橡胶材料x

产品造型材料与工艺橡胶材料橡胶的定义•通俗定义:橡胶是一种高弹性的高分子化合物（分子量一般在10万以上）,因而具有其它材料所没有的高弹性.因而也称为弹性体.橡胶的基本特性其基本特性如下：•1.弹性。•2.有减震缓冲的作用。•3.对温度依赖大•4.具有电绝缘性。•5.有老化现象。•6.比重小，硬度低，柔软性好，透气性差。橡胶的起源在哥伦布发现美洲以前（1492年），中美洲和南美洲的当地居民就已经开始了应用：他们从某些树木的树皮割取胶乳，制成实心胶球、鞋子、瓶子或其他用品，这种树当地称为：ulli或cau-uchu意思是“流泪的树”学名为巴西橡胶树.橡胶的组成橡胶是由生胶及其助剂经过一系列化学和物理的作用制成橡胶制品。•生胶：即橡胶成型加工的原料，是天然的或合成的高分子化合物经化学处理或加工制成的浓缩胶乳（胶体水分散体系）和干胶。•助剂：类似于塑料的助剂，与生胶配合提高橡胶制品的加工和使用性能，降低成本。如：硫化剂、促进剂、增塑剂、防老剂•1.野生橡胶：由野生树木植物采制的橡胶。银色橡胶菊，野藤橡胶等也属此类。•2.栽培橡胶：主要是三叶橡胶树。•3.橡胶草橡胶：一公顷可收150-200KG。•4.杜仲胶：由杜仲树的枝叶根茎中提取。•常温下无弹性，软化点高，比重大，耐水性好生胶天然橡胶来源•但是所有这些产品凡是遇到气温高和经太阳暴晒后就变软发粘，在气温低时就变硬和脆裂.制品不能经久耐用.•直到美国人C.Goodyear（固特异）在一个偶然的机会发现硫磺粉洒在晾晒的胶块上可以避免胶块发粘，使胶块表明光滑有弹性，后经一年多的实验，证明在橡胶中加入硫磺粉和碱式碳酸铅，经共同加热熔化后所制出的橡胶制品可以长久的保持良好的弹性.•C.Goodyear（固特异）于1839年发现了橡胶的硫化，从此天然橡胶才真正被确定具有特殊的使用价值，成为一种极其重要的工业原料橡胶为什么要硫化由于橡胶分子间的作用力很小，在温度稍高时会变软发粘，并在不太大的作用力下产生塑性流动，难以保持一定的形状，遇溶剂很容易发生溶胀和溶解，力学性能很低，所以未经配合加工的生胶没有什么实际的用途；此外使用过程中由于结构的原因容易老化；因此生胶的加工必须要加入配合剂加入配合剂的原因在生胶中加入各种配合剂，并使其交联形成网状结构，才具有实际的使用价值。橡胶的组成：生胶、橡胶配合剂。合成橡胶的配合组成•配方组成的五大体系：•（一）主体材料、•（二）软化增塑体系、•（三）硫化体系、•（四）补强填充体系、•（五）防护体系；（一）主体材料生胶、再生胶：为橡胶配合料中的主成分，是主体材料，决定橡胶的使用性能、工艺性能和产品成本、寿命的主要因素.合成橡胶的配合组成（一）主体材料•合成橡胶•将石油进行高温分解,再化学合成•合成橡胶的分类:•1.丁苯橡胶:(SBR)•聚合单体：丁二烯\苯乙烯.•性能：弹性比NR稍差,耐磨和耐老化比NR好•应用：轿车、轻卡车轮胎等、胶鞋、胶布、文体用品、胶板、蓄电池壳、胶带等合成橡胶的配合组成2.异戊胶(IR)•聚合单体：异戊二烯.•因为结构与NR一样,所以也称为人造天然胶.•性能：性质与NR类似.但纯净度要比NR高•应用：轮胎、胶鞋、胶带、胶管、工艺橡胶•制品、医疗、食品用橡胶制品等.•（一）主体材料合成橡胶的配合组成•3.顺丁胶(BR)•聚合单体：丁二烯.••性能：其弹性、耐磨性和耐低温性是通用胶中最好的•用途：轮胎胎面及胎侧等，多为并用。鞋、减震品、胶辊、胶带、胶管、跳跳球（一）主体材料合成橡胶的配合组成•4.三元乙丙胶(EPDM)•聚合单体:乙烯\丙烯\第三单体.••性能：耐老化耐臭氧性、耐极性液体、耐水及过热水、水蒸气好、耐电性能好•用途：电线电缆绝缘层、汽车玻璃除水条、窗户密封条、蒸汽胶管、输送带等（一）主体材料合成橡胶的配合组成•5.氯丁橡胶（CR）•聚合单体：氯丁二烯•特性：耐候性、耐臭氧性、阻燃、耐热性及耐化学药品性均好•用途：轮胎内衬层、低压电线电缆、输送带、减震橡胶、窗户密封条、胶粘剂、胶布、涂料（一）主体材料合成橡胶的配合组成•6.丁腈橡胶•聚合单体：丁二烯/丙烯腈•特性：耐油性、耐磨性、耐老化好，是通用耐油橡胶，在-40~120℃下使用•用途：油封、衬垫、耐油胶管、输送带、印刷、胶辊、纺织皮辊等耐油工业制品（一）主体材料合成橡胶的配合组成•7.丁基橡胶（IIR）•聚合单体：异丁烯与少量异戊二烯•特性：耐候性、耐臭氧性、耐气透性好，并可耐极性溶剂•用途：轮胎内胎、内衬层、硫化胶囊层面防水卷材，电线电缆、蒸汽胶管、耐热输送带、药品瓶塞、密封剂等（一）主体材料合成橡胶的配合组成•8.硅胶(Q)•聚合单体：主链由硅原子和氧原子交替组成•性能：使用温度范围最广,-120℃~+250℃,毒性最低、具生理惰性、透气性好、电绝缘性好，物理机械性能较差•用途：胶管、胶带、胶辊、电绝缘制品、人造皮肤、器官等.（一）主体材料合成橡胶的配合组成•9.氟胶(FKM、FPM、VITON)•聚合单体：偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯•性能：防火.耐油.耐溶剂是所有胶中最好的.•用途：导弹、飞机、汽车等用密封件，化工厂耐腐蚀皮碗、衬垫、薄膜，油箱衬层、胶管及泵用零件等（一）主体材料合成橡胶的配合组成•10.丙烯酯橡胶（ACM、AEM）•聚合单体：丙烯酸与带有可提供交联反应活性基团的单体共聚制得•特性：高温状态下耐油性好，并耐老化•用途：汽车上用的密封件，主要是油封、皮碗、O型圈等（也称车用橡胶）•AEM是乙烯丙烯酸酯橡胶，从性能上来说强度、伸长、加工型要优于ACM；耐油性较ACM差.AEM耐温可达到175ACM耐温150C；（一）主体材料合成橡胶的配合组成补强填充体系包括补强剂和填充剂1、补强剂：指填充后起到显著补强作用的则称为补强剂•例如：炭黑、白炭黑.炭黑：•最常用的黑色橡胶补强剂，其橡胶用品级为：N100~N900系列，数字越大，其炭黑颗粒越大、补强效果越小、比表面积越小、越容易分散。（二）补强填充体系合成橡胶的配合组成白炭黑:主要成分为水合二氧化硅，由于其补强效果好，是非黑色制品中主要的补强剂，因此，常称为：白炭黑由于制法不同，又分为：沉淀法及气相法沉淀法：HI-SIL-255、VN3#气相法：分散差、补强好，常用做硅胶补强剂（二）补强填充体系合成橡胶的配合组成2、填充剂（增容剂）：指加入橡胶后不起补强作用而主要降低成本或改善工艺性能的填充剂常使用的有：CLAY、#321、N-85、BaSO4、CaCO3、CC、P4硅藻土、滑石粉等（二）补强填充体系合成橡胶的配合组成•分为软化剂及增塑剂两种软化剂：物理增塑剂，一般为软化油，通过降低分子间作用力达到软化效果，加入后可以降低材料硬度，改善低温性能等.增塑剂：化学增塑剂，加入后可以使橡胶分子发生断裂，从而达到增塑效果。（三）软化增塑体系合成橡胶的配合组成•(软化剂)物理增塑剂按其来源不同，可分为以下五类：1、石油系增塑剂石油系增塑剂是石油加工过程中所得的油品2、煤焦油系增塑剂包括煤焦油、古马隆树脂和煤沥青等3、松油系增塑剂包括松香、松焦油、松香油及妥尔油4、脂肪油系增塑剂此类增塑剂包括动植物油制取的脂肪酸、干油、和黑油膏、白油膏等5、合成增塑剂按化学结构分为八类：苯二甲酸酯类、脂肪二元酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类、聚酯类、环氧类、含氯类、其他.（三）软化增塑体系合成橡胶的配合组成硫化体系硫化剂、促进剂、活性剂、防焦剂.硫化剂：增大橡胶的强度和硬度•促进剂：加快硫化速度，缩短硫化时间，提高交联效率活性剂：提高促进剂活性，减少促进剂用量•防焦剂：延长硫化时间，提高加工安全性四）硫化体系合成橡胶的配合组成•橡胶制品在贮存和使用一定时间以后，就会变硬、龟裂的发粘，以至不能使用，这种现象称之为“老化”。•导致橡胶老化的主要因素有氧、臭氧、重金属、阳光、各种介质、紫外线以及霉菌等。•为了获得经久耐用的橡胶制品，就要在胶料配方中加一些能抑制上述导致橡胶老化的物质，这类物质称之为“防老剂”。(五)防护体系合成橡胶的配合组成•防老剂可分为：物理防老剂及化学防老剂物理防老剂：一般指蜡，他可以析出到橡胶表面形成一层保护膜化学防老剂：根据结构不同，其效果也不相同如：耐热空气老化性好的:RD耐天候及臭氧老化好的：3C6C耐屈挠疲劳性好的：AW耐热油抽出性的：N-445迁移污染性小的：BKFMB(五)防护体系合成橡胶的配合组成•作业：•请查找资料了解关于橡胶的回收利用?•橡胶组成：生胶、助剂•合成橡胶的配成：•配方组成的五大体系：•（一）主体材料、•（二）软化增塑体系、•（三）硫化体系、•（四）补强填充体系、•（五）防护体系；小结橡胶制品的成型工艺主要材料橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料.①生胶：未加配合剂、骨架材料的天然胶或合成胶②配合剂：为改善成形加工性能（便于压延、压出、成型等）和使用性能而添加的一些特殊物质。如硫化剂和硫化促进剂，增塑剂，防老化剂等等。节约生胶，降低成本③骨架材料：为了提高橡胶制品的承载能力，限制变形，加入各种纤维，织品、金属丝或金属编织品作为骨架材料。橡胶制品的成型工艺■橡胶制品的基本生产工艺1.橡胶制品的基本生产工艺基本生产工艺过程：塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序生胶塑练配合剂混炼压延压出成型硫化注塑成品橡胶制品的成型工艺1.塑炼工艺区别工艺目的备注塑炼◆生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法，为了满足各种加工工艺的要求，必须使生胶由强韧的弹性状态变成柔软具有可塑性的状态的过程◆降低它的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、压延、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求分机械塑炼法（开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机）和化学塑炼法开放式炼胶机密闭式炼胶机螺杆塑炼机塑炼:即把具有弹性的生胶变成具有可塑性的胶料的工艺过程。开放式炼胶机密闭式炼胶机橡胶制品的成型工艺2.混炼工艺区别工艺目的备混炼的关键：注混炼◆在炼胶机上将各种配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶机械作用下均匀混到生胶中的过程◆混炼方法通常分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。这两种方法都是间歇式混炼◆开炼机的混合过程分为三个阶段，即包辊（加入生胶的软化阶段）、吃粉（加入粉剂的混合阶段）和翻炼（吃粉后使生胶和配合剂均达到均匀分散的阶段）◆密炼机混炼分为三个阶段，即湿润、分散和混炼、密炼机混炼石在高温加压下进行的使各种配合剂能完全均匀的分散在橡胶中，保证胶料的组成和各种性能均匀一致混炼是橡胶加工中另一个重要的工艺过程。橡胶制品的成型工艺3.压延工艺区别工艺目的备注压延◆压延是将混炼胶在压延机上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程◆压延过程一般包括以下工序：混炼胶的预热和供胶；纺织物的导开和干燥（有时还有浸胶）◆压延工艺的主要设备是压延机，压延机一般由工作辊筒、机架、机座、传动装置、调速和调距装置、辊筒加热和冷却装置、润滑系统和紧急停车装置橡胶制品的成型工艺4.成型工艺区别工艺目的备注成型◆压铸成形：它是将混炼过的、形状简单的、限量一定的胶条或胶块半成品放入压铸模料腔中，通过压铸塞的压力挤压胶料，并使胶料通过浇注系统进模具型腔中硫化定型。◆压出成形：橡胶压出成形又称挤出成形。它是在压出机(或称挤出机)中对胶料加热和塑化，通过螺杆或柱塞推动连续不断地向前传送，然后借助于橡胶压出成形模具(简称口型模)，压出各种所需形状半成品(型材，模制品)以完成造型或其它作业的工艺过程。橡胶制品的成型工艺5.硫化工艺区别工艺目的备注硫化◆硫化是橡胶与硫磺和促进剂等在一定的温度、压力下，使橡胶大分子链发生交联反应的过程，也就是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程。广义地说，硫化是指胶料经过化学或物理方法处理后，使橡胶大分子通过交联从线型转变为网状结构，从而改善橡胶的物理机械性能和化学性能的工艺过程。◆硫化方法有冷硫化、室温硫化和热硫化三种。大多数橡胶制品采用热硫化。热硫化的设备有硫化罐、平板硫化机等。经过硫化后的橡胶性能有了很大的改变，如强度、硬度、伸长率、弹性