【材料課件】第4章合成橡膠(已修改)
2025-03-01 12:26 本頁(yè)面
【正文】 概述 ?高彈性：在外力作用下具有較大的 彈性形變 ，最高可達(dá) 1000%，除去外力后變形很快恢復(fù)； ?柔軟性好、硬度低； ?還具有高分子材料的共性：粘彈性、絕緣性、環(huán)境老化性、密度小。 橡膠的特征 大分子構(gòu)象變化帶 來(lái)的熵彈性。 （ 1）天然橡膠的發(fā)現(xiàn)和利用 橡膠的發(fā)展歷史 ? 早在 11世紀(jì)，南美洲人即已開(kāi)始利用野生天然橡膠。 ? 1496，哥倫布第二次到美洲，發(fā)現(xiàn)橡膠樹； ? 1736年法國(guó)人孔達(dá)米納參加法國(guó)科學(xué)院赴南美考察隊(duì)，觀察到三葉橡膠樹流出的膠乳可固化為具有彈性的物質(zhì)。 ? 1823，英國(guó)人麥金托什創(chuàng)辦第一個(gè)橡膠防水布廠 —— 橡膠工業(yè)的開(kāi)始； ? 同期，英國(guó)人漢考克發(fā)現(xiàn)橡膠通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒的縫隙反復(fù)加工，可以降低彈性，提高塑性。這一發(fā)現(xiàn)奠定了橡膠加工的基礎(chǔ)，他被公認(rèn)為世界橡膠工業(yè)的先驅(qū)。 ? 1839， Goodyear發(fā)現(xiàn)硫磺可使橡膠硫化 —— 奠定橡膠加工業(yè)的基礎(chǔ)； ? 1888，鄧錄普發(fā)明充氣輪胎 —— 橡膠工業(yè)真正起飛； ? 1904， Mote采用碳黑對(duì)橡膠進(jìn)行增強(qiáng)。 橡膠的發(fā)展歷史 （ 2）合成橡膠的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用 ? 1900，確定了天然橡膠的結(jié)構(gòu) —— 合成橡膠成為可能； ? 1932，前蘇聯(lián)使丁鈉橡膠工業(yè)化，之后相繼出現(xiàn)了氯丁、丁腈、丁苯橡膠； ? 19世紀(jì) 50年代， ZeiglerNatta催化劑的發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致合成橡膠的新飛躍，出現(xiàn)了順丁、乙丙、異戊橡膠； ? 茂金屬催化劑給橡膠工業(yè)帶來(lái)新的革命（ 聚合產(chǎn)物不用脫除殘留催化劑，產(chǎn)品顏色透亮，聚合物結(jié)構(gòu)均勻，產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量分布窄，物理機(jī)械性能優(yōu)異 ） 。 ? 環(huán)氧化、接枝、共混、動(dòng)態(tài)硫化等技術(shù)的采用，橡膠向著高性能化、功能化特種化方向發(fā)展。 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 從 2023年起，中國(guó)即成為世界第一橡膠消費(fèi)大國(guó)； 但我們又是一個(gè)橡膠資源匱乏的國(guó)家，“十五”以來(lái)，國(guó)內(nèi)消費(fèi)的天然橡膠 65%以上、合成橡膠 40%以上靠進(jìn)口。 橡膠的分類 通用合成橡膠 特種合成橡膠 丁苯橡膠（ SBR） 順丁橡膠（ BR） 丁腈橡膠（ NBR） 乙丙橡膠（ EPM） 氯丁橡膠（ CR） 異戊橡膠（ IR） 硅橡膠（ SiR） 氟橡膠（ FPM） …… 聚氨酯橡膠（ PU） 按來(lái)源和用途分 合成 橡膠 天然橡膠 按形態(tài)分：固體、液體、粉末橡膠 橡膠的配合與加工工藝 要使橡膠轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂刑囟ㄐ阅堋⑻囟ㄐ螤畹南鹉z制品，要進(jìn)行配合設(shè)計(jì)和一系列復(fù)雜的的加工過(guò)程。 （ 1）橡膠的配合 —— 根據(jù)制品性能要求，進(jìn)行配方設(shè)計(jì) 生膠體系： 天然橡膠、合成橡膠、再生膠及熱塑性樹脂等 硫化體系： 硫化劑：硫黃、含硫化合物、過(guò)氧化物、醌類化合物、胺類化合物等； 還包括硫化促進(jìn)劑（噻吩類物質(zhì)）和硫化活性劑（提高促進(jìn)劑的活性）； 增強(qiáng)體系： 炭黑、白炭黑等（輪胎里含量達(dá)到 50%，增強(qiáng)、耐磨） 另外，還會(huì)加一些增塑劑、防老劑、可賦予橡膠特有功能的配合劑等。 橡膠的配合與加工工藝 （ 2）橡膠的加工工藝 —— 一般包括塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化等工藝 a. 塑煉： 使生膠由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂锌伤苄誀顟B(tài)的工藝過(guò)程，依靠機(jī)械力、熱和氧的作用，使橡膠大分子斷裂，以降低分子量、粘度、彈性，獲得可塑性、流動(dòng)性和可加工性； 設(shè)備：開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī) 橡膠的配合與加工工藝 b. 混煉： 將各種配合劑混入生膠中制成均勻的混煉膠； 塑 煉 膠促 進(jìn) 劑 、活 性 劑 、防 老 劑增 降 劑 、填 充 劑增 塑 劑硫 化 劑 橡膠的配合與加工工藝 利用壓延機(jī)輥筒之間的擠壓力作用，使物料發(fā)生塑性流動(dòng)變形，制成具有一定斷面尺寸規(guī)格和規(guī)定斷面幾何形狀的片狀或薄膜狀材料；或者將聚合物覆蓋并附著于紡織物表面。 c. 壓延 壓延完成的作業(yè)：膠料的壓片、壓型、貼合、紡織物的貼膠、擦膠 設(shè)備：壓延機(jī)，最普遍為三輥或四輥 壓片：把混煉膠制成具有規(guī)定厚度、寬度和光滑表面的膠片。 壓型：將膠料制成表面有花紋并具有一定斷面形狀的帶狀膠片。 貼合：通過(guò)壓延使兩層薄膠片合成一層膠片。 紡織物的貼膠：使膠料和織物掛膠織物的作業(yè)。 紡織物的擦膠：利用壓延機(jī)輥筒轉(zhuǎn)速不同，把膠料擦入織物線縫中。 ： 膠料通過(guò) 壓出機(jī)或螺桿擠出機(jī)制成各種復(fù)雜斷面形狀的半成品的工藝過(guò)程 制品：膠條、膠管、門窗密封條 e. 成型： 把構(gòu)成制品的各部件，通過(guò)粘貼、壓合等方法組成具有一定形狀的整體的制品。 f. 硫化： 膠料在一定壓力和溫度下，橡膠大分子由線性結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)過(guò)程。 天然橡膠 （ NR） ? 98% NR來(lái)自巴西橡膠樹； ? 全世界 NR的 90%以上產(chǎn)自東南亞地區(qū)，主要是馬來(lái)西亞、印尼、斯里蘭卡、泰國(guó)； ? 至今 NR的消耗量仍約占橡膠總消耗量的 40%； 天然橡膠的制備與分類 新 鮮 膠 乳稀 釋除 雜濃 縮凝 固脫 水干 燥分 級(jí)包 裝濃 縮 膠 乳干 膠 固體天然橡膠分為通用天然橡膠、特制天然橡膠和改性天然橡膠。 （ 1） 通用天然橡膠 ( 8個(gè)品種 、 35個(gè)級(jí)別 ） 煙片膠： 經(jīng)凝固、壓片、煙熏等工藝制成的表面帶菱形花紋的棕色膠片。煙片膠綜合性能好，保存時(shí)間長(zhǎng)，物理力學(xué)性能是 NR中最好的，可用于輪胎和一般橡膠制品。曾是用量最大、用途最廣的一個(gè)品種。 海南民營(yíng)瓊島牌優(yōu)級(jí)煙片膠 型號(hào) RS
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