橡胶的基础初级篇

1、会计学1橡胶的基础初级篇橡胶的基础初级篇橡胶是橡胶是 ？橡胶的历史橡胶的历史关于橡胶的用途关于橡胶的用途对橡胶的性能要求对橡胶的性能要求橡胶的分类橡胶的分类橡胶的加工方法橡胶的加工方法 密炼工程密炼工程 加硫工程加硫工程 金具处理金具处理 接着工程接着工程关于防震橡胶关于防震橡胶关于管子关于管子今后橡胶的发展方向今后橡胶的发展方向（橡胶的种类）橡胶有生橡胶(原料橡胶)和弹性橡胶(加硫橡胶)2种、通常看到的橡胶、是加硫过的产品，有弹性。（橡胶分子的塑性变形和弹性变形）所谓塑性变形是指拉伸后不能返回到原来形状的变形、弹性变形是指停止拉伸后马上返回到原来的形状的变形。因为橡胶的复杂性，所以学术上没有

2、明确对其定义、从而一直使用着(日本工业规格)的定义、ASTM(美本工业规格)的定义、日本海关的定义等。(1) JIS(Japanese Industrial Standard)的定义持有以下性质或能给与以下性质的高分子物质。(a)在室温下用很小的应力就可引起相当大的变形，而这个变形又能快速的恢复到基本与原先形状相同。(b)通过加热及一定的压力，不能使永久的形状再次成形。 (2)ASTM(American Society for Testing and Materials) 的定义能从很大变形急速且强有力的恢复到原样、还有在沸腾了的溶剂、例如苯、丁酮 、还有乙醇甲苯共沸混合物中是否能改质变为本质

3、不溶状态（有膨胀）还有已经变为那样状态的物质。被改质了状态的橡胶，在没有稀释液时、在室温 (1819)中、拉伸到原来长度的2倍、保持1分钟后放开，能在1分钟内收缩到原来长度的1.5倍以下。 应力只是分子间的热力学的结合 (氢结合、力)，结合力很弱、来自外部的应力变得很大了的话会在分子间引起偏离，导致永久变形。为了防止发生此类事情，可以通过加硫、添加强剂来产生效果。假设分子量为1万则n=147n n自由旋转天然橡胶单体分子量68一旦施加应力分子锁拉伸。橡胶拉伸橡胶为何能拉伸呢？哥伦布在第二次航海中，登上波多黎各哥伦布在第二次航海中，登上波多黎各 、牙买加牙买加、看到当地的印第安人在使用黑看到当地

4、的印第安人在使用黑色的沉重的球当玩具，非常的惊叹。就是现代人所说的橡胶色的沉重的球当玩具，非常的惊叹。就是现代人所说的橡胶。英国人的防水胶布、用溶解在乙醚中的橡胶涂着在布上制成雨衣。然而、因为天然橡胶只能在亚马逊流域得到、所以被称为高价的”黑色黄金” 。随着产业革命的进展、英国、美国、法国、德国等相续开通了铁路。车辆用的缓冲器、震动吸收器都使用上了橡胶。18321832年年左右开始左右开始、美国的康涅狄格州出生的查尔斯美国的康涅狄格州出生的查尔斯固特异，偶然发现了固特异，偶然发现了硫化法。硫化法。英国的汉考克看穿硫化橡胶的本质为橡胶和硫磺化学结合的物产的事。开发种种的硫化法，近代的橡胶工业开始

5、了。戴姆勒和奔驰把汽油机械连接起来，发明了自动车。爱尔兰出生的兽医，约翰爱尔兰出生的兽医，约翰void邓禄普设计空气轮胎，使用在邓禄普设计空气轮胎，使用在3轮车上。轮车上。英国等人发明了炭黑作为增强剂，使橡胶的强度有了飞跃的增强。依靠美国人发现了加硫促进剂、使得硫磺的添加的量、加硫的时间、加硫的温度等有了大幅的缩减。随着福特公司 (美国)推出T型轿车、依靠大批量的生产，从而降低了成本，使得低价的汽车变得大众化，也为以轮胎为中心的橡胶工业奠定了坚实的基础。14931493年年14961496年年15世紀16世紀1830184018391839年年1843年18851885年頃年頃18871887

6、年年1904年1905年1908年1830年18701870年年18761876年年1877年1880年1940年頃19451945年年天然橡胶（NR）的消费量急剧增加 、不过野生橡胶唯独南美的亚马逊流域有。所以工业（英国美国德国）各国都很眼红，试图获取。橡胶树零散的分布于宽广的热带雨林中（英里1棵）、走在热带雨林中难得能发现橡胶树，一旦发现就从它的树干中取树汁。为此、据说几万印第安人和奴隶为了橡胶而死于疟疾与毒蛇等。英国计划把野生的英国计划把野生的NRNR移植到英国进行圈地栽培，首先迫使巴西废除奴隶移植到英国进行圈地栽培，首先迫使巴西废除奴隶制度。制度。H.俗称 科属半落葉族，被带回了7万粒

7、种子，约2800粒发芽成功。英国把苗木移植到斯里兰卡的植物园，并在东南亚各国制作农场，这些成长为马来半岛等地橡胶栽培的母体。这个就是现在的NR基本就hebeahebea树一个种类的理由。荷兰也对NR进行了移植栽培，但以失败告终。英国独自占有NR，直到第2次世界大战日本军占领东南亚。第第2 2次世界大战后，次世界大战后，hebeahebea树被品种改良，通过植树造林，科学的管理，树被品种改良，通过植树造林，科学的管理，栽培效率等被明显提高，现在马来西亚，印度尼西亚，泰国，中国，越栽培效率等被明显提高，现在马来西亚，印度尼西亚，泰国，中国，越南等也变得能栽培了。南等也变得能栽培了。1860年187

8、9年1913年1914年1933年1934年1942年C.威廉姆斯对NR进行干馏，分离出液态异戊二烯（IR），从而发现NR的结构单元。 异戊二烯，2,3-二甲基丁二烯，1,3-丁二烯在聚合上获得成功，制作通用合成橡胶的研究大体上被确立了。合成橡胶的工业化是以没有NR的生产基地，为得到生橡胶而苦思焦虑的美国和德国成为了中心展开。德国因为第一次世界大战，开始计划年产8000吨2,3二甲基丁二烯，结果生产到2300吨时战争结束了。德国的IG()公司、用钠触媒制成最初的SBR(丁钠橡胶s) 、此后的制造方法变成了乳化聚合。同样是德国的IG()公司、成功开发了丁钠橡胶N。因为马来半岛被日军占领，所以美国

9、不能再从英国那里进口NR，而从德国那得到丁钠系列橡胶也很困难，所以罗斯福总统制定总统令，把合成橡胶的制造当作国家管理来推进。结果美国也成功了，1945年达到82万吨的生产量。1924年1931年1940年1944年1945年1952年1954年1959年1967年美国J.C.Patrick从二氯化乙烯和多硫化钠中得到耐油的橡胶状物质，这种命名为聚硫橡胶的东西是最初的特殊橡胶。作为尼龙的发明者，杜邦公司的W.H.karozasu，由乙炔合成氯丁二烯单体，并再进行聚合便制作了氯丁二烯橡胶(CR)。C.H.Fisher开发了丙烯橡胶(ACM)，后被古德里奇公司工业化了。美国标准油公司通过低温聚合成功

10、制成了异丁橡胶(IIR)。德国的0.拜耳开发了聚氨酯橡胶。通用(GE)公司的L.G. roko通过金属硅素和的直接法，发明了硅橡胶。由杜邦公司发明了氯磺化聚乙烯(CSM)的海帕伦。美国的杜邦公司和(3M)制造了氟素橡胶意大利的montekachini公司、通过钒系列的齐格勒触媒，成功制造出由乙烯丙烯二烯聚合而成的EPDM。美国hakyuresu粉末公司开发了氯醇橡胶。橡胶的种类自动车车辆航空宇宙原子力工业用品信息通信 生物医疗运动通用橡胶通用橡胶NR,BR,IR,SBRNR,BR,IR,SBR轮胎,防振橡胶,铁道垫等轮胎辐射屏蔽防振橡胶防振橡胶胶管胶管皮带电线卫生用品手套高尔夫球足球特殊橡胶特

11、殊橡胶(1)(1)NBR,ACM,QNBR,ACM,Q，FKMFKM胶管胶管，衬垫衬垫 ，密封件胶管皮带卷光纤抗血栓材料人造皮草各种地板特殊橡胶特殊橡胶(2)(2)EPDMEPDM，CRCR，IIRIIR，CSMCSM，U U防振橡胶，胶管胶管，缓冲器，轮胎软管轮胎皮带卷电线抗血栓材料跑道功能橡胶接着剂导电性橡胶乳胶涂料粉刷纸水中呼吸器新形态橡胶缓冲器 长筒靴吸音材内部装饰 机器人防寒衣球拍握柄胶管软管类发动机悬置类接管嘴类接管嘴类 悬挂系列销套类【发动机悬置类】机器的强度，耐热性动态特性，耐臭氧性低温性，接着性耐久性【悬挂销套类】机器的强度，耐磨性动态特性，耐臭氧性低温性，接着性，耐久性热低

12、温臭氧振动盐【胶管软管类】机器的强度，耐热性耐液性，耐臭氧性，低温性，耐久性普通橡胶普通橡胶 特殊橡胶特殊橡胶的大致区别在于的大致区别在于（机能机能、用途方面用途方面）。）。粒径粒径(碘碘吸着量吸着量)和和结结构构(DBP吸油量吸油量)上的大致区上的大致区别别。 。製 品 群加 工 試 験一 般 試 験特 殊 試 験補助剤性能試験 分 析（）（）（） （）加工性加硫特性材料物性耐熱性耐薬品性耐油性耐候性特性摩耗性低温性摩擦抵抗電気特性耐久性接着性防錆織布分析解析電気特性解析電気抵抗値測定機静試験機粘弾性静試験機動試験機摩耗性解析摩耗試験機疲労試験機試験機試験機接着性解析粘度計膜厚計塩水噴霧試験

13、機( S S T )織布解析破裂試験機電子顕微鏡（ S E M - E DS）顕微鏡硬度計（）特性解析材料解析作業耐久性解析防錆解析分析解析配合 配合例（ A 練 ）配合薬品用途1234NR70707070SBR30303030HAF(N-330)306060SRF(N-774)60DOA10103010ZnO#3架橋助剤5555酸分散助剤1111Ao 810NA老化防止剤1.51.51.51.5Ao RD老化防止剤1.51.51.51.5 G老化防止剤1.51.52.51.5 T o t a l 重量150.5180.5201.5180.51 硬度 5 0 H s 、 2 4 、 計算上 硬

14、何Hs 。参考： 各補強 倍率 H A F = 2 p hr /Hs，S RF = 3ph r /Hs， = -2ph r / H s 配合例（ B 練 ）150.5180.5201.5180.5col S硫黄1111TMTD加硫促進剤0.50.50.50.5CBTS加硫促進剤1111山下、練行、購入。原料橡胶原料橡胶（ （聚合物聚合物） ）产品增强剂增强剂 填充剂填充剂 防老化剂防老化剂等等加硫剂加硫剂加硫促进剂加硫促进剂处处理理工程工程混炼胶混炼胶A A炼炼工程工程B B炼炼工工程程社外工程加硫橡胶加硫橡胶母炼胶母炼胶金具金具加硫加硫工程工程后工程后工程社内工程橡胶的混炼机（班伯里混炼机）

15、主要主要A A炼炼（聚合物聚合物、碳黑等与增强剂进行混炼、碳黑等与增强剂进行混炼）使用使用密密密闭式混炼机密闭式混炼机药品投入口药品投入口转转子子橡胶的混炼机（捏合混炼机）A A炼炼 B B炼炼（聚合物、碳黑聚合物、碳黑等与增强剂等与增强剂加硫剂加硫剂进行进行混炼混炼）使用使用密闭式混炼机密闭式混炼机。同班伯里混炼机比较，混同班伯里混炼机比较，混炼橡胶时，发热低、混炼炼橡胶时，发热低、混炼时间长。时间长。主要使用在主要使用在B B炼炼（轧辊轧辊炼胶炼胶）、加入加硫剂进行加入加硫剂进行混炼混炼。混炼时橡胶的发混炼时橡胶的发热低、热低、炼胶时间炼胶时间比上述的机器还比上述的机器还要长。要长。原料橡

16、胶原料橡胶（聚合物聚合物）产品增强剂增强剂 填充剂填充剂 防老化剂防老化剂等等加硫剂加硫剂加硫促进剂加硫促进剂处理处理工程工程混炼胶混炼胶A A炼炼工程工程B B炼炼工程工程社外工程加硫加硫橡胶橡胶母炼胶母炼胶金具金具加硫工程后后工程工程社内工程加硫加硫工程工程中加硫的定义通过改变其化学结构、使橡胶附有弹性、并改良了其回复性。还有，在不同的温度领域中，弹性的状态也将随之改变的一个工序。根据情况的不同，直到硬质化为止。在原料橡胶中添加硫磺等加硫剂、如果不加也可以通过加热等其他适当的处理，使橡胶的分子间坚固的结合，从而减轻了不同的温度范围内的塑性流动并增加弹性和拉伸强度，并且还降低在溶剂中的膨胀率

17、变化。用分子水平模式来考虑的话，生橡胶的分子正像很多柔软橡胶丝排列而成，作为整体形成自然蜷曲的形式。硫磺的量是橡胶100部相对有0-5部左右，所以弹性体中结合部分（架桥点）的地方变得非常少。SXSXS SS SS S多硫化合物架桥二流化合物架桥单硫化合物架桥非硫磺架桥（CC)（CC)橡胶的耐热性变高在所定温度下，在所定温度下，通过印模的振动通过印模的振动抵抗的抵抗变化抵抗的抵抗变化来测定未加硫橡来测定未加硫橡胶的粘度、加硫胶的粘度、加硫度的装置。度的装置。H H(Kg-cm)(Kg-cm)扭矩扭矩L(Kg-cm)时间时间( (分分) )100%90%10%t10t10 t90t90随着时间的推

18、移硫化进展中扭矩（弹性）值上升随着时间的推移硫化进展中扭矩（弹性）值上升。达到达到平衡平衡的时点为最适合的加硫时间的时点为最适合的加硫时间。加硫机（传输（压）成形机）在壶中对混炼质料（橡在壶中对混炼质料（橡胶）进行预热后胶）进行预热后通过橡胶活塞注入橡胶通过橡胶活塞注入橡胶。 通过热板的热进行加硫通过热板的热进行加硫。主要被使用在防振橡胶主要被使用在防振橡胶模具的产品的加硫上使模具的产品的加硫上使用。用。活塞活塞模具模具加硫机（注射射出成形机）轴向式的螺旋桨把轴向式的螺旋桨把混炼质料（橡混炼质料（橡胶）可塑化后注入橡胶胶）可塑化后注入橡胶。通过热板的热进行加硫通过热板的热进行加硫。主要被使用在

19、防振橡胶模具的产主要被使用在防振橡胶模具的产品的加硫上使用品的加硫上使用。与压加硫比较与压加硫比较，橡胶射出时橡胶发热高、，橡胶射出时橡胶发热高、加硫加硫时间短。时间短。螺旋桨螺旋桨模具模具加硫机（罐（蒸气锅）加硫）主要被用于主要被用于软软管管 胶管的硫化胶管的硫化、加压水蒸气成加压水蒸气成为热媒体，进为热媒体，进行硫化。行硫化。主要被用于主要被用于软软管管 胶管的连续胶管的连续硫化硫化。高频（UHF）热空气成为熱媒体，进行硫化。蒸气加硫工法：常圧加硫工法冷 却押 出滚锅蒸气锅加硫(25min)切押 出HAV热风炉加硫(6min)冷 却切测量硫化橡胶的测量硫化橡胶的橡胶硬度橡胶硬度(弹性率弹性

20、率)。 。考考虑虑到其的到其的简简便性，所以便性，所以必必须须作作为评为评价价项项目之一被目之一被列列举举在上面在上面试验规试验规格格：JIS K6253-5JIS K6253-5： ：JIS K6301JIS K6301原料橡胶原料橡胶（ （聚合物聚合物） ）产品增强剂增强剂 填充剂填充剂 防老化剂等防老化剂等加硫剂加硫剂加硫促进剂加硫促进剂处理处理工程工程混炼胶混炼胶A A炼炼工程工程B B炼炼工程工程社外工程加硫橡胶加硫橡胶母炼胶母炼胶金具金具后后工程工程社内工程加硫工程加硫工程金具金具（铁铁 铝铝）化成皮膜化成皮膜层层接着剤（）層接着接着剂剂（）（）层层橡橡 胶胶接着接着剂剂（ （防防

21、锈锈用涂料用涂料） ）层层涂装层涂装层 #225X,#252HT OSN-2#205，P6-1工程工程目的目的素材素材金具受入金具受入检查检查铝铝, , 铁铁, , 树树脂脂, , 不不锈钢锈钢喷喷砂砂 除去酸化皮膜除去酸化皮膜/ /面粗糙化面粗糙化 , , etcetc脱脂脱脂 除去油份除去油份 碱碱脱脂脱脂水洗水洗 除去脱脂除去脱脂剂剂表面表面调整调整 化成化成处处理前的表面安定化理前的表面安定化（ （饰边饰边） ） 接着前接着前处处理是理是为为了形成安定的皮膜了形成安定的皮膜铁铁： ：磷酸磷酸亚铅亚铅 使接着使接着处处于安定性于安定性。 。 ( (钙钙) )皮膜皮膜 还还有有、 、接着的

22、抗腐接着的抗腐蚀蚀性也会提高性也会提高。 。铝铝： ：磷酸磷酸盐盐皮膜皮膜水洗水洗 除去酸性成分除去酸性成分开水洗开水洗 除去水分防止生除去水分防止生锈锈（ （干燥干燥时间缩时间缩短短） ）干燥干燥除去水分防止生锈除去水分防止生锈化成处理化成处理金具金具（铁铁 铝铝）化成皮膜层化成皮膜层接着剤（）層接着剂接着剂（）（）层层橡胶橡胶接着剂接着剂（防锈用涂料防锈用涂料）层层涂装层涂装层工 程目 的素 材防锈用涂料涂布 确保与被着体接着性。 树脂系列 (#205等)干燥 溶剂干燥涂布 确保与橡胶的接着性。 盐化橡胶系列 (#225X,#252HT)加硫接着 通过加热促使橡胶/接着剂 进行化学反应，使

23、橡胶/被着体 强有力的接着在一起。涂装 通过在金属表面涂层薄膜醇酸树脂 从而可以防止来自环境变 +合成树脂 化带来的侵蚀。 丙烯变性树脂防振特性被重视，耐热性要求在防振特性被重视，耐热性要求在maxmax左右左右弹簧振动振动橡胶的橡胶的2 2大性质大性质( (兼具弹力和减震兼具弹力和减震2 2个性质个性质) )缓冲筒减震器开 发 年 份开 发 年 份耐久性耐久性水平水平年年年1.02.03.04.05.00.00.10.20.3耐热性耐热性动动倍率倍率耐热耐热超低动倍材超低动倍材（SLH/SLRSLH/SLR）464665Hs65Hs超低超低动动倍材倍材（ （SLDSLD） ）454575Hs

24、75Hs耐热耐热低动倍材低动倍材（LNHLNH）404065Hs65Hs超耐热超耐热低动倍材低动倍材（LNHRLNHR）454565Hs65Hs超耐热超耐热中间材中间材(NHR)(NHR)454565Hs65Hs耐热耐热STDSTD材材（NHNH）515165Hs65Hs14014012012010010080801.21.21.51.51.81.8EPDMEPDM材材 ( (过酸化物过酸化物過過架桥架桥) )STST耐磨耗材耐磨耗材（BNBN）454575Hs75Hs耐久改良耐久改良STDSTD耐磨耗材耐磨耗材(FCC(FCC材材) )超耐超耐热热超低超低动动倍材倍材 （ （开开发发中中）

25、）低动倍低动倍EPDMEPDM材材（开发中开发中) )EPDMEPDM材材 ( (硫黄加硫硫黄加硫) )耐热耐热超超低动倍超超低动倍（开发中）（开发中）STDSTD材（材（N N）404075Hs75Hs绝缘绝缘STDSTD材材(ZN)52(ZN)5266Hs66Hs低动倍材低动倍材（LDNLDN）454573Hs73Hs低动倍耐磨耗材低动倍耐磨耗材(LNX)(LNX)耐久改良耐久改良D D材材(FCC-10(FCC-10材材) )橡胶材料技术橡胶材料技术接着剂技术接着剂技术低动倍低动倍EPDMEPDM防振材防振材非接着技术开发非接着技术开发（D D开发开发）高耐热高耐热系列橡胶系列橡胶耐热超

26、超低动倍材耐热超超低动倍材高硬度低动倍高减材高硬度低动倍高减材高疲劳性防振橡胶材高疲劳性防振橡胶材水溶性接着水溶性接着剂剂脱盐素水溶性接着剂脱盐素水溶性接着剂检讨检讨适用适用检讨检讨量量产产环境对应技术环境对应技术考虑到环境对应，谋求防振橡胶材料技术上的进步考虑到环境对应，谋求防振橡胶材料技术上的进步化成处理技术化成处理技术脱铅接着剂脱铅接着剂铝铝/ /铁铁同同时处时处理技理技术术脱六价脱六价铬铬表面表面处处理理脱铅电着涂装脱铅电着涂装亚硝胺对应亚硝胺对应橡胶再生技橡胶再生技术术脱镍化成处理脱镍化成处理脱化成理技术脱化成理技术） 发 动 机 的 支 持）发动机的变位规制）发动机的振动截断MIS

27、S MTMISS MT (AT)(AT)buroqkuburoqku MTMTRR ECM(AT)RR ECM(AT)液封液封 MTMT 现行一致现行一致（车车）点式点式 ENG MTENG MT配置配置SIDESIDEMTMT液封液封 MTMTFR STPRFR STPR (AT)(AT)buroqkuburoqku MTMT 色成形色成形 樹脂樹脂 圆锥形圆锥形液封液封电子制御电子制御液封液封BUSHBUSH型液封型液封实实车车事事象象域域低低动弹动弹力力高周波域高周波域低低动弹动弹力力 中高周波中高周波ENG騒音騒音中周波域中周波域低低动弹动弹力力 轻轻量化量化中周波中周波低低动弹动弹力

28、力 减衰力减衰力 支持規制支持規制一般走行一般走行乗心地乗心地的的变变迁迁电子制御电子制御液封液封型液封型液封圆锥形圆锥形液封液封 树树脂脂 色成形色成形 外外环环BUSH内、外筒付内、外筒付BUSHBUSH内侧异型内侧异型BUSHBUSH内、外筒付内、外筒付BUSHBUSH内侧异型内侧异型BUSHBUSH传动轴系列传动轴系列BUSHBUSH滑动滑动BUSHBUSH入入BUSHBUSH带法兰盘带法兰盘BUSHBUSH异型异型BUSHBUSH车辆动向车辆后部正面1990198019701999销套的动向第一世代（静特性）第二世代（动特性）第三世代（多功能两立） 高输出化（涡轮、DOHC）、追求舒适性FF车増加4WS4外环销套压入销套内外筒焼付销套 有缝隙销套 低动倍率销套带法兰盘销套入滑动销套液封销套异型价格价格性能性能液封BUSH滑动BUSH異型BUSHB