作用，使醛基钝化而抑制生胶储存硬化，胶链上醛基作用，使醛基钝化而抑制生胶储存硬化，保持生胶粘度在一个稳定的范围。保持生胶粘度在一个稳定的范围。在制备恒粘度橡胶时，再加入在制备恒粘度橡胶时，再加入4份非污染型环烷油。份非污染型环烷油。在制胶过程中加入部分硫化胶乳，压出速度快、制在制胶过程中加入部分硫化胶乳，压出速度快、制品表面光滑，特别适合形状复杂和尺寸要求精确的品表面光滑，特别适合形状复杂和尺寸要求精确的制品。制品。易操作橡胶易操作橡胶在制胶时尽量除去胶中的蛋白质和其他非橡胶组分，在制胶时尽量除去胶中的蛋白质和其他非橡胶组分，纯度高，适于制造电绝缘产品和高级医疗制品。纯度高，适于制造电绝缘产品和高级医疗制品。纯化天然橡胶纯化天然橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 l散粒天然橡胶称自由流动橡胶，l有两种产品：一种是粉末橡胶，粒子直径在0.5-2mm范围；l另一种是细粒橡胶，粒子直径在1-10mm范围。散粒天然橡胶散粒天然橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 使用散粒橡胶，可以取消切包工序，由于是散粒，混炼时可以自动进料，混炼周期可以缩短一半时间，节省能量达35%-50%；由于配合剂混合特别均匀，可以获得较好的成品性能.这种橡胶多用于制造粘合用的胶浆，其工艺简单、粘着性能良好。由于制胶过程比普通橡胶的设备复杂，成本较高，而且密度较小，包装运输费用成倍增加，这是散粒橡胶存在的缺点。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 轮胎橡胶是马来西亚橡胶研究院研制的产品，使用三种橡胶原料，即胶乳、未熏烟胶片和胶园杂胶各占30%，加入10%（质量份）芳烃油或环烷油作为增塑剂，共同掺混而成的生胶。但由于轮胎工厂的条件要求不同，所取得的经济效益有很大差异。因此，这种橡胶从1970年问世以来，在生产上未见有多大发展。轮胎橡胶轮胎橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 充油天橡胶由于充油消弱了橡胶分子链间的作用力，增加了分子的热运动和分子间的相对移动性，使橡胶的硬度降低，柔软性提高，对各种配合剂有较好的浸润能力，容易使混炼胶的质量均匀。充油天然橡胶充油天然橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 最初在制胶时将炭黑分散体与胶乳混合，经絮凝、干燥而成。但由于用这类炭黑共沉胶制成的轮胎比干混加入炭黑而制得的轮胎行驶里程要少5%-10%，因而产品没有出路.炭黑共沉胶炭黑共沉胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 直到20世纪50年代开始使用高速搅拌法代替分散剂分散炭黑所制得的共沉胶，制出的轮胎比干混法的轮胎多行驶15%之后，炭黑共沉胶才有了新的进展。应用炭黑共沉胶时，由于炭黑在橡胶中已经分散均匀，所以在混炼时可节省一半时间，可以提高炼胶设备的利用率，节省劳动力。在混炼时没有炭黑飞扬，改善了混炼车间的工作条件和环境卫生。炭黑共沉胶的表现密度较小，包装体积的相对增大而增加运输费用。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 由于炭黑的来源和价格问题，橡胶用炭黑补强始终是人们普遍关注的，并希望使用来源充足、价格比较便宜、有一定补强作用的材料代替。多年来法国橡胶研究院研制用红粘土与天然胶乳共沉制成粘土共沉胶，并在天然橡胶产地有红粘土的胶园中生产含橡胶100份和红粘土100份、165份的红粘土共沉胶，前者的商品名为100TL，后者称为165TL。据称红粘土具有特别的补强能力。红粘土共沉胶只有用湿法将红粘土悬浮液加入胶乳中才能制得性能较好的粘土共沉胶。粘土共沉胶粘土共沉胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 它是用制造离心法浓缩胶乳时分离出的胶清，经凝固、压片或造粒和干燥而制成的。胶清含橡胶约为3%-7%，其中以细小的橡胶粒子为主非橡胶物质含量很高，其中许多是蛋白质，铜和锰的含量也很多。直接用胶清凝固制成的胶清橡胶，仅含80%的橡胶烃，而普通乳制成橡胶含94%的橡胶烃，因此胶清橡胶的硫化速率快、易焦烧、抗老化性能差。它是一种质量较低的橡胶。胶清橡胶胶清橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 3.改性天然橡胶和衍生物制备主要有两种方法：一是使橡胶产生异构化，因而使结晶速率大大减慢；二是使用增塑剂法，即在橡胶中加入长链的脂肪酸酯类的增塑剂，如癸二酸二异辛酯，使橡胶分子链之间距离增大，降低分子链之间的相互作用力。难结晶天然橡胶专门用于制造低温条件下使用的橡胶制品，如在南北极地区或高空飞行的飞机使用的橡胶器材等。难结晶天然橡胶难结晶天然橡胶（3）改性天然橡胶）改性天然橡胶采用化学处理方法改变原来的化学结构和物理状态。采用化学处理方法改变原来的化学结构和物理状态。橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 它是天然橡胶与烯烃类单体聚合接枝的产物。目前唯一的商品是天然橡胶与MMA接枝共聚物，简称为天甲橡胶。接枝天然橡胶具有很高的定伸应力和拉抻强度，主要用途是用来制造要求具有良好冲击性能的坚硬制品，无内轮胎中气密层，合成纤维与橡胶粘合的强力胶粘剂等。接枝天然橡胶接枝天然橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 它是在天然橡胶中加入刚性高聚物如等规聚丙烯，在超过等规聚丙烯熔点的温度和少量的交联剂存在下，以高剪切力使之掺混而成。受热时具有热塑性塑料的特性，但在常温下，则具有正常硫化胶的物理性能。热塑性天然橡胶具有高刚性和高冲击强度以及低密度的特点。可用作汽车的安全板、车体嵌板和仪表板等。热塑性天然橡胶热塑性天然橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 NR胶乳经过稳定剂处理之后，加入浓度为70%以上的硫酸，在100下保持2h即可环化。环化使不饱和度下降，密度增大，软化点提高，折射率增大。环化天然橡胶一般用于制造鞋底、坚硬的模制品和机械衬里等，与金属、木材、PE和PP有较同的粘合强度。液体天然橡胶液体天然橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 n它是NR胶乳在一定条件下与过氧乙酸反应得到的产物。这类橡胶的特点是抓着力强，特别是混凝土路面上的防滑性能好，可作为胎面胶使用，以增加在高速公路上的防滑性能；n气密性能好，当环氧化程度达到 75%时，气密性能与丁基橡胶相同，可用于内胎或无内胎轮胎；n耐油性能好，在非极性溶剂中的溶胀度显著降低，可用于耐油橡胶制品。环氧化化天然橡胶环氧化化天然橡胶（ENR）橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 l液体天液橡胶亦称解聚橡胶。l它是天然橡胶的降解产物，相对分子质量在1万-2万之间，系粘稠液体，可浇注成型，现场硫化。l已广泛用于火箭固体燃料、航空器的密封、建筑物的粘结、防护涂层，还逐步发展用于其它橡胶制品，包括试制汽车轮胎。液体天然橡胶液体天然橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 p它是将塑炼过的天然橡胶溶于与氯气不起反应的溶济中（如四氯化碳或二氯乙烷），加热至溶剂沸点的温度下，通入氯气进行氯化，制得乳化液，然后用水加热脱去溶剂而得到半成品，经洗涤、干燥即得成品。p氯化橡胶与大量的增塑剂和树脂并用。p用氯化橡胶制成的胶粘剂，可用作橡胶与铸铁、钢、铝合金、镁、锌以及其它金属粘合；p可与服装、织物、木材、各种塑性物质、硬纸板以及其它物质粘合；p还可用于制作耐老化、酸碱和海水等的制品。氯化橡胶氯化橡胶 橡橡橡橡 胶胶胶胶聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件聚合物合成工艺学多媒体课件 它是用天然橡胶与氯化氢作用，进行加成反应得到饱和的化合物。u当含