文档介绍：第四章合成橡胶
概述
高弹性:在外力作用下具有较大的弹性形变,最高可达1000%,除去外力后变形很快恢复;
柔软性好、硬度低;
还具有高分子材料的共性:粘弹性、绝缘性、环境老化性、密度小。
橡胶的特征
大分子构象变化带来的熵弹性。
(1)天然橡胶的发现和利用
橡胶的发展历史
早在11世纪,南美洲人即已开始利用野生天然橡胶。
1496,哥伦布第二次到美洲,发现橡胶树;
1736年法国人孔达米纳参加法国科学院赴南美考察队,观察到三叶橡胶树流出的胶乳可固化为具有弹性的物质。
1823,英国人麦金托什创办第一个橡胶防水布厂——橡胶工业的开始;
同期,英国人汉考克发现橡胶通过两个转动滚筒的缝隙反复加工,可以降低弹性,提高塑性。这一发现奠定了橡胶加工的基础,他被公认为世界橡胶工业的先驱。
1839,Goodyear发现硫磺可使橡胶硫化——奠定橡胶加工业的基础;
1888,邓录普发明充气轮胎——橡胶工业真正起飞;
1904,Mote采用碳黑对橡胶进行增强。
橡胶的发展历史
(2)合成橡胶的发现和应用
1900,确定了天然橡胶的结构——合成橡胶成为可能;
1932,前苏联使丁钠橡胶工业化,之后相继出现了氯丁、丁腈、丁苯橡胶;
19世纪50年代,Zeigler-Natta催化剂的发现,导致合成橡胶的新飞跃,出现了顺丁、乙丙、异戊橡胶;
茂金属催化剂给橡胶工业带来新的革命(聚合产物不用脱除残留催化剂,产品颜色透亮,聚合物结构均匀,产物的相对分子质量分布窄,物理机械性能优异)。
环氧化、接枝、共混、动态硫化等技术的采用,橡胶向着高性能化、功能化特种化方向发展。
国内发展现状
从2003年起,中国即成为世界第一橡胶消费大国;
但我们又是一个橡胶资源匮乏的国家,“十五”以来,国内消费的天然橡胶65%以上、合成橡胶40%以上靠进口。
橡胶的分类
通用合成橡胶
特种合成橡胶
丁苯橡胶(SBR)
顺丁橡胶(BR)
丁腈橡胶(NBR)
乙丙橡胶(EPM)
氯丁橡胶(CR)
异戊橡胶(IR)
硅橡胶(SiR)
氟橡胶(FPM)
……
聚氨酯橡胶(PU)
按来源和用途分
合成橡胶
天然橡胶
按形态分:固体、液体、粉末橡胶
橡胶的配合与加工工艺
要使橡胶转变为具有特定性能、特定形状的橡胶制品,要进行配合设计和一系列复杂的的加工过程。
(1)橡胶的配合——根据制品性能要求,进行配方设计
生胶体系:
天然橡胶、合成橡胶、再生胶及热塑性树脂等
硫化体系:
硫化剂:硫黄、含硫化合物、过氧化物、醌类化合物、胺类化合物等;
还包括硫化促进剂(噻吩类物质)和硫化活性剂(提高促进剂的活性);
增强体系:
炭黑、白炭黑等(轮胎里含量达到50%,增强、耐磨)
另外,还会加一些增塑剂、防老剂、可赋予橡胶特有功能的配合剂等。
橡胶的配合与加工工艺
(2)橡胶的加工工艺——一般包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化等工艺
a. 塑炼:
使生胶由弹性状态转变为具有可塑性状态的工艺过程,依靠机械力、热和氧的作用,使橡胶大分子断裂,以降低分子量、粘度、弹性,获得可塑性、流动性和可加工性;
设备:开炼机、密炼机
橡胶的配合与加工工艺
b. 混炼:
将各种配合剂混入生胶中制成均匀的混炼胶;
橡胶的配合与加工工艺
利用压延机辊筒之间的挤压力作用,使物料发生塑性流动变形,制成具有一定断面尺寸规格和规定断面几何形状的片状或薄膜状材料;或者将聚合物覆盖并附着于纺织物表面。
c. 压延