高级技工考试资料

高级技工考试 高级技工考试资料 2010年10月28日 第一讲 概论 橡胶是高分子材料中的一种。常温下的高弹性体是橡胶材料的独有特征，是其它任何材料所不具备的，因此橡胶也被称为弹性体。橡胶的高弹性体本质是由大分子构象变化而来的熵弹性。这种高弹性截然不同于由键角键长变化而来的普弹性。高弹性材料的现是，在外力作用下具有较大的弹性变形，最高可达1000%，除去外力后变形很快恢复，而具有普弹性的金属材料变形只有约1%。高弹性材料的形变模量低，只有105,106N/?, 而金属材料的模量高达1010,1011 N/?。 什么是橡胶,橡胶是一种材料，它在大的变形下能迅速而有力恢复其形变，能够被改性。定义中所指的改性实质上是指硫化。轻度交联的橡胶是典型的高弹性材料。 生胶，即尚未被交联的橡胶，由线形大分子或者带支链的线形大分子构成。随着温度的变化，它有三态，即玻璃态、高弹态及粘流态。例如，天然橡胶在-72?以下为玻璃态，高于130?为粘流态，两温度之间为高弹态。未硫化的橡胶低温下变硬，高温下变软，没有保持形状的能力且力学性能较低，基本无使用价值，必须经过硫化才有使用价值。也就是说生胶需要经过一系列的加工才能制成有用的橡胶制品，由此便产生了橡胶加工业。 2.橡胶工艺学的主要内容 要使生胶转变为具有特定性能、特定形状的橡胶制品，要经过一系列的复杂加工过程。这个过程包括橡胶的配合及加工。 2.1橡胶的配合 橡胶的配合是指根据成品的性能要求，考虑加工工艺性能和成本诸因素，把生胶与各种配合剂组合在一起的过程。一般配合都包括生胶、硫化体系、补强与填充体系、防护体系及增塑体系，有的还包括其他配合体系。 2.2橡胶的加工工艺过程 对不同的制品，加工工艺过程不相同。 第二讲 第一章生胶 第一节概述 生胶是一种高弹性聚合物材料，是制造橡胶制品的基础材料，一般情况下不含配合剂，生胶的商品形式绝大多数呈块状、片状，少量为粘稠状液体，也有粉末的 通用合成胶有:丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、异戊橡胶(IR)、丁晴橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、乙丙橡胶(EPM\EPDM)和丁基橡胶(IIR); 特种合成胶有:氟橡胶、硅橡胶等等; CH3 数值大小差别很大。也就是说天然胶中橡胶大分子的分子量差别很大，小的约10万，大的可达120万，平均为30-50万，天然胶的分子量大小不等，赋予天然胶良好的加工性能。 1.1烟片胶: 是由天然胶乳经过浓缩、加酸凝固、 压成具有菱形花纹的胶片，烟熏制成的。烟熏的目的，一是干燥，二是防腐。烟片胶根据外观质量、通常分为优级、一级(1号),二级(2号),三级(3号),四级(4号),五级(5号)共六个等级。其质量按顺序降低。烟片胶可塑度较低，在混炼前需进行塑炼。 1.2胶: 又叫颗粒胶。 是天然胶乳经过浓缩凝固后，撕裂成几毫米的碎片，然后充入一定量的蓖麻油、压成块状而制成的。充入蓖麻油的目的，一是增大可塑度( 标准胶不用塑炼，直接投入混炼),二是降低成本。 天然橡胶弹性好，机械强度高，不透水、不透气、耐撕裂、耐屈挠，综合加工性能好，但耐老化性能差，用于制做轮胎、管带等各种橡胶制品，特别是子午胎，各部件胶料几乎要求使用天然橡胶。 在质量上要严格控制胶料的发霉和杂物，PRI值也是关键指标，这一 指标表明生胶老化后的保持率。 塑性保持率(PRI)= ×100% (140?*30`) Po—加热前华莱氏可塑度;P —加热后华莱氏可塑度; PRI值高，分子链抗氧化的能力高，又叫抗氧指数。PRI反映生胶抗氧化的能力。 1.3天然橡胶成分 一般天然橡胶中含有橡胶烃92%~95%，而非橡胶烃占5%~8%。非橡胶成分有蛋白质 2.0~3.0丙酮抽出物 1.5~4.5灰分 0.2~0.5 水分 0.3~1.0 灰分中主要含磷酸镁、磷酸钙等盐类，有少量的铜、锰、铁等金属氧化物，因为这些变价金属离子能促进橡胶老化，所以他们的含量应控制。 1.4天然橡胶的橡胶烃结构 橡胶烃的结构试制橡胶大分子的链结构、分子量及其分布和聚集状态结构。天然橡胶大分子的链结构单元是异戊二烯，大分子链主要是由顺-1，4-聚异戊二烯构成的。 1.5天然橡胶的加工 天然橡胶的加工包括塑炼、混炼、压延、压出、硫化几个工艺过程。 塑炼 天然橡胶的平均分子量较高，塑性很低，难于加工，必须塑炼，使分子量下降，使部分凝胶破坏，以获得必要的加工塑性。 混炼 混炼过程就是将各种配合剂均匀分散在橡胶中，以形成一个以橡胶为介质或者橡胶与某些能和它相容配合组分(配合剂、其他聚合物)的混合物，以与橡胶不能相容的配合剂(如粉体填料、氧化锌、颜料等)为分散相的多项分散体系的过程。天然橡胶比合成橡胶容易混炼，天然橡胶易包热辊。加药顺序原则上是:生胶?硬脂酸、氧化锌、促进剂、防老剂?填料?软化剂?硫磺?薄通?下片。也有将硫磺与小药一块先加，促进剂后加的。 硫化 天然橡胶硫化较容易，有很好的硫化特性，但要防止过硫。对天然胶，最适宜的硫化温度为143?，一般不高于160?。 2.异戊橡胶(IR) 2.1. IR与天然橡胶的差别:聚异戊二烯的微观结构中顺式含量低于天然橡胶，即分子的规整性低于天然橡胶，所以异戊橡胶(IR)的结晶能力比天然橡胶差，分子量分布窄，分布曲线为单峰。不含有天然橡胶中那么多的蛋白质和丙酮抽出物等非橡胶烃成分。与天然橡胶相比，质量及外观都较均匀，颜色浅，塑炼快。未硫化胶流动性好于天然橡胶，生胶有冷流倾向，格林强度较低，硫化速度较慢，所以在配合时硫黄用量应比天然橡胶少用10%~15%，促进剂用量应比天然橡胶增加10%~20%。异戊橡胶压延、压出时的收缩率较低，粘合性不亚于天然橡胶。与硫化的天然橡胶相比，异戊橡胶硫化胶硬度、定伸应力和拉伸强度比较低，扯断伸长率稍高，回弹性与天然橡胶相同，生热性及压缩永久变形、拉伸永久变形都较天然橡胶的低。异戊橡胶耐老化性能稍逊于天然橡胶。 第三节丁苯橡胶(SBR) 1.结构 丁苯橡胶(SBR)其分子结构是由丁二烯和苯乙烯共聚而成的。丁苯橡胶按聚合方法分类，可分为乳液聚合和溶聚两种。 随丁苯橡胶中结合苯乙烯的增加，其性能变化如下: 硬度上升，模量上升，弹性下降;压出收缩下降，压出表面光滑;耐低温性能下降;在空气中热老化性能变好。 2.丁苯橡胶(SBR)的性能: 2.1.具有较好的弹性 虽然低于天然橡胶，但在橡胶中仍属较好的。 2.2.丁苯橡胶(SBR)是非自补强橡胶 不能结晶，其未补强的硫化胶的拉伸强度、撕裂强度以及生胶的格林强度均远低于天然橡胶。 2.3.丁苯橡胶(SBR)耐磨性能优于天然橡胶。 2.4.丁苯橡胶耐龟裂性能优于天然橡胶，但裂口增长比天然橡胶快。溶聚丁苯橡胶耐花纹沟底龟裂性能比乳液聚合的好。 2.5.丁苯橡胶的抗湿滑性 对湿路面抓着力比顺丁橡胶大。溶聚丁苯橡胶的滚动阻力比乳液聚合丁苯橡胶低，且对湿路面抓着力大于低温乳液聚合丁苯橡胶。 1 3.丁苯橡胶(SBR)的配合与加工 2 3.1.配合 丁苯橡胶(SBR)的配合总体上讲与天然橡胶相近，但也有区别:一是丁苯橡胶必须加补强剂。二是丁苯橡胶(SBR)的硫黄硫化体系中硫黄用量比天然橡胶要少。一般用1.0~2.5份(标准配方中丁苯橡胶SBR1500硫黄用量1.75份，天然橡胶中硫磺为3.0份。三是丁苯橡胶(SBR)所用促进剂应比天然橡胶多。 3 3.2丁苯橡胶的粘合性比天然橡胶差，若需要增加粘性应当使用增粘剂。 第四节顺丁橡胶(BR) 1.结构 顺丁橡胶(BR) 分子结构为 -(CH2-CH=CH-CH2)-n它是由丁二烯在定向聚合催化剂的作用下制得的弹性聚合物。丁二烯聚合时有1，4-键合，1，2-键合。1，4-键合中还有顺式及反式结构，均能结晶。顺丁橡胶(BR) 的结晶对应变的敏感性降低，而对温度的敏感性高，包辊性比较差。 2.顺丁橡胶(BR)的性能: 1 2.1.具有较好的弹性，是通用橡胶中弹性最好的一种橡胶。 2 2.2.顺丁橡胶(BR)的拉伸强度和撕裂强度均低于天然橡胶基和丁苯橡胶。因此耐刺穿性不佳。 3 2.3.顺丁橡胶(BR) 耐老化性能优于天然橡胶，老化以交联为主，老化后期变硬。顺丁橡胶老化后期易崩花掉块。 4 2.4.顺丁橡胶动态生热低，优于天然橡胶。 5 2.5.顺丁橡胶防滑性能差。 第三讲 第二章橡胶的硫化体系 第一节概述 1.硫化的定义 硫化是指橡胶的线形大分子链通过化学交联构成三维网状结构的化学变化过程。 2.硫化助剂 硫化助剂包括硫化剂(交联剂)、促进剂、活性剂和防焦剂等。 2.1.硫化剂:在一定的条件下，使橡胶分子由线型结构变为网状结构的物质称为硫化剂。常用的硫化剂有硫磺粉，不溶性硫磺。 硫磺粉是指可溶性硫磺，即斜方硫，分子式S8，为环形结构，可溶于二硫化碳。室温下在橡胶中的溶解度约为1%，随温度升高(混炼)而增大。由此可知，如果一个配加2份这种普通硫磺的胶料，经加热混炼其中2份硫磺均溶解于橡胶，然后将橡胶再冷却至室温，这时的胶料就成为硫的过饱和溶液。其中超过溶解度1%的硫磺(相当于1份)会结晶，并从胶料内部向表面迁移形成喷霜。结果使硫磺在胶料中产生不均的分布，硫化后形成交联密度疏密不均 一，会使硫化胶微观结构上承受动态应力不平衡，出现细微裂痕成为轮胎破毁的隐患。不溶性硫磺，分子式S?，为长链结构，不溶于二硫化碳。 硫磺在橡胶中的溶解度随温度的升高而增大，如果硫磺在较高温度下加入胶料，硫磺容易在局部胶料中形成过饱和状态，当胶料冷却时过量的硫磺会析出胶料表面形成结晶，这种现象称为"喷硫"，也叫“喷霜”。胶料产生"喷硫"后破坏了硫磺在胶料中分散的均匀性，致使胶料表面的粘着性下降，给工艺加工带来了困难。为了防止胶料的喷硫现象，硫磺应在较低温度下加入胶料中。采用合理的加药顺序，使用不溶性硫磺都可减少喷硫现象。 硫磺硫化体系赋予胶料较高的扯断强力和回弹率。但硫磺体系产生的交联键以多硫交联键为主，耐老化性能差。由于硫磺价格便宜且宜通过促进剂和活化剂进行调节，使胶料获得较高的物理机械性能，而被广泛应用。在软质胶中，硫磺用量在0.5,5.0之间，随硫磺用量的增加，胶料的硬度明显增加。 2.2.促进剂:就是指能降低硫化温度，缩短硫化时间，减少硫黄用量，又能改善硫化胶的物理性能的物质，称为促进剂。 生产常用的促进剂有:噻唑类促进剂 M(MBT)、DM(MBTS)„ 秋兰姆类促进剂TMTD、TMTM„ 次磺酰胺类促进剂CZ(CBS)、NOBS、NS、DZ„ 2.2.1超速级促进剂: 促进剂TT(TMTD)-—二硫化四甲基秋兰姆, 其无毒、无味、白色粉末、密度为1.29.加热至100?时, 慢慢分解出活性硫。作硫化剂使用时,其有效含硫量为13.3%,作助促进剂,用量为0.05,0.5份。混炼时和硫磺一起,在低温下加入。 2.2 准超速级促进剂:主要指噻唑类促进剂。促进剂M---硫醇基苯并噻唑，淡黄色粉末、味苦、密度1.42，活化温度125?做主促进剂用量1-2份，需配以氧化锌——硬脂酸活化。也可做烟片胶塑炼时的塑解剂。促进剂DM——二硫化二苯并噻唑,较M色浅、味苦, 密度1.50临界温度130?,较M安全些。通常用量0.5,2份,也需配以氧化锌、硬脂酸。 2.2.3后效性促进剂:主要指(亚)次磺酰胺类促进剂。这类促进剂在其活化温度以下加工时较安全。在临界温度以上表现出 促进剂CZ—N-- 环乙基苯并噻唑亚磺酰胺，白色或淡灰色粉末,密度1.027,1.30，用量0.5,2.0份，需配以氧化锌 硬脂酸。 促进剂NOBS—N-一氧二乙撑基苯并噻唑亚磺酰胺，淡黄色粉末，密度1.34,1.40，较CZ焦烧时间长些。需低温保存，遇热会分解。存放时间超过半年，焦烧时间明显缩短。一般用量0.5,2.5份。 2.3.硫化活性剂 能增加促进剂的活性，减少促进剂用量，缩短硫化时间，并可提高硫化强度的物质叫硫化活性剂。常用的活性剂有氧化锌和硬脂酸。 2.3.1氧化锌(ZnO) 白色六角晶体或粉末，密度5.47,5.67。对氧化锌的纯度要求很高。若其中混有重金属离子，对橡胶的很强的促进硫化作用。耐老化性能影响很大。作为活化剂一般用量3-5份。 2.3.2硬脂酸(C17H35COOH),有光泽的柔软小片状。密度0.948，熔点70,71?，在90,100?时慢慢挥发，做为活化剂用量为1,3份。对胶料尚有软化增塑作用，有助于碳黑的分散,用量过多会喷霜并迟延硫化。 2.4. 防焦剂CTP 橡胶在生产加工过程中要经过混炼、压延、压出及硫化等一系列工艺过程，经受各种温度下不同热作用的历史，使胶料的焦烧时间缩短。在加工工序或胶料停放过程中，可能出现早期硫化现象，即胶料塑性下降、弹性增加、无法进行加工的现象，称为焦烧。 我们经常加防焦剂来延长胶料的焦烧时间，提高胶料的加工安全性。防焦剂不会改变胶料的硫化特性。防焦剂CTP也称PVI,学名N-环己基硫代酞酰亚胺。 3. 各类促进剂的作用特性 3.1.各种促进剂对焦烧的影响 各种促进剂的焦烧时间(温度121?)顺序由短到长的排列为: ZDC,TMTD,M,D,MZ,DM,CZ,NOBS,DZ 诱导期变短 诱导期延长 图2-1各种促进剂对焦烧的影响 基本配方:NR 100, N330 50, ZnO 5, 硬脂酸 2,PPD 2, 硫黄2.5,软 化剂8 3.2. 促进剂的并用 在橡胶配方中有两种或两种以上的促进剂，其中一种无论在数量上、 硫化特性上都代表了它的特征，称为主促进剂或第一促进剂，其他的促进剂数 量少，起辅助作用，称为辅助促进剂或副促进剂。例DM/D,CZ/TMTD等。 4.橡胶硫化历程 4.1. 橡胶硫化反应过程 4.1.1.一个完整的硫化体系主要由硫化剂(交联剂)、促进剂、活性 剂所组成，如表2-1所示。 表2-1完整的硫黄硫化体系 纯橡胶 100 硫 黄 0.5~4.0 促进剂 0.5~2.0 促进剂 氧化锌 2.0~10.0 活性剂 硬脂酸 1.0~4.0 活性剂 4.1.2.硫化反应是一个多元组分参与的复杂的化学反应过程。它包含橡胶分子与硫化剂及其他配合剂之间发生的一系列化学反应。在形成网状结构时伴随着发生各种副反应。其中，橡胶与硫黄的反应占主导地位，它是形成空 硫黄硫化的橡胶，大致经间网状的最基本反应。一般来说，大多数含有促进剂- 历如下的硫化历程: 4.1.3.硫化过程可分为三个阶段。第一阶段为诱导阶段。在这个阶段中，先是硫黄、促进剂、活性剂的相互作用，使氧化锌在胶料中溶解度增加，活化促进剂，使促进剂与硫黄之间反应生成活性更大的中间产物;然后进一步引发橡胶分子链，产生可交联的橡胶大分子自由基(或离子)。第二阶段为交联反应，即可交联的自由基(或离子)与橡胶分子链产生反应，生成交联键。第三阶段为网络形成阶段。此阶段的前期，交联反应已趋完成，初始形成的交联键发生短化、重排和裂解反应，最后网络趋于稳定，获得网络相对稳定的硫化胶。 4.2.硫化历程图 根据硫化历程，可分为四个阶段，即硫化诱导阶段(焦烧阶段)、热硫化阶段、平坦硫化阶段(正硫化阶段)和过硫化阶段(对天然胶来说是硫化返原)。 图2-2硫化历程图 4.2.1焦烧阶段 图中ab段是热硫化开始前的延迟作用时间，相当于硫化反应的诱导期，也称焦烧时间。 硫化诱导期(焦烧时间)内，交联尚未开始，胶料有很好的流动性。这一阶段决定了胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点，胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶本硫化中橡胶分子变化图身性质有关，主要取决于所用助剂，如用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间，且有较高的加工安全性。 4.2.2热硫化阶段 图中bc段是硫化反应中的交联反应阶段。其中bc段曲线的斜率大小代表硫化反应速率的快慢，斜率越大，硫化反应速度越快，生产效率越高。 4.2.3平坦硫化阶段(正硫化阶段) 图中cd段，到达正硫化阶段后，硫化胶的各项物理性能分别达到或接近最佳点，或达到性能的综全平衡。 4.2.4过硫化阶段 图中d以后的部分段，相当于硫化反应中网构的后期，存在着交联键重排，但主要是交联键及链段的热裂解反应，因此胶料的强 力性能显著下降。 图2-3硫化曲线及其参数 5.各种硫黄硫化体系 5.1. 普通硫黄硫化体系 普通硫黄硫化体系(简称CV)，是指二烯烃类橡胶的通常硫黄用量防卫的硫化体系，可制得软质弹性硫化胶。 5.2. 有效硫化和半有效硫化体系 所谓有效硫化(简称EV)和半有效硫化体系(简称SEV),实际指硫黄在硫化反应中交联有效程度的高低。 5.3.为提高硫黄在硫化过程中的有效性，一般采用下列两种方法: A. 提高促进剂的用量、降低硫黄用量。 B. 采用无硫配合，即硫黄给予体的配合。例如采用TMTD或DTDM的配合。 CV是指那些硫化胶网络含有70%以上多硫交联键的硫化体系。 第四讲 第三章 橡胶的补强与填充体系 第一节概述 填料是橡胶工业的主要原料之一，属粉体材料。填料用量相当大，几乎与橡胶本身用量相当。含有填料的橡胶是一种多相材料。填料能赋予橡胶许多宝贵的性能。例如，大幅度提高橡胶的力学性能，使橡胶具有磁性、电导性、阻燃性、彩色等特殊的性能，使橡胶具有好的加工性能，降低成本等作用。 炭黑是橡胶工业中最重要的补强性填料。可以毫不夸张的说，没有炭黑工业便没有现代蓬勃发展的橡胶工业。炭黑耗量约占橡胶耗量的一半。许多无机填料主要来源于矿物，价格较低，它们的应用范围也越来越广泛。在橡胶工业中它们的用量几乎达到了与炭黑相当的程度。特别是近来无机填料表面改性技术的研究与应用，使无机填料的应用领域更加广泛。 填料的性质包括一次结构的粒度、形态、表面活性等。填充橡胶的性 能包括未硫化橡胶的加工性能和硫化胶的物理机械性能及动态力学性能等。 1.补强及填充的意义 补强指能使橡胶的拉伸强度、撕裂强度及耐磨耗性同时获得明显提高的作用。目前使用的补强剂通常也使橡胶其他性能发生变化，如硬度的提高、定伸应力的提高，而且还常常产生不良副作用，如应力松弛性能变差、弹性下降、滞后损失增大、压缩永久变形增大等。橡胶工业用的主要补强剂是炭黑和白炭黑。 如果没有炭黑的补强，许多非自补强合成橡胶便没有使用价值。炭黑可使这些橡胶的强度提高约10倍。填充可起到增大体积、降低成本、改善加工工艺性能，如减少半成品收缩率、提高半成品表面平坦性、提高硫化胶硬度及定伸应力等作用。最常用的填充剂主要是无机填料，如陶土、碳酸钙、、滑石粉、硅铝炭黑等。 2.填料的分类 橡胶工业习惯把补强作用的碳黑等称为补强剂，把基本无补强作用的无机填料称为填充剂。补强助剂 在胶料中主要起到补强作用，即提高橡胶的物理机械性能的物质称作补强剂。炭黑是轮胎生产中最主要的补强剂。 2.1炭黑的分类 按制法分为:炉法炭黑、槽法炭黑、热裂法炭黑、新工艺炭黑。 按作用分为:硬质炭黑、软质炭黑。 按ASTM_1765-81标准分为:有四位数码组成一个炭黑的代号(名称)。 第一位是英文字吗，又N和S两个，代表硫化速度。若是N代表正常硫化速度，若是S代表硫化速度慢。第二位数字从0到9共10个数字，代表10个系列炭黑的平均粒径范围。第三、四位都是数字，这些数字是任选的，代表各系列中不同牌号间的区别。 常用的炭黑有: 高耐磨炉黑(HAF),中超耐磨炉黑(ISAF), 快压出炉黑(FEF),半补强炉黑(SRF),通用炉黑(GPF)。由于碳黑颗粒本身对橡胶的增硬，以及碳黑颗粒表面和橡胶大分子间产生吸附交联,使胶料的强度得到很大的提高,炭黑在胶料中约占50%左右。目前各种炭黑虽有严重的黑粉污染，但他们是橡胶的最佳补强剂。 2.1.1. N115超耐磨炉黑(SAF) 用于越野轮胎和载重轮胎胎面。是橡胶用炭黑中粒径最小、补强性能最高、耐磨性能最好的品种之一，但因其胶料的工艺性能不好，抗龟裂及生热性能均较差，且价格较高，故在应用上受到限制。 2.1.2. N121新工艺高结构超耐磨炉黑(SAF-HS) 2.1.3. N220中超耐磨炉黑(ISAF)中超耐磨炉黑(ISAT)以高芳烃油为原料。硫化胶耐磨性能处于HAF和ISAF之间，是用途最广的品种，它最突出的优点是耐磨性好、强度高，在橡胶中易分散。 2.1.4. N234新工艺高结构中超耐磨炉黑(ISAF-HS)。 2.1.5. N330高耐磨炉黑(HAF)，在橡胶中易分散，补强效果好。硫化胶抗张强度高，耐磨性能好。但硬度稍高, 伸长及撕裂性能稍低，胶料的焦烧时间较短。 2.1.6. N326低结构高耐磨炉黑(HAF-LS)，补强能力较高，生热较低。 2.1.7. N339新工艺高结构高耐磨炉黑(HAF-HS) 2.1.8. N351新工艺高结构高耐磨炉黑(T-HS) 2.1.9. N375新工艺高结构高耐磨炉黑(HAF-HS) 2.1.10 N660通用炉黑(GPF)，用于轮胎帘布层、轮胎胎体、内胎等。 3.白炭黑 3.1.白炭黑(SiO2 nH2O)是一种胶体硅酸微粒,粒径在3-50mμ之间，比表面积50,380m2/g,密度1.95.对橡胶有一定的补强作用。加工性能好、生热低、无黑色污染。但由于白炭黑粒子自身之间的作用力，远大于白炭黑粒子与橡胶大分子之间的作用力，所以它对橡胶的补强作用不如炭黑。 3.2.用硅烷偶联剂对其表面进行化学处理，补强效果大有改观。 4.填充剂 在胶料中主要起增容作用，即增加制品体积，降低制品成本的物质称为填充剂。轮胎生产中常用的填充剂有碳酸钙、陶土、硫酸钡等。 第二节填料的粒径 填料的粒径指一次结构粒子的直径，它是粉体最重要的性质之一，对填充聚合物性能有决定性的影响。 第三节填料形态 填料形态指一次结构的形状和尺寸，这是填料的一个重要性质。形态对填充体系的流变性能、加工性能、成品力学性能、电性能等均有重要影响。 第四节 填料性质对橡胶加工性能的影响 1.填料性质对混炼的影响 填料的粒径、结构、表面性质对于混炼过程和混炼胶性质均有影响，分述如下: 1.1炭黑性质对混炼过程的影响 粒径越细的填料混炼越困难，吃料慢，耗能高，生热高，分散越困难。 1.2炭黑性质对混炼胶粘度的影响 混炼胶的流动粘度在加工过程中十分重要。一般填料粒径越细、结构度越高、填充量越大、表面活性越高，则混 炼胶粘度越高。 1.3填料性质对压延压出的影响 压延效应 1.4填料性质对硫化的影响 填料性质对硫化的影响比较复杂，其中填料的PH值影响较大，结果是明确的。PH值低的硫化慢，焦烧时间长。 炭黑粒径越小，焦烧越快。 白炭黑的含水率大会引起焦烧时间缩短及正硫化时间缩短。 第五讲 第四章橡胶的老化与防护体系 第一节概述 1.橡胶老化 1.1老化 橡胶制品在储存和使用一段时间以后,就会变硬、龟裂或发粘，以至不能使用，这种现象称之为“老化”。导致橡胶老化的因素很多，主要有热、氧、臭氧、微量金属、阳光、紫外线等。屈扰疲劳主要是增加橡胶分子与氧的接触面积，从而加速老化。 能抑制或减弱橡胶发生老化现象的物质称为“防老剂”。橡胶的老化是一种复杂的不可逆转的化学反应过程，是一种不依人们的意志为转移的客观 规律，要想绝对防止橡胶老化的发生时不可能的，只能通过对老化的研究掌握其老化的规律，然后利用这种规律采用适当的措施，延缓老化速度，达到延长使用寿命的目的。防护方法概括为:物理防护方法和化学防护方法。 所谓物理防护方法是指能够尽量避免橡胶与老化因素相互作用的方法，如加石蜡等。所谓化学防护方法是指通过参入老化反应来阻止或延缓橡胶老化反应继续进行的方法，如加入胺类防老剂等。 第二节橡胶的热降解 在影响老化的物理因素中，热是最基本的而且是最重要的因素。 第三节橡胶的热氧老化 天然橡胶等含有异戊二烯单元的橡胶在热氧老化过程中都是以分子链断裂为主;顺丁橡胶等含有丁二烯的橡胶在热氧老化过程中都是以交联反应为主。 第四节橡胶的热氧老化的防护 第五节金属离子的催化老化 橡胶在产生热氧老化或光氧老化时，若有某些金属离子存在，可大大加速老化进程，这称之为金属离子的催化氧化。 第六节橡胶的臭氧老化及防护 橡胶的臭氧老化与其他因素所产生的老化不同，主要有如下特征:a. 橡胶的臭氧老化是一种表面反应;b.未受拉伸的橡胶暴露在臭氧环境中时，橡胶与臭氧反应直到表面上双健完全反应掉以后终止，在表面上形成一层类似喷霜状的灰白色的硬脆膜;c. 橡胶在产生臭氧龟裂时，裂纹的方向与受力的方向垂直。 第七节橡胶的疲劳老化及防护 橡胶的疲劳老化是指在交变应力或应变作用下，使橡胶的物理机械性能逐渐变坏，以至最后丧失使用价值的现象。 第八节橡胶防老剂 1.防老剂 化学防老剂能抑制橡胶分子自由基的链式反应，防止因自由基的链式反应而引起橡胶结构及性能的变化，以达到防止老化的目的。 常用橡胶防老剂有: 2.胺类防老剂 胺类防老剂主要用于抑制热氧老化、臭氧老化、疲劳老化及重金属粒子的催化氧化，防护效果突出。其缺点是具有污染性。 例如对苯二胺类衍生物:防老剂4010NA(IPPD)、防老剂H(DPPD)、防老剂4020(6PPD),是目前橡胶工业中最广泛使用的一类防老剂。尽管它们的价格较高，但与它们的全面防护效果相比，是不成问题的。 3.酮胺类:防老剂RD、防老剂BLE,可赋予二烯烃橡胶很好的耐热氧化性能，在某些情况下还可以赋予很好的耐曲扰龟裂性，但很少有抑制重金属粒子的催化氧化和臭氧老化的功能。 4.物理防老剂 例如石蜡。当在橡胶中加入一定的石蜡时，在硫化温度下它可以完全熔解，但当硫化完冷却后则处于过饱和状态，因而不断向表面喷出形成一层薄的蜡膜，在橡胶表面形成了一层屏障，阻止了空气中的臭氧对橡胶的进攻，防止了臭氧龟裂的产生。 第六讲(选) 第五章橡胶的增塑体系 第一节橡胶的增塑剂的分类 1.橡胶的增塑剂通常是一类分子量较低的化合物。加入橡胶后，能够将低橡胶分子链间的作用力，使粉末状配合剂与生胶很好地浸润，从而改善了 混炼工艺，使配合剂分散均匀，混炼时间缩短，耗能低，并能减少混炼过程中的生热现象，同时它能增加胶料的可塑性、流动性、粘着性，便于压延、压出和成型等工艺操作。橡胶的增塑体系还能改善硫化胶的某些物理机械性能，如降低硫化胶的硬度和定伸应力，赋予硫化胶较高的弹性和较低的生热，提高其 耐寒性。 2.凡能增加胶料的塑性流动，使之易于加工，并能适当改善制品的某些性能的物质称为增塑剂。 第二节橡胶的增塑原理(选) 第三节石油系增塑剂及其它系列增塑剂 增塑剂按其来源不同可分为如下五类:a.石油系增塑剂;b.煤焦油系增塑剂;c.松焦油系增塑剂;d.脂肪油系增塑剂;e.合称增塑剂。 第四节合成增塑剂和新型增塑剂 特别声明: 1:资料来源于互联网，版权归属原作者 2:资料内容属于网络，与本账号立场无关 3:如有侵权，请告知，立即删除。