橡胶工艺学课程习题答案

橡胶工艺学课程习题一．名词解释∶1．橡胶：是一种有机高分子材料，能够在大的变形（高弹性）下迅速恢复其形变；能够被改性（硫化）；改性的橡胶不溶于（但能溶胀于）沸腾的苯、甲乙酮、乙醇和甲苯混合液等溶剂中；改性的橡胶在室温下被拉伸到原长的2倍并保持1min后除掉外力，它能在1min内恢复到原长的1.5倍以下。2．格林强度：未经硫化的拉伸强度3．冷流性：生胶或未硫化胶在停放过程中因为自身重量而产生流动的现象。4．活性剂：配入橡胶后能增加促进剂活性，能减少促进剂用量或降低硫化反应温度，缩短硫化时间的物质5．促进剂的迟效性6．焦烧：加有硫化剂的混炼胶在加工或停放过程中产生的早期硫化现象。焦烧现象本质是硫化，胶料局部交联7．工艺正硫化时间：胶料从加入模具中受热开始到转矩达到M90所需要的时间。8．硫化返原：又称返硫，是胶料处于过硫化状态，胶料的性能不断下降的现象。9．硫化效应:硫化强度与硫化时间的乘积，用E表示。?10．防老剂的对抗效应:防老剂（抗氧剂）并用后产生的防护效能低于参加并用的各抗氧剂单独使用的防护效能之和11．防老剂的协同效应:防老剂（抗氧剂）并用后的防护效能大于各抗氧剂单独使用的效能之和，是一种正效应。12．软质炭黑:粒径在40nm以上，补强性低的炭黑13．硬质炭黑:粒径在40nm以下补强性高的炭黑14．结合橡胶:也称为炭黑凝胶，是指炭黑混炼胶中不能被它的良溶剂溶解的那部分橡胶。15．炭黑的二次结构:又称为附聚体，凝聚体或次生结构，它是炭黑聚集体间以范德华力相互聚集形成的空间网状结构，不牢固，在与橡胶混炼是易被碾压粉碎成为聚集体。16．增塑剂:增塑剂又称为软化剂，是指能够降低橡胶分子链间的作用力，改善加工工艺性能，并能提高胶料的物理机械性能，降低成本的一类低分子量化合物。17．塑炼:塑炼是指通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方式，使橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软的塑性状态的过程18．压延效应压延后胶片出现性能上的各项异性现象19.抗氧指数又称塑性保持率，是指生胶在140℃×30min前后华莱士塑性值的比值，其大小反映生胶抗热氧化断链的能力。二．填空∶1．碳链橡胶中，不饱和橡胶有__NR__、__SBR__、___BR__、__IR__，饱和橡胶有__EPM_、__EPDM_、__IIR_、_FPM_、_ACM_；杂链橡胶有_聚氨酯橡胶PU_、__聚硫橡胶T__；元素有机橡胶包括_硅橡胶MVQ__等。2．通用合成橡胶包括__丁苯橡胶SBR___、__顺丁橡胶BR__、__异戊橡胶IR__、__氯丁橡胶CR__、__乙丙橡胶EPR__、_丁基橡胶IIR_和_丁腈橡胶NBR_。3．天然橡胶中包含的非橡胶成分有____蛋白质____、____丙酮抽出物_____、_____少量灰分____、____水分____和_______。4．？目前所有弹性体中，弹性最好的橡胶是_NR_(BR是通用橡胶中最好的)______，比重最小的橡胶是_______，耐磷酸酯油类的橡胶是_乙丙橡胶______，气密性最好的橡胶是_CO_，气透性最好的橡胶是_硅橡胶______，耐压减振性好的橡胶是_______，广泛用作胶粘剂的橡胶是_硅橡胶______，具有生理惰性的橡胶是_硅橡胶______，滞后损失、生热大的橡胶是________，抗湿滑性差的橡胶是_BR______，耐高低温性最好的橡胶是________，耐磨性最好的橡胶是______。5．NBR根据丙烯腈的含量可分为____极高CAN含量____、__高CAN含量__、____中高CAN含量____、___中CAN含量___和__低CAN含量__五类。6．根据废橡胶的来源，再生胶可分为_轮胎再生胶__、_杂品再生胶__和_乳化制品再生胶__。7．促进剂按结构可分为___噻唑类___、___二硫代磷酸盐类___、___秋兰姆类___、____二硫代氨基甲酸盐类___、___黄原酸盐类___、__次磺酰胺类___、__硫脲类__、___醛胺类___和__胍类（D）__九类；按PH值可分为___酸性___、___中性___和___碱性___三类；按硫化速度可分为___慢速促进剂___、___中速促进剂__、___准速促进剂___、___超速促进剂__和___超超速促进剂___五类。8．促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的英文缩写___CZ___，结构式为__________P54_____________，呈_中__性，__准__速级，________后___效性促进剂；二硫化二苯并噻唑的英文缩写为_____DM______，结构式为___P54___，呈___酸性___性，__准___速级促进剂；四甲基二硫化秋兰姆的英文缩写为__TMTD__，结构式为__P55___，呈_酸__性，_超_速级促进剂。9．硫化的本质是__化学交联__。10．平衡硫化体系具有优良的____耐热老化_____性能和____耐疲劳_____性能。11．交联效率参数E越大，交联效率越_______。12．NR热氧老化后表观表现为____变软发粘_____，BR热氧老化后表现为___变硬发脆___。13．？链终止型防老剂根据其作用方式可分为_加工反应型__、_防老剂与橡胶单体共聚型_和_高分子量防老剂_三类;胺类和酚类防老剂属于__加工反应型_。14．当防老剂并用时，可产生___对抗____、____加和___和协同效应，根据产生协同效应的机理不同，又可分为___杂协同效应___和___均协同效应__两类。15．？填料的活性越高，橡胶的耐疲劳老化性越_差______。？16．非迁移性防老剂与一般防老剂相比，主要是具有____________性、_______性和_______性。17．炉法炭黑的表面粗糙度比槽法炭黑___小____，其表面含氧基团比槽法炭黑___少___，呈__碱__性，会使胶料的焦烧时间_____。18．炭黑的结构度越高，形成的包容橡胶越___多____，胶料的粘度越__高__，压出性能____越好___，混炼的吃粉速度___慢____，在胶料中的分散性越___日益____。19．炭黑的粒径越小，混炼的吃粉速度越___慢____，在胶料中的分散性越____难___；炭黑的粒径越___小____，粒径分布越_______，对橡胶的补强性越高。20．根据制法不同，白炭黑分为___气相法____白炭黑和___沉淀法____白炭黑；测定表明，白炭黑表面只有___硅氧烷基和羟____基存在。21．吸留橡胶生成量的多少与炭黑的___结构____有关，而混炼时结合橡胶生成量的多少与炭黑的___比表面积____有关。22．胶料中填充炭黑会使其电阻率下降,炭黑的粒径越__小__、结构度越__高___、表面挥发分__大___、炭黑用量__大___,电阻率越低。23．生胶塑炼前的准备工作包括___选胶____、____烘胶___和___切胶____处理过程。24．当橡胶的门尼粘度为_______时可不用塑炼。25．低温机械塑炼过程中，橡胶的分子量分布逐渐变__窄__(窄或宽)。26．氧在橡胶的机械塑炼过程中起着_使生成的大分子自由基稳定_和_引起大分子氧化裂解_的双重作用，其中在低温下，氧和橡胶分子的化学活泼性均较低，氧主要起______稳定______作用，而在高温下氧起______裂解______作用。27．根据增塑机理不同，可以将化学塑解剂分为三种类型__自由基受体型___、____引发型____和____混合型___；在低温塑炼时使用的苯醌和偶氮苯属于_____自由基受体型_____增塑剂，又叫_____链终止_____塑解剂，在高温下使用的过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈属于___引发____型化学塑解剂。28．密炼机塑炼NR时，其排胶温度一般控制在____50-60℃（140~160℃）_____范围，快速密炼机塑炼，排胶温度可能达到__140℃_（180℃？）__，SBR用密炼机塑炼时，排胶温度应控制在__130℃（140℃）___以下，否则产生__凝胶（支化和凝胶）___，反而使可塑度降低。29．开炼机混炼时应最后添加的配合剂是__硫化剂____，目的是_______。30．开炼机混炼时前后辊温度应保持___5-10度____温差，NR易包__热（前？）__辊，多数合成橡胶易包__冷(后?）__辊，因合成橡胶混炼时生热量比NR多，故混炼时的两辊温度均应比NR___低___。31．压延时胶料只沿着辊筒的__横压力作用_？_______流动，没有轴向流动，因此属于_塑性？______流动状态。32．胶片压延工艺可分为___压片_____、____贴合______和____压型_____；纺织物挂胶艺可分为___浸胶浆_____、____帘布贴胶_____和__帆布擦胶_。33．为减小挠度对压延半成品宽度方向上厚度不均匀的影响,通常采用三种补偿方法,即_凹凸系数法_、_辊筒轴交叉法_和辊筒预弯曲法。34．压延和压出时胶料均需热炼，热炼包括粗炼和细炼两个阶段，粗炼的目的是_使胶料变软，获得热流动性，细炼的目的是___补充混炼均匀，获得必要的热可塑性____。35．根据胶料在单螺杆中的运动情况，可将螺杆的工作部分分为喂料__喂料段_、___压缩段___和___挤出段____三段。三．简答题：1．简述天然橡胶的化学结构及其特性。答：NR链烯烃的特点：，NR中有双键，能够与自由基、氧、过氧化物、紫外光及自由基抑制剂反应。NR中有甲基（供电基），使双键的电子云密度增加，α-H的活性大，使NR更易反应（易老化、硫化速度快）。2．回答问题并解释原因∶①SBR与NR相比，哪一种更耐热氧老化?答：SBR（丁苯橡胶），②EPDM与IIR相比，哪一种更耐臭氧老化?答：EPDM（乙丙橡胶），③NBR与CR相比，哪一种更耐石油类油类?答：NBR（丁腈橡胶），④CR与BR相比，哪一种更耐臭氧老化?答：CR（氯丁橡胶），⑤BR与NR相比，哪一种冷流性大?哪一种回弹性大?答：BR冷流性、回弹性较大，3．根据用途选择一种适当的橡胶①制造水胎或硫化胶囊（乙丙橡胶）②制造内胎（丁基橡胶）③制造耐230℃在石油介质中连续工作的密封件（氟橡胶）④具有一定阻燃性、机械强度较高、耐酸碱的运输带覆盖胶（氯丁橡胶）4．鉴别橡胶∶①两包生胶标识模糊，已知其中一包是SBR-1502，另一包是BR-DJ9000,试选择一种方法，将其准确地区分开来。②有两块外观均为黑色的混炼胶，已知其一是掺有少许炭黑的CR，另一块是掺有少许炭黑的BR胶，试至少用两种最简单(不用任何仪器)的方法，将它们分辨开来。5．试从化学结构上说明IIR（丁基橡胶）为何具有优良的耐老化和耐气透性?硅橡胶为何耐高温?答：对于丁基橡胶，可以看出分子主链周围有密集的侧甲基，且无极性基团和活性基团。异戊二烯的数量相当于主链上每100个碳原子才有一个双键（单个存在），可近似看作饱和橡胶，所以它耐老化，透气性好。对于硅橡胶来说，硅橡胶是分子主链中为—Si—O—无机结构，热稳定性好，因此耐高温。6．为什么丁苯胶的硫化速度比天然胶慢?答：因为NR有推电子的侧甲基，而丁苯橡胶有弱吸电子的苯基和乙烯基侧基7．什么是再生胶?橡胶再生过程的实质是什么?再生胶有何用途?答：再生胶的定义：由废旧橡胶制品和硫化胶的边角废料、经粉碎、脱硫等加工处理制得的具有塑性和粘性的材料。实质：橡胶的再生是废胶在增塑剂（软化剂和活化剂）、氧、热和机械剪切的综合作用下，部分分子链和交联点发生断裂的过程。应用：（1）在轮胎工业中，再生胶主要用于制造垫带，另外也可用于外胎中的钢丝胶、三角胶条以及小型轮胎、力车胎中等。（2）在工业用橡胶制品中也有应用，如胶管、胶板等橡胶制品中。8．硫化剂的作用是什么?焦烧现象产生的原因有哪些？如何预防焦烧现象？答：硫化的本质是橡胶线型大分子网络化，硫化剂会与橡胶反应生成交联键，使之成为三维网状结构。焦烧现象产生的原因有（1）促进剂选用不当（内因）（2）加工温度过高（3）冷却不充分（4）加工时间过长（5）配