橡胶基础知识培训课件.ppt
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- 橡胶 基础知识 培训 课件
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1、橡胶基础知识橡胶基础知识一、关于橡胶的几个概念一、关于橡胶的几个概念 1.1.橡胶:橡胶:ASTM - D1566 ASTM - D1566 中定义如下,橡中定义如下,橡胶是一种材料胶是一种材料 ,它在大的形变下,能迅,它在大的形变下,能迅速而有力恢复其形变,能够被改性。速而有力恢复其形变,能够被改性。(定义中所指的改性实质是指硫化。)(定义中所指的改性实质是指硫化。) 2.2.硫化:橡胶的线型大分子通过化学交硫化:橡胶的线型大分子通过化学交联而构成三维网络结构的化学变化过程。联而构成三维网络结构的化学变化过程。 3.3.生胶:尚未被硫化交联的橡胶,由线生胶:尚未被硫化交联的橡胶,由线型大分子
2、或者带支链的线型大分子构成。型大分子或者带支链的线型大分子构成。 4.4.混炼胶:混炼胶:配合剂混合于块状、粒配合剂混合于块状、粒状和粉末状生胶中的未交联状态状和粉末状生胶中的未交联状态, ,且且具有流动性的胶料。具有流动性的胶料。 5.5.硫化胶:使混炼胶在一定的时间、硫化胶:使混炼胶在一定的时间、温度、压力下发生交联反应后的橡温度、压力下发生交联反应后的橡胶。胶。 橡胶分子链硫化前后网络结构示意图橡胶分子链硫化前后网络结构示意图A.生胶生胶B.硫化胶硫化胶二、橡胶的分类 1.1.按来源结构和用途分类按来源结构和用途分类天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶通用合成橡胶通用合成橡胶特种合成橡胶特种
3、合成橡胶丁苯橡胶(SBR)顺丁橡胶(BR)丁腈橡胶(NBR)丁基橡胶(IIR)乙丙橡胶(EPDM)氟橡胶(FKM)硅橡胶(MVQ)丙烯酸酯橡胶(ACM)氯磺化聚乙烯(CSM) 2.2.按化学结构分类按化学结构分类碳链橡胶碳链橡胶不饱和非极性橡胶天然橡胶(NR)丁苯橡胶(SBR)顺丁橡胶(BR)异戊橡胶(IR) 不饱和极性橡胶丁腈橡胶(NBR)氯丁橡胶(CR) 饱和非极性橡胶乙丙橡胶(EPDM) 饱和极性橡胶丁基橡胶(IIR)氟橡胶(FKM)丙稀酸酯橡胶(ACM)氯磺化聚乙烯(CSM)杂链橡胶杂链橡胶硅橡胶(MVQ)聚硫橡胶(T) 3.3.按形态分类按形态分类按形态分类按形态分类固体橡胶固体橡胶
4、液体橡胶液体橡胶粉末橡胶粉末橡胶 4.4.按交联方式分类按交联方式分类化学交联的传统橡胶化学交联的传统橡胶热塑性弹性体热塑性弹性体热塑性弹性体热塑性弹性体(TPE) 是常温下表现出硫化是常温下表现出硫化橡胶性能橡胶性能, 而在高温下可进行塑化而在高温下可进行塑化, 且可用且可用塑料加工机械进行成型的高分子材料。塑料加工机械进行成型的高分子材料。三、橡胶的配合三、橡胶的配合 橡胶的配合是指:根据成品的性能橡胶的配合是指:根据成品的性能要求,考虑加工工艺性能的要求和要求,考虑加工工艺性能的要求和成本诸因素,把生胶和各种配合剂成本诸因素,把生胶和各种配合剂组合在一起的过程。组合在一起的过程。配合体系
5、配合体系 1.1.生胶生胶 2.2.硫化体系硫化体系 3.3.补强填充体系补强填充体系 4.4.增塑体系增塑体系 5. 5. 防护体系防护体系 1.1.生胶种类生胶种类 2.2.硫化体系硫化体系 作用:与橡胶大分子起化学作用作用:与橡胶大分子起化学作用, ,使橡胶线性使橡胶线性大分子交联大分子交联, ,形成空间网络结构形成空间网络结构, ,提高性能提高性能, ,稳稳定形状定形状. . (1)(1)硫化剂硫化剂: :橡胶分子间的交联助剂橡胶分子间的交联助剂 一般采用硫磺及含硫化合物,部分合成橡胶一般采用硫磺及含硫化合物,部分合成橡胶也采用金属氧化物,过氧化物,合成树脂,也采用金属氧化物,过氧化物
6、,合成树脂,胺类皂盐。胺类皂盐。 (2)(2)硫化促进剂硫化促进剂: :加快硫化速度加快硫化速度, ,缩短硫缩短硫化时间化时间, ,提高物理机械性能提高物理机械性能. . 按硫化速度快慢分为:氨基甲酸盐类、按硫化速度快慢分为:氨基甲酸盐类、秋兰姆类、噻唑类、次磺酰胺类和胍秋兰姆类、噻唑类、次磺酰胺类和胍类类 常见举例如下:常见举例如下: 氨基甲酸盐类氨基甲酸盐类:ZDC,ZDMC:ZDC,ZDMC 秋兰姆类秋兰姆类:TMTD,TMTM:TMTD,TMTM 噻唑类噻唑类:M,DM:M,DM 次磺酰胺类次磺酰胺类: NOBS ,CZ,DZ: NOBS ,CZ,DZ 胍类胍类:D:D (3)(3)硫
7、化促进助剂硫化促进助剂( (活化剂活化剂): ): 活化胶活化胶料体系料体系, ,主要有氧化锌主要有氧化锌(ZnO)(ZnO)和脂肪和脂肪酸酸. . (4)(4)硫化延迟剂硫化延迟剂( (防焦剂防焦剂):):常用的防常用的防焦剂有芳香族有机酸及焦剂有芳香族有机酸及N-N-环己基硫环己基硫代邻苯二甲酰亚胺代邻苯二甲酰亚胺(CTP)(CTP) 3.3.补强填充体系补强填充体系 补强填充体系补强填充体系, ,提高胶料物理机械性能提高胶料物理机械性能. . (1)(1)炭黑炭黑: : 炭黑的主要牌号炭黑的主要牌号 (ASTM)(ASTM) N110 (SAF) N110 (SAF) 俗称俗称: :超耐
8、磨炭黑超耐磨炭黑; ;平均粒径平均粒径19nm19nm N220 (ISAF)N220 (ISAF)俗称俗称: :中超耐磨炭黑中超耐磨炭黑; ;平均粒径平均粒径23nm23nm N330 (HAF) N330 (HAF) 俗称俗称: :高耐磨炭黑高耐磨炭黑; ;平均粒径平均粒径29nm29nm N550 (FEF) N550 (FEF) 俗称俗称: :快压出炭黑快压出炭黑 ; ;平均粒径平均粒径42nm42nm N660 (GPF) N660 (GPF) 俗称俗称: :通用炭黑通用炭黑 ; ;平均粒径平均粒径60nm60nm 炭黑粒子表面模型炭黑粒子表面模型 炭黑聚集体的透射电子显微镜照片炭黑
9、聚集体的透射电子显微镜照片 补强性填充剂对橡胶补强性的大小补强性填充剂对橡胶补强性的大小, , 与橡胶和填充剂的结合力与橡胶和填充剂的结合力( (相互作用相互作用) )、补强剂在橡胶中的分散状态关系密切。补强剂在橡胶中的分散状态关系密切。 (2)(2)白炭黑白炭黑 超微细粒子的二氧化硅超微细粒子的二氧化硅, ,外观呈白色外观呈白色, ,其配合胶料的拉伸强度其配合胶料的拉伸强度, ,耐磨性不如炭耐磨性不如炭黑黑, ,但可用于白色制品或浅色制品但可用于白色制品或浅色制品. . (3 3)无机填料:对橡胶增容,降低)无机填料:对橡胶增容,降低成本,但与橡胶的结合力较差,降低成本,但与橡胶的结合力较差
10、,降低胶料的物理机械性能。胶料的物理机械性能。 碳酸钙、陶土、硅藻土、滑石粉、云碳酸钙、陶土、硅藻土、滑石粉、云母粉等。母粉等。 4.4.增塑体系增塑体系 增塑剂通常是一类分子量较低的化合物,增塑剂通常是一类分子量较低的化合物,加入胶料中能降低橡胶分子链间作用力,加入胶料中能降低橡胶分子链间作用力,使粉末状配合剂很好的浸润,从而改善使粉末状配合剂很好的浸润,从而改善混炼工艺,使配合剂分散均匀,混炼时混炼工艺,使配合剂分散均匀,混炼时间缩短,节约能耗,并能降低混炼过程间缩短,节约能耗,并能降低混炼过程中的升热现象,同时它能增加胶料的可中的升热现象,同时它能增加胶料的可塑性、流动性、黏着性,便于压
11、延,压塑性、流动性、黏着性,便于压延,压出和成型。出和成型。 增塑剂分类增塑剂分类 (1 1)石油系增塑剂:常用的有石蜡)石油系增塑剂:常用的有石蜡( (油)、油)、环烷烃、芳香烃。环烷烃、芳香烃。 (2 2)煤焦油系增塑剂:常用的有古马隆树)煤焦油系增塑剂:常用的有古马隆树脂,煤焦油。脂,煤焦油。 (3 3)松油系增塑剂:松焦油、松香等)松油系增塑剂:松焦油、松香等 (4 4)脂肪油系增塑剂:常用的有硬脂酸和)脂肪油系增塑剂:常用的有硬脂酸和油膏。油膏。 (5 5)合成增塑剂:邻苯二甲酸酯类,环氧)合成增塑剂:邻苯二甲酸酯类,环氧类、含氯类和磷酸酯类类、含氯类和磷酸酯类 (后两种为耐燃性(后
12、两种为耐燃性增塑剂增塑剂) )。 常见的有常见的有DOP,DBPDOP,DBP 5.5.防护体系防护体系 老化的概念:橡胶在加工存储和使用过程中,老化的概念:橡胶在加工存储和使用过程中,由于受到光、热、氧、金属元素、腐蚀介质由于受到光、热、氧、金属元素、腐蚀介质等外界因素的影响,使其发生物理或化学变等外界因素的影响,使其发生物理或化学变化,导致性能逐渐下降,防护剂能起到抑制化,导致性能逐渐下降,防护剂能起到抑制或延迟老化的作用。或延迟老化的作用。 影响橡胶老化的外部因素影响橡胶老化的外部因素: : 物理因素物理因素: :热热, ,光光, ,电电, ,应力应力, ,变形变形 化学因素化学因素:
13、:氧氧, ,臭氧臭氧,SO,SO2 2 , , H H2 2S,NOS,NOx,x,酸酸, ,碱碱, ,及金及金属离子等属离子等. . 生物因素生物因素: :微生物微生物( (霉菌霉菌, ,细菌细菌) )等等 1.1.老化导致的最常见的外观变化:变软、老化导致的最常见的外观变化:变软、发粘、变硬、变脆、龟裂、发霉、变色、发粘、变硬、变脆、龟裂、发霉、变色、失光、粉化等。失光、粉化等。 2.2.使用性能逐渐变坏表现为:强度降低、使用性能逐渐变坏表现为:强度降低、弹性消失、电绝缘性下降,耐磨性降低。弹性消失、电绝缘性下降,耐磨性降低。 3.3.在老化过程中分子结构发生以下变化:在老化过程中分子结构
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