毕业季总结橡胶加工工艺及配方设计
一、配方设计的程序是什么?
1、制品性能和使用条件的分析
2、加工性能和制造工艺的分析
3、确定胶料的技术要求
4、性能研究配方制订
5、进行试验并选取最佳配方
6、复试和扩大中试
7、 确定生产配方
二、掌握橡胶配方五大体系的基本内容。
(1)生胶——最重要的组成部分,决定了胶料的使用性能、工艺性能和产品的成本。
(2)硫化体系——使橡胶大分子发生化学交联。
(3)填充补强体系——提供胶料的强度和降低成本
(4)防老体系——提高胶料的耐老化性能(耐臭氧、耐热和耐疲劳)。 (5)软化增塑体系——改善胶料的加工性能,降低成本,提高硫化胶料的耐寒性。
三、掌握常见橡胶的分子结构、极性、结晶等与性能特点
。
NR
的主要成分是异戊二烯的均聚物,其中顺式加成结构达97%。
性能优点
(1)NR是一种结晶性橡胶,可拉伸结晶,且NR具有较高的分子量。NR纯胶硫化后强度可达25MPa;用炭黑增强后可达35MPa。
(2)NR的撕裂强度也很高,最高超100kN/m。
(3)回弹性高,滞后损失小,生热低,良好的耐疲劳性。
(4)NR具有较高的耐磨性。
(5)混炼胶黏合性强,生胶强度高,挺性好。 性能缺点:
耐热性不高,长期使用温度低于90oC,可在100oC下可短期使用;耐老
化,耐O3性能不高——主链上存在大量的不饱和双键。
NR的耐燃料油性差——非极性橡胶与烃类油相容性高。
SBR的性能特点:
非结晶性橡胶,必须使用增强填料补强。
补强后的强度能达到NR纯硫化胶的水平。 耐磨性较好(特别是高温),耐寒性较差(比NR),内耗大,生热高,弹性较低。
耐热氧老化特性优于NR,硫化速度较NR慢(因SBR的双键浓度较低和苯环的体积位阻效应);SBR的使用上限温度比NR高10-20℃。
SBR的耐溶剂性能以及电绝缘性能与NR相似,因为均为非极性二烯类橡胶。 SSBR比ESBR的弹性好,滚动阻力低,抓着力高。
加工性能比NR稍差,尤其是SSBR包辊性差 ,自粘互粘性差。
顺1,4丁二烯橡胶(顺丁橡胶)
(1)顺1,4结构达到95%~98%的丁二烯橡胶被称为顺丁橡胶。 高弹性、耐寒性好、耐磨耗、耐动态疲劳、动态内耗生热低。
拉伸强度、撕裂强度低;抗湿滑性不良;加工性能不好、生胶会因自重而发生冷流。
顺丁胶很少单独使用,经常与其它通用橡胶并用,主要用于轮胎。 (2)中乙烯基丁二烯橡胶
乙烯基含量在35~55%的低顺式丁二烯橡胶。 合适含量的乙烯基提高了耐磨性和耐老化性能。
其硫化胶料的抗湿滑性能可以和SBR相当,但耐磨性提高20~30%—适于制造小型轮胎。
(3)反1,4丁二烯橡胶
反式1,4的结构一般>80%。
在室温下存在结晶,生胶强度、硬度高、耐磨性极好;弹性与SBR接近、动态生热大。 主要用于制造鞋底、地板、垫圈等。
氯丁橡胶
硫调型
非硫调型
G型分子间的S-S键容易在一定的条件下发生断裂,储存稳定性不好。在混炼加工过程中也容易断裂,分子量大幅度改变,加工条件不好控制。但G型S—S断裂后产生S—H是CR交联的促进剂。
CR的性能特点:
结晶性橡胶——纯胶强度高,交联纯胶的强度略高于交联NR。 弹性低、动态内耗大、耐寒性差。
含有大量-Cl取代基团——阻燃性、耐烷烃油好、黏合强度高、但电绝缘性差。
C-Cl和C=C的共扼——耐热性、耐候性和耐O3性优异。使用温度可达120摄氏度。
丁基橡胶(IIR)
IIR橡胶在主链上含有少量的异戊二烯——通常100个碳原子才有一个双键。饱和度很高。
耐热性高——可短期在200℃使用。 耐气候性优良
耐O3性优良——是通用橡胶的10倍以上 缺点——交联速度慢 聚异丁烯段规整、对称性高——结晶性橡胶。也具有拉伸诱导结晶的现象,纯胶强度高(14~21MPa)。
异丁烯主链上多而密集的侧甲基,填补了分子链间的孔隙——IIR耐透气性和耐透水性优异。
异丁烯主链上多而密集的侧甲基,导致分子链在相对运动时,内摩擦大、内耗高——适合用于阻尼减震材料。
IIR的自黏性和互黏性差,与其它通用橡胶相容性低——通过卤化的方法提高黏结性(卤素含量1~2%):溴化丁基(BIIR)、氯化丁基(CIIR)
丁腈橡胶(NBR)
NBR的性能特点:
NBR突出的性能是具有优异的耐非极性油和溶剂性。
NBR是非结晶性橡胶,需要用活性填料增强才能具有适用的力学性能。 NBR的耐热性不高,但好于NR,SBR,BR,长期使用温度可达120℃。 NBR的耐O3性好于通用的二烯类不饱和橡胶。 丙烯腈的含量对NBR性能有极大的影响 丙烯腈含量增多:
硬度、定伸应力、拉伸强度、耐磨性提高; 耐油性、耐热....
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