《天然橡胶加工学》课程教学资源（参考资料）橡胶加工原理和工艺（PPT讲稿）

橡胶加工原理和工艺

橡胶加工原理和工艺

1,橡胶的分类 橡胶分为天然橡胶和合成橡胶。 一.天然橡胶 从橡胶树流出的胶乳是中性乳白色液色胶粒一般带负电，粒 径平均在0.25一0.50微米之间。这种天然胶乳除直接用于胶 乳工业，其它绝大部分经凝聚（加入醋酸）后，压片成天然生胶， 以便于运输和加工。 CHy (CH:-C-CH-CH:Ye

1. 橡胶的分类 橡胶分为天然橡胶和合成橡胶。 一. 天然橡胶 从橡胶树流出的胶乳是中性乳白色液色胶粒一般带负电，粒 径平均在o．25一o．50微米之间。这种天然胶乳除直接用于胶 乳工业，其它绝大部分经凝聚(加入醋酸)后，压片成天然生胶， 以便于运输和加工

天然橡胶在结构上分为顺式和反式两种。 8.16 CH CH: C一CH CH, CH, CH: C一CIt CH; CHy (顺式1,4结构) 以三叶橡胶为代表，在室温下具有弹性和柔软性，是名副其 实的弹性橡胶，顺式一1,4结构橡胶的等同周期较大 (8.16A),因而弹性较好

天然橡胶在结构上分为顺式和反式两种。 以三叶橡胶为代表，在室温下具有弹性和柔软性，是名副其 实的弹性橡胶，顺式—1，4结构橡胶的等同周期较大 (8．16A)，因而弹性较好

CH: (反式-1,4结构) 以马来胶为代表，在室温下呈硬固状态，在50℃方能软化成 为类似橡胶的弹性体，是一种天然硬橡胶。反式一1,4结构橡 胶的等同周期小(4.8A),两个取代基相距较近，分子结构较紧 密而不易内旋转，以致弹性较差

以马来胶为代表，在室温下呈硬固状态，在50℃方能软化成 为类似橡胶的弹性体，是一种天然硬橡胶。反式—1，4结构橡 胶的等同周期小(4．8A)，两个取代基相距较近，分子结构较紧 密而不易内旋转，以致弹性较差

天然橡胶无一定熔点，加热后慢慢地软化到140℃时融熔，至 200℃左右开始分解；270℃则剧烈分解；常温下稍带塑性，温度降 低则逐渐变硬，至0℃时，弹性大大地减小，一70℃时变成脆性物质。 受冷陈的生胶加热到常温，可恢复原状。 天然橡胶是非极性物底易溶于汽油、苯、二硫化碳及卤代烃等溶 剂中，不溶于乙醇、丙酮、乙酸乙酯等极性溶剂。 天然橡胶因结构中含有不饱和双键，所以容易进行加成、取代、 氧化、交联等化学反应。 天然橡胶的弹性卓越，弹性伸长率可达1000%；它还具有较高的机 械强良且因其系结晶性橡胶，故自补强性能良好，天然橡胶的耐屈挠 性、透气性、电性能都很好。这些性能都是合成橡胶所不及。因此， 天然橡胶至今仍是最主要的一种橡胶

天然橡胶无一定熔点，加热后慢慢地软化到140℃时融熔，至 200℃左右开始分解；270℃则剧烈分解；常温下稍带塑性，温度降 低则逐渐变硬，至0℃时，弹性大大地减小，—70℃时变成脆性物质。 受冷陈的生胶加热到常温，可恢复原状。 天然橡胶是非极性物底易溶于汽油、苯、二硫化碳及卤代烃等溶 剂中，不溶于乙醇、丙酮、乙酸乙酯等极性溶剂。 天然橡胶因结构中含有不饱和双键，所以容易进行加成、取代、 氧化、交联等化学反应。 天然橡胶的弹性卓越，弹性伸长率可达1000％；它还具有较高的机 械强良且因其系结晶性橡胶，故自补强性能良好，天然橡胶的耐屈挠 性、透气性、电性能都很好。这些性能都是合成橡胶所不及。因此， 天然橡胶至今仍是最主要的一种橡胶

二.合成胶 合成橡胶的种类很多，按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合 成橡胶。用以代替天然橡胶来制造轮胎及其它常用橡胶制品备称为通用 合成橡胶；具有耐寒、耐热、耐臭氧、耐油等特殊性能，用来制造特定 条件下使用的橡胶制品，称为特种合成橡胶。特种橡胶随着其综合性能 的改进、成本的降低、以及逐步推广应用，也有可能作为通用合成橡胶 来使用。例如丁基胶起初以气密性及耐老化性见长而被列为特种橡胶， 但目前已推广使用到轮胎的内胎及其它许多制品方面所以亦属于通用橡 胶。 常用的通用合成橡胶备丁苯、顺丁、氯丁、丁基、聚异戊二烯、乙丙、 丁腈等。特种橡胶则包括三元乙丙、氯璜化聚乙烯、氯化 聚乙烯、聚氨基甲酸酯以及硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇胶、 聚硫橡胶等

二. 合成胶 合成橡胶的种类很多，按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合 成橡胶。用以代替天然橡胶来制造轮胎及其它常用橡胶制品备称为通用 合成橡胶；具有耐寒、耐热、耐臭氧、耐油等特殊性能，用来制造特定 条件下使用的橡胶制品，称为特种合成橡胶。特种橡胶随着其综合性能 的改进、成本的降低、以及逐步推广应用，也有可能作为通用合成橡胶 来使用。例如丁基胶起初以气密性及耐老化性见长而被列为特种橡胶， 但目前已推广使用到轮胎的内胎及其它许多制品方面所以亦属于通用橡 胶。 常用的通用合成橡胶备丁苯、顺丁、氯丁、丁基、聚异戊二烯、乙丙、 丁腈等。特种橡胶则包括三元乙丙、氯璜化聚乙烯、氯化 聚乙烯、聚氨基甲酸酯以及硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇胶、 聚硫橡胶等

一般地讲，合成胶由于分子链组成和不饱和性， 链的规整性和立体构型，分子量和分子量分布以及橡 胶的极性等与天然胶不同，均具有某些特性，在一些 性能上优于天然胶，但综合性能仍不及天然橡胶，所 以技术上也将多种合成胶并用或将合成胶与天然胶并 用以改善某些性能

一般地讲，合成胶由于分子链组成和不饱和性， 链的规整性和立体构型，分子量和分子量分布以及橡 胶的极性等与天然胶不同，均具有某些特性，在一些 性能上优于天然胶，但综合性能仍不及天然橡胶，所 以技术上也将多种合成胶并用或将合成胶与天然胶并 用以改善某些性能

2.配合剂 一.硫化剂 硫化剂是一类使橡胶由线型长链分子转变为网状大分子的 物质，这种转变过程称为硫化。 可作为硫化剂的物质有硫磺、一氯化硫、硒、碲及其氯化 物、硝基化合物、重氮化合物、有机过氧化物以及某些金属 (锌、铅、锡、镁)的氯化物等。但使用最普便的是硫磺，只有 硅橡胶等饱和胶采用有机过氧化物为硫化剂，氯丁胶采用氧 化锌为硫化剂

2. 配合剂 一. 硫化剂 硫化剂是一类使橡胶由线型长链分子转变为网状大分子的 物质，这种转变过程称为硫化。 可作为硫化剂的物质有硫磺、一氯化硫、硒、碲及其氯化 物、硝基化合物、重氮化合物、有机过氧化物以及某些金属 (锌、铅、锡、镁)的氯化物等。但使用最普便的是硫磺．只有 硅橡胶等饱和胶采用有机过氧化物为硫化剂，氯丁胶采用氧 化锌为硫化剂

橡胶工业中一般都采用硫磺粉，它是将硫磺块粉碎筛选得到的， 粒子较粗，纯度较低，粉末呈淡黄，无臭，比重1.96一2.07： 焰点114一118℃，为斜方形结晶。 硫黄的用量在软质胶料中为1一4份（即100重量份的生胶用硫 黄1一4份，以下同)。半硬质胶料中用10份左右，在硬质胶料中 用30-50份。 为了获得高质量的硫化应，硫黄等物质在胶料中的均匀分布是 非常必要的。因此硫黄在生胶中的溶解、扩散和结晶作用，对于 正确制定混炼工艺十分必要

橡胶工业中一般都采用硫磺粉，它是将硫磺块粉碎筛选得到的， 粒子较粗，纯度较低，粉末呈淡黄，无臭，比重1．96—2．07； 焰点114—118℃，为斜方形结晶。 硫黄的用量在软质胶料中为1—4份(即100重量份的生胶用硫 黄1—4份，以下同)。半硬质胶料中用10份左右，在硬质胶料中 用30一50份。 为了获得高质量的硫化应，硫黄等物质在胶料中的均匀分布是 非常必要的。因此硫黄在生胶中的溶解、扩散和结晶作用，对于 正确制定混炼工艺十分必要

硫磺能溶于橡胶中。其溶解度因橡胶类型而不同，但都随温度增加 而增大。在天然橡胶中，若配合硫黄4份，当温度超过68C以上时， 硫黄完全溶解成稳定的溶液；当胶料冷却到35一68°℃之间时，则一 部分硫黄处于亚稳定状态。当胶料表面粘上灰尘或手抚摸时，处于亚 稳定状态的硫黄便在胶料表面呈细微结晶而析出，这种现象叫喷硫。 喷硫现象破坏了硫黄在胶料中分散的均匀性，以致使硫化胶的质量降 低同时也会降低胶料表面的粘着能力，给生产造成困难。混炼不均匀、 混炼温度过高、配方中硫磺用量过多、以及停放时问过长等都是产生 喷硫现象的原因。为了减少和避免喷硫现象，应尽可能采用低温短时 间混炼，使硫黄在胶科中均匀分散。此外，在配方中加入再生胶、瓦 斯炭黑、软化剂等都能增加硫黄溶解度，加入吸附硫磺的配合剂也可 抑制胶料的喷硫现象

硫磺能溶于橡胶中。其溶解度因橡胶类型而不同，但都随温度增加 而增大。在天然橡胶中，若配合硫黄4份，当温度超过68℃以上时， 硫黄完全溶解成稳定的溶液；当胶料冷却到35—68℃之间时，则一 部分硫黄处于亚稳定状态。当胶料表面粘上灰尘或手抚摸时，处于亚 稳定状态的硫黄便在胶料表面呈细微结晶而析出，这种现象叫喷硫。 喷硫现象破坏了硫黄在胶料中分散的均匀性，以致使硫化胶的质量降 低同时也会降低胶料表面的粘着能力，给生产造成困难。混炼不均匀、 混炼温度过高、配方中硫磺用量过多、以及停放时问过长等都是产生 喷硫现象的原因。为了减少和避免喷硫现象，应尽可能采用低温短时 间混炼，使硫黄在胶科中均匀分散。此外，在配方中加入再生胶、瓦 斯炭黑、软化剂等都能增加硫黄溶解度，加入吸附硫磺的配合剂也可 抑制胶料的喷硫现象