文档介绍：材料科学与工程专业
《橡胶课程设计报告》
课程题目白炭黑对天然橡胶性能影响的研究
学生班级 09材化生实验班
学生姓名吴雪飞
学号 Q09120107
指导老师杜明亮
实验时间 -
白炭黑对天然橡胶性能影响的研究
引言:白炭黑是一种用途广泛的化工产品,可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、电池、纸张、铅笔、颜料等产品。白炭黑是目前在橡胶工业中性能最好,用量较大的补强剂。实验证明,白炭黑作为补强剂可对天然橡胶硫化胶产生很大影响。在本文里,我们采用白炭黑作为补强剂对天然橡胶作补强,并将不同含量补强天然橡胶的性能进行对比,以研究不同含量白炭黑对于天然橡胶性能的影响。
关键词:白炭黑,天然橡胶,性能
一、天然橡胶简介
天然橡胶具有许多可贵的性能,在合成橡胶大量出现之前,天然橡胶是橡胶工业及其制品的万能原料,有“褐色黄金”之称。简单地讲,天然橡胶实际上是天然胶乳浓缩凝固而形成的,其中,橡胶烃的化学结构主要是顺式1,4-聚异戊二烯(约占98%),其分子结构如下:
(一)天然橡胶的基本特性
物理特性
天然橡胶无一定熔点,加热后慢慢软化,到130-140℃时完全软化以至呈熔融状态;到200℃左右开始分解,到270℃则急剧分解。
天然橡胶的玻璃化温度为-74~-69℃,在常温下稍带塑性,温度降低则逐渐变硬,0℃时弹性大幅度下降,冷到-70℃左右则变成脆性物质。受冷冻的生胶若再加热到室温,则仍可恢复原状。
天然橡胶具有很好的弹性,弹性模量为2~4MPa,约为钢铁的1/30000。弹性伸长率最高可达1000%,回弹率在0~100℃范围内可达70~85%。
天然橡胶是一种结晶性橡胶,自补强性大,具有非常好的机械强度,纯胶硫化胶的拉伸强度为
17~25 MPa,而经炭黑补强的硫化胶则可高达25~35 MPa。在高温(93℃)下的强度保持率为65%左右。
纯胶硫化胶的耐屈挠性较好,屈挠20万此以上才出现裂口,这是由于天然橡胶的滞后损失小,在多次变形时生热低的结果。
天然橡胶是良好的电绝缘材料,除去蛋白质后电绝缘性能更好,体积电阻可达1017Ωcm,且潮湿或浸水条件下也变化不大。
天然橡胶具有较好的气密性,×10-12H2 (S•Pa)-1。
2、化学特性
天然橡胶因有不饱和双键,是一种反应性较强的物质,每一个双键形成一个反应活性点,它们分布在整个橡胶分子的长链中,支配着橡胶的化学变化,其反应可分为加成、取代、环化、裂解等,由此可变成硫化胶和其他多种改性天然橡胶或天然橡胶衍生物。天然橡胶与硫化体系均匀地混合,在一定温度和压力下反应一定时间,就会由线型结构的生胶转变成网状结构的硫化胶。
(二)、天然橡胶的配合
天然橡胶生胶一般不能直接用于生产制品,而必须添加各种配合剂制成混炼胶,并经硫化后才能满足各种实际使用条件的性能要求。根据天然橡胶制品的应用要求,科学合理地选择各种配合剂(确定其类型和用量等),使天然橡胶材料具有符合应用要求的物理机械性能、良好的加工工艺性能和较低的制品成本,这一过程我们就称为天然橡胶的配方设计。
天然橡胶主要的配合体系包括:硫化体系、促进剂体系、防护体系、补强填充体系等。
硫化体系
天然橡胶适用的硫化剂有:、硒、碲;