橡胶理化性能和制品的关系.doc

橡胶理化性能和制品的关系5.1杂质含量 杂质含量超标，会导致橡胶制品性能降低，如不耐撕裂、不耐磨耗、轮胎脱层、生热大、掉块等。 对内胎及薄制品（衬里制品）危害更大，这些制品在生产之前必须经过预先压滤除去杂质，如果杂质含量高将使操作极其困难，且产品极易引起漏气或爆破。5.2灰分含量灰分是存在于橡胶本身的无机盐（钾、钠、钙、镁、铝和铜、锰、铁等金属元素的磷酸或硫酸盐）和外来杂质（主要是泥沙和铁锈等）的燃烧产物。橡胶中无机盐含量的多少取决于栽培因素，但单纯无机盐一般不致于使灰分含量超过指标，外来杂质往往是导致灰分含量过高的主要原因。灰分含量高，会降低橡胶制品的耐老化性能，特别是铜、锰、铁等金属离子影响及大。5.3氮含量橡胶中的氮主要存在于蛋白质结构中，其质量约占蛋白质质量的16%，因此将测得的氮含量乘上6.25便是蛋白质含量。（蛋白质%N% 6.25） 防止掺入胶清橡胶来降低成本，因胶清橡胶质量低，性能差，其主要原因是蛋白质特别高（一般在10%以上），同时胶清橡胶中非橡胶物质含量也高，会降低橡胶性能，不能用于优等橡胶制品。 蛋白质对橡胶性能影响有利也有弊：一方面是蛋白质分解产物具有促进橡胶硫化和防止橡胶氧化的作用，是橡胶的天然硫化促进剂和防老剂；另一方面蛋白质具有较强的吸水性和导电性，蛋白质含量高的橡胶容易吸收水分长霉，也不利于制作绝缘性好的电工器材。 比较重要的是蛋白质含量高的橡胶N含量也高，生热性大，导致橡胶在塑链过程中生热大，容易发粘，制品在反复受到外界力作用时由于生热大橡胶变软而使制品变形或老化加快等；流动性差，橡胶在塑练过程中配合剂分散不均匀，导致制品起皱，且不容易充满模型而使橡胶制品缺角等。总的来说，橡胶中蛋白质含量（氮含量也高）高对橡胶制品性能是有害的。5.4挥发物含量 如果橡胶没有干透，贮存过程中会长霉，发粘 若挥发物含量过高，则a、制品加工塑炼时，容易打滑，以致难获得塑性，塑练时间长，消耗电力大；b、混炼时配合剂容易结团不易均匀分散在胶料中，使炼胶带来困难；c、硫化时的制品易生细孔和起绉，成为废次品。5.5塑性初值（P0）橡胶塑性初值的大小主要表征橡胶可塑性能力。即橡胶在塑炼时，受到机械力的剪切作用分子链受到破坏能力的强弱。 如果测出的Po值太大，则橡胶的可塑性小，橡胶分子链间键能大，弹性大，炼胶时动力消耗增加，操作时间延长，造成生产效率低，能源消耗大。 Po值越大，说明分子量越大，橡胶在加工、贮存、运输过程中受到不利因素影响越小。 当Po30时，说明橡胶未被氧化，在操作过程中没有混入金属离子、化学药品以及未受过度机械作用或阳光暴晒等因素的影响橡胶有质量保证。注：Po值不是越大越好，要根据制品要求选择。一般不大于485.6塑性保持指数（PRI） PRI表示橡胶的耐老化性能，PRI值高说明橡胶的抗氧化性能好，耐老化。可表征橡胶质量的高低。 塑性保持指数用于还与天然生胶塑链的操作性能以及硫化胶的主要力学性能之间存在良好的相关性，即是说，塑性保持指数高时，橡胶的这些力学性能也较好。如耐老化性、定伸应力、扯断伸长率、回弹率、压缩疲劳生热以及压缩疲劳变形等性能都较好。 指导橡胶混合，即具有相同塑性初值的橡胶，塑性保持指数愈高，则混炼胶的黏度也愈高，这种橡胶在高温下练胶时，其抗氧化降解的性能较好。5.7颜色橡胶颜色的质量与强度无直接的关系（高氨胶乳和变质胶乳除外），橡胶在堆放过程中由于收到一定的压力，橡胶被压实，橡胶粒子间密度增加，光的透过性减弱，从外观看上去整块橡胶的颜色变暗加深，实际上并不是橡胶本身的颜色，其并不影响胶料的质量。有时候橡胶由于烘过火导致胶料颜色发红（红褐色），这种胶料的P0值会降低，橡胶性能有所下降。5.8门尼粘度橡胶门尼粘度直接影响未硫化橡胶的加工性能、产品的外观质量和制品的物机性能。了解生胶门尼粘度和测试方法后可对评价橡胶加工性能、合理选用设备、调整配方、改进产品质量和预测产品使用性能等有非常重要的意义。橡胶在贮存过程中门尼粘度会增加变硬，PO值也相应增加。因为橡胶中含有一种醛基团，在贮存过程中会和其他基团发生反映使橡胶分子链发生交联，门尼增加。、门尼粘度高的胶料，其硬度较大，对有密炼机的厂家要求越其尽可能的高，这样对制品有好处，因为密炼机中塑炼时不存在不容易炼熟的可能，胶料一般也不会分散不均匀，但密炼机炼胶多少也会对胶料性能有所影响，特别是强度；但对于开炼机厂家在塑炼时橡胶不容易熟，加入的配合剂不容易分散均匀，不仅消耗能源大，产品次废品率也增加。、门尼粘度低的胶料，说明橡胶分子链交联差，未硫化橡胶P0值和强度也相应的降低，塑炼时容易熟，配合剂容易分散均匀，生产的产品质量一致性好，且降低能耗，但不能低于国家标准值（30），如果低于国家标准值，说明橡胶已受不同程度金属污染和橡胶性能已有所降低（分子量低于50万），影响制品。5.9拉伸强度拉伸强度是橡胶原材料最基本的力学性能指标，表征橡胶制品受到外力作用时抵抗破坏的极限能力。是评价硫化胶质量的重要依据，是橡胶制品最重要的质量指标之一。橡胶原材料的强度不仅跟橡胶树的种植区域，胶料的加工工艺有关，而且橡胶粗制品的贮存时间对其影响也比较大。 种植区域对强度的影响以现在的加工工艺来说已经是微不足道了，主要在加工工艺的控制段进行调节即可。调节胶乳的凝固浓度和熟化时间等都可以增加橡胶粗制品的强度，但具体要看生产制品来定。 胶料在贮存时，如果贮存的时间比较长，胶料的门尼粘度和强度都会增加（在一定时间范围内）。一般生胶强度增加在13MP左右。 拉伸强度是厂家生产制品时生产工艺及配方的重要依据之一。4. 名词术语（1）新鲜胶乳：直接从橡胶树上割出来的白色乳浊液。（2）标准橡胶（颗粒胶）：标准橡胶分5、10、20、50号颗粒橡胶，其中标一胶（SCR5）又分为以下两种：乳标胶：用胶乳直接凝固造粒、烘干生产出来的橡胶，即通常所说的5号标准颗粒橡胶。凝标胶：用风干胶片经过三级压绉、三级造粒、烘干生产出来的橡胶，目前农垦也拿来当次等标一胶用，其包装和乳标胶一样。（杂胶生产出来的是20号凝标胶）（3）门尼粘度：在特定实验条件下，测定使转子在充满橡胶的模腔中转动所需的转矩（并将此转矩以门尼粘度作为计量单位）（4）干胶含量： 每100g胶乳用酸凝固出来的物质烘干后的克数。（5）橡胶：弹性高聚物，是未交联和已交联两种状态的总称。（6）生胶：原料橡胶，即没有经过加工和配合的未交联状态的橡胶。分子呈线型结构。（7）硫化胶：生胶经过加工和配合已交联的橡胶。即交联结构的橡胶。（8）配合剂：是指在生胶中所加入的各种化学药品。（9）合成橡胶：是指由各种单体经聚合反应或缩合反应而制成的高弹性聚合物。（10）再生胶：是指将废旧的橡胶制品和硫化胶的边角废料经加工处理后，去掉硫化胶的弹性而恢复塑性和粘性，使其重新获得与生胶混合和硫化的能力的材料。（11）硫化剂：能引起橡胶交联的化学药品（硫磺、过氧化物等）。（12）焦烧：是在操作过程中或在存放过程中产生早期硫化的现象。（13）补强剂：指能提高橡胶制品物理机械性能的填料。（14）填充剂：指能增加橡胶制品的容积，降低含胶率，降低成本的填料。（15）软化剂或增塑剂：是指能起增加橡胶塑性作用的物质。（16）橡胶老化：指橡胶或橡胶制品在加工、贮存和使用过程中，由于受到各种外界因素的作用，而逐步失去原有的优良性能，以致最后丧失了使用价值。（17）防老剂：指起延缓或抑制橡胶老化作用的化学药品，又称抗降解剂，在合成过程中加入到聚合物中的防老剂称为稳定剂。分为化学防老剂和物理防老剂（18）喷霜：是指硫磺以及其他配合剂，如硬脂酸/石蜡/防老剂等，从胶料中喷出的现象（19）喷硫：是指过量的硫黄析出胶料表面形成结晶（20）塑炼：指把具有弹性的生胶转变成可塑性胶料的工艺过程。（21）塑炼胶：指经过塑炼获得一定可塑性的胶料。 （22）可塑性：指橡胶受外力作用产生变形，当外力消除后橡胶仍能保持其形变的能力。（23）混炼：指在炼胶机上将各种配合剂加入到橡胶中制成混炼胶的过程。它是橡胶加工最重要的基本工艺之一。（24）涂胶：是将胶浆涂覆于织物的表面，以获得一定厚度的胶层，如绝缘胶布，雨衣等，它可作为压延贴胶前的底涂加工，也可以作为胶布的加工。（25）压延：是指将混炼胶在压延设备上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程。压延包括压片、贴合、压型、挂胶（贴胶、擦胶）。（26）定伸应力：指试样在一定的变形量（如300%，500%）下单 位面积上所承受的力值。实质上反映了硫化胶网状结构在外力作用下抵抗变形的能力。（27）拉伸强度（断裂强度）：指试样拉伸到断裂过程的最大拉伸应力。它反映制品抵抗破坏的极限值。（28）扯断伸长率：指试样扯断时工作部位伸长增量与原来的百分比。表征硫化胶网络结构变形的特性。（29）撕裂强度:试样拉伸至断裂时所需要的最大作用力除以试样的厚度。表征材料存有裂纹时抵抗外力作用的能力。（30）橡胶的硬度：指橡胶收到外力压缩时抵抗变形的能力。（31）磨耗：指橡胶橡胶表面因摩擦而发生的一种微观破损脱落现象。（32）橡胶老化：指橡胶或橡胶制品在使用、贮存、运输过程中，由于收到各种因素的作用，而逐步失去原有的优良性能，以至最后丧失了使用价值的现象。（33）橡胶密度：指在一定温度下，单位体积橡胶的质量。（34）耐疲劳性：指橡胶在周期性外力作用下，其结构或性能发生变化，直至达到破坏所经历的时间。（35）硬度：指橡胶受到外力压缩时抵抗变形的能力。（36）熟化：指凝块的停放过程。（37）熟化时间：指从胶乳加酸凝固到凝固脱水所经历的时间。5. 橡胶代号浅色标准胶SCR-5L5号恒粘胶SCR-CV55号子午线轮胎胶SCR-RT5航空轮胎标准橡胶SCR-AT混合型标准橡胶SCR-H国标一号胶SCR-5国标二号胶SCR-10国标三号胶SCR-20国标胶清胶SCR-G国标等外胶SCR-SUB国标浓乳CNR3号烟片胶RSS-3民营一号胶:SCR-5 民营二号胶:SCR-10民营三号胶:SCR20民营胶清胶:SCR-G越南标准胶SVR-3L（占出口40%）, SVR-10, SVR-20柬埔寨:CSR5L、CSRSL、CSR10L泰国:RSS-3#、STR-10、STR-20（主要品种）马来西亚:SMR-20（主要品种占80%）印度尼西亚:SIR-10，SIR-20（主要品种SIR-20占88%）甸烟片胶：RSS-3#,RSS-4#,RSS-5#,RSS-6#天然胶:RSSIX；RSS1#；RSS2#；RSS3#；RSS4#；RSS5#。质量按顺序降低。 ISNR 印度標準膠 SSR 新加坡標準膠 OENR 充油天然橡膠 ENR-50 环氧化天然橡胶CV 恒粘橡胶LV： 低粘橡胶，门尼值为45+-5度，可以不经过素炼直接混炼。全乳胶：SCRWFMG： 易操作橡胶SP接枝橡胶SBR 1205： 苯乙烯25%；丁二烯75%。溶液型聚合。可以部分取代SBR1006/1008/1009/密炼机密炼会增加10-15%体积。耐磨耐曲折，耐低温，耐压缩变形。 SSBR303人造胶： 溶液型苯乙烯丁二烯橡胶，苯乙烯48%；丁二烯52%。主要用于透明料，与RB，IR共用10-20PHR。 S1430： 1，3 丁二烯-苯乙烯聚合物。可增加硬度，柔韧性和耐磨。 S2250/KA8802人造胶： 丁二烯，苯乙烯，丙烯晴聚合体。 BIIR2244/X2： 异丁烯，异戊二烯，丁基橡胶。 HP100： 氯磺化聚乙烯CSM96%。四氯化碳0.2% MILLATHANE-97： 聚脂聚氨基甲酸乙酯橡胶。聚醚类合成尿素橡胶 绝佳的耐磨，抗氧化，抗水解。 IR-307人造胶： 聚异戊二烯99.99%，可做透明底，奶嘴，接着剂，胶囊。 IR-10/IR2200： 聚异戊二烯橡胶，可取代天然橡胶。物性稍微差一点。 E-BR： 乳液聚合顺式聚丁二烯橡胶，含高芳氢油35份。 UBE BR150L人造胶： 100%聚丁烯。BR9000： 一般顺丁橡胶 BR9175： 充油顺丁橡胶37.5% BR9075： 充油顺丁橡胶 IM（PIB）: 聚异丁烯 XNBR 羧基丁晴橡胶 HNBR 氫化丁晴橡胶 PBR 丁比橡胶 ACM 丙烯酸脂橡膠 AEM： 乙烯-丙烯酸橡胶 CSM 氯磺化聚乙烯 CPE 氯化聚乙烯 CO 均聚氯醇橡膠 ECO 共聚氯醇橡膠 PUR（PU） 聚氨脂橡膠 AU 聚脂型聚氨脂橡膠 EU 聚迷型聚氨脂橡膠 Q 硅橡膠 MQ 二甲基硅橡膠 MVQ 甲基乙烯基硅橡膠 MPQ 甲基苯基硅橡膠 MPVQ 甲基苯基乙烯基硅橡膠MFVQ 氟硅橡胶 MNVQ 晴硅橡胶TPF 四丙氟橡胶 PNF 氟化磷晴橡胶CNR 羧基亞硝基氟橡胶 TPE 熱塑型彈性體 TPNR 熱塑型天然橡膠SIS 熱塑型苯乙烯异戊二烯嵌段共聚物 TPO 熱塑型聚烯氰 TPEE 熱塑型聚脂彈性體 LPB 液体聚丁二烯 LCR 液体氯丁橡膠 PNBR 粉末丁晴橡膠 PNR 粉末降冰片烯橡膠 EVA 乙烯乙酸乙烯脂 SBS 熱塑型苯乙烯丁二烯嵌段共聚物 SEBS 苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯嵌段共聚物 TPV 熱塑型硫化膠 EEA 熱塑型乙烯丙烯酸乙脂彈性體PVCTPE 聚氯乙烯熱塑型彈性體 PSR 液体聚硫橡膠 PCR 粉末氯丁橡膠 2-PB： 低分子量的1，2聚丁二烯橡胶 碳母料CMB： 碳35.5%/聚合物54.5%/加工油4.4% UL00328 塑胶粒： 醋酸乙烯醋28%，聚乙烯72% ELVALOYAC系列塑胶粒：乙烯丙烯酸正丁酯聚合物99% LEVANELT800改质剂： 乙烯与乙烯酯组成之聚合物。 EAR-2T耐磨剂：醋酸乙烯80%，容合剂20%。KA8857塑胶粒： 乙烯，醋酸乙烯酯98% 填充补强HDK N20白烟 6. 影响生胶质量因素6.1夹生胶产生夹生胶的原因，从工艺上主要有以下几点第一：凝固段，胶乳的凝固浓度过高，胶料比较硬，胶粒内部水分不容易蒸发，容易产生夹生胶；第二：装车段：一车分为28个小格，每格装胶量在20Kg左右，装量过多上层胶料会对下层胶料施有过大的压力，下层胶料被压实，热风不容易透过胶层，橡胶受热不均，水分不易蒸发，容易夹生；第三：烘干段：烘干段是整个工艺最重要的部分，也是生产出来的胶料效果好坏决定性的一步。在规定的温度下，烘的时间不够长，易产生夹生胶；在规定的时间下，烘的温度不够高，也易产生夹生胶；6.2发粘胶生产出来的产品如果发粘，说明橡胶分子链已经断裂，橡胶发生了老化，胶料的性能会大大的降低，只能当等外胶用（轻微发粘除外）。第一：胶乳本身已经发生变质。如胶乳在空气中停留时间过长，非橡胶物质发生氧化反映，胶乳发生腐臭变质，不容易凝固完全，胶料变软，在烘干过程中互粘性增加，容易结团使胶粒增大，胶粒内部水分不容易逸出，容易夹生、发粘；另一种是高氨胶乳，高氨胶乳凝固后比较软，不容易凝固完全，胶料较粘，烘胶过程中胶料发软，烘出来的加料不仅容易发粘，而且发红，即颜色成为红褐色。第二：胶料在规定的时间内，温度过高，橡胶分子链分解，胶料老化发粘；胶料在一定温度下，烘胶时间过长，橡胶分子链分解，胶料老化发粘。注：一般产生发粘胶，容易发生在烘干工段。6.3氧化致褐、黑点胶轻微氧化致褐及黑点胶一般不会影响整块胶的性能，产生褐色的斑点一般是在胶乳凝固时，由于氧化剂没有喷到的地方或胶块边缘处没有被氧化剂喷到的胶料与空气中的氧气发生氧化作用而成为褐色，胶料造粒烘干后的橡胶就会发生一点一点的褐色斑点；黑点胶一般是胶乳凝固时表面发生氧化比较重的橡胶，或装胶车里装有上次没有清理干净而反复烘过的胶粒带入下一车胶中，导致下一车胶夹有黑点。6.4散粒红点胶有的胶块从外观直接可以看到颜色较红的斑点，虽然表面上看不好看，但其对整块胶的质量没有影响。颜色较深的斑点胶是因为之前装胶车角落里的橡胶没有清理干净，重新回炉时橡胶颜色会加深，其掺入到下一车胶料时就会看到有颜色较深的斑点。6.5异味胶橡胶在烘干过程中会产生吲哚和二氧化硫气体，如果在烘干过程中没有充分做好排气，则出来的胶料气体没有完全被排除而发臭，但不会影响橡胶性能；另一个是变质胶乳和高氨胶乳加工出来的胶料也易产生异味，性能有所降低。6.6水印胶所谓水印就是整块橡胶的底边有一块颜色（红褐色）比其他地方深的椭圆型胶块，就象水印一样。其产生的原因是：昨天的胶在烘箱内静置，由于温度不够，胶料水分没有完全逸出，在静置过程中水分会往底部流动而集中在一块，由于聚集水分的橡胶部位含水量较大，橡胶等到第二天继续烘干是，胶料含水量比较多的部分会发红，比其周围的胶料颜色稍深，形成巴掌大好像水印一样的印记。注：水印胶对整块胶料性能基本没有影响。生胶性质1分子量橡胶是一种高聚物弹性体，巴西三叶橡胶绝大多数分子量在3万3000万之间，其平均分子量约为70万左右。分子量大的橡胶其弹性较大，相反亦然。2特性天然橡胶的主要特点是：具有较高的门尼粘度（胶料在模腔内对粘度计转子转动所产生的剪切阻力），在存放过程中增硬，低温存放时容易结晶，在72左右时变成脆性物质。无一定熔点，加热到130140完全软化，200左右开始分解。具有高弹性，弹性模量约为36MPa，弹性伸长率可达1000。加工性能好，易于同填料及配合剂混合，而且可与多数合成橡胶并用。为非极性橡胶，在非极性溶剂中膨胀，故耐油、耐溶剂性差。因含大量不饱和双键，化学活性高，易于交联和氧化，耐老化性差。NR的密度为0.913g/cm3，Tg= -72（玻璃化温度），Tf=130（熔融温度），开始分解温度为200，激烈分解温度为270。（1）为不饱和性橡胶，化学性质活泼，耐好化性能差。（2）为非极性橡胶，不耐烃类溶剂。（3）结晶性橡胶，有自补强作用。（4）综合性能、工艺性能、物理机械性能都较好。（5）耐气透性和电绝缘性良好。3特点（1）具有较高的门尼粘度（胶料在模腔内对粘度计转子转动所产生的剪切阻力），在存放过程中增硬，低温存放时容易结晶，在70左右时变成脆性物质。（2）无一定熔点，加热到130140完全软化，200左右开始分解。（3）杂质、灰分、挥发物、氮含量（蛋白质含量低）等较低，生热小。（4）具有高弹性，弹性模量约为36MPa，弹性伸长率可达1000。（5）加工性能好，易于同填料及配合剂混合，而且可与多数合成橡胶并用。（6）为非极性橡胶，在非极性溶剂中膨胀，故耐油、耐溶剂性差。（7）因含大量不饱和双键，化学活性高，易于交联和氧化，耐老化性差。（8）颜色为黄色。（9）综合性能优良。橡胶树的生长过程第一阶段是苗期： 1.5-2龄树第二阶段是幼树期： 5-7龄树第三阶段是初产期： 9-11龄树第四阶段是旺产期： 30-40龄树第五阶段是降产衰老期： 40龄树以后失去经济价值。胶乳来源世界上约有2000种不同的植物可生产类似天然橡胶的聚合物，已从其中500种中得到了不同种类的橡胶，但真正有实用价值的是三叶橡胶树。橡胶树的表面被割开时，树皮内的乳管被割断，胶乳从树上流出。从橡胶树上采集的乳胶，经过稀释后加酸凝固、洗涤，然后压片、干燥、打包，即制得市售的天然橡胶。天然橡胶根据不同的制胶方法可制成烟片胶、风干胶片、绉片胶、技术分级橡胶（标准颗粒橡胶）和浓缩胶乳等。海南所有新鲜胶乳都来自巴西三叶橡胶树。（1）新鲜胶乳的原料要求：外观：洁白，闻有芳香气味。清洁度：肉眼不可看见杂质，底部沉淀物较少