高分子聚合材料课件

高分子聚合材料——橡胶第三组顾瑶张一楠吴嘉智柳榆攻克彦张威王凤君赵行真橡胶是有机高分子弹性化合物，在很宽的温度范围内具有优异的弹性，所以被称为高弹体。具有良好的疲劳强度、电绝缘性、耐化学品性及耐磨性。可加工成轮胎、胶带、胶鞋、工艺杂品等橡胶制品。

橡胶的用途橡胶的弹性、柔软性、耐磨性、绝缘性和阻隔性都十分优良，用途十分广泛。橡胶可用于：O型圈和汽车门窗的密封条，传送带，马达皮带，自动扶梯把手、印刷用的胶辊、电缆电线的绝缘护套及劳保用品，防水建材，灌溉用胶管，雨衣、胶鞋、热水带、球类、玩具、胶粘剂、医用手套和输血管。高速公路发展和交通事业的要求合成橡胶暂时无法取代天然橡胶成为轮胎的替代品。天然橡胶主要缺点：耐老化性能差。因此，除了轮胎工业以外的市场几乎完全被合成橡胶取代。轮胎测试机橡胶护弦的耐压实验人字型橡胶运输带橡胶分类1.

按原材料来源与方法橡胶可分为天然橡胶（NR）和合成橡胶（SR）两大类。其中天然橡胶的消耗量占1／3，合成橡胶的消耗量占2／3。天然橡胶主要来源于三叶橡胶树，当这种橡胶树的表皮被割开时，就会流出乳白色的汁液，称为胶乳，胶乳经凝聚、洗涤、成型、干燥即得天然橡胶。合成橡胶是由人工合成方法而制得的，采用不同的原料（单体）可以合成出不同种类的橡胶。橡胶分类2.按橡胶的外观形态橡胶可分为固态橡胶（又称干胶）、乳状橡胶（简称乳胶）、液体橡胶和粉末橡胶四大类。3.根据橡胶的性能和用途除天然橡胶外，合成橡胶可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。橡胶分类4.根据橡胶的物理形态橡胶可分为硬胶和软胶，生胶和混炼胶等。根据橡胶种类及交联形式，在工业使上,橡胶又可按如下分类。一类按耐热及耐油等功能分为：普通橡胶、耐热橡胶、耐油橡胶以及耐天候老化橡胶、耐特种化学介质橡胶等。另一类按橡胶的软硬程度划分为：一般橡胶、硬橡胶、半硬质胶、硬质胶、微孔胶、海绵胶、泡沫橡胶等。橡胶制品的原材料橡胶制品的原材料主要有生胶、再生胶和各种配合剂。有些制品还需要纤维或金属材料作为骨架。1.生胶包括天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶来源于自然界中的含胶植物，有橡胶树、橡胶草、橡胶菊等，其中三叶橡胶树中含胶多，产量大，质量好。生产合成橡胶的原料主要是石油、天然气、煤以及农林产品。橡胶树橡胶制品的原材料2.再生胶是废硫化橡胶经化学、热及机械加工处理后所制得的。具有一定可塑性，可重新硫化的橡胶材料，再生过程中主要反应称为“脱硫”。再生胶可部分代替生胶使用，以节省生胶，降低成本，还可以改善胶料工艺性能，提高产品耐油、耐老化性能。橡胶制品的原材料3.橡胶的配合剂配合剂种类繁多，作用复杂，同一配合剂在不同橡胶中或在不同配合条件下使用所起的作用也有所不同。主要有：硫化剂、硫化促进剂、防焦剂、防老剂、补强剂和填充剂，以及其他配合剂，如软化剂、着色剂、溶剂、发泡剂、隔离剂等。4.骨架材料主要使用纤维材料或金属材料，以增大制品的机械强度，减少变形。各种类型的金属材料除钢丝作为骨架材料外，还可作为结构配件。骨架材料的用量因品种而异。橡胶加工工艺1.塑炼使生胶由弹性状态转变为可塑状态的工艺工程。分为机械塑炼法和化学塑炼法。2.混炼将各种配合剂混入生胶中制成均匀的混炼胶的过程。分为间歇与连续混炼法。采用开放式炼胶机混炼和用密闭式炼胶机混炼，都属于间歇混炼方法。而用螺旋杆传递式连续混炼机混炼，则属于连续混炼法。开放式炼胶机橡胶加工工艺3.压延压延是通过压延机旋转辊筒的压力对混炼好的胶料延展成一定厚度的胶片，或在织物（帘布、帆布）上覆盖胶层的工艺过程。4.压出压出是通过胶料压出机机筒和螺杆间的挤压作用，连续通过一定形状的口型，制成各种复杂断面形状半成品的工艺过程。也成挤出工艺。三辊压延机橡胶加工工艺5.成型把构成制品的各部件通过粘贴、压合等方法组合成具有一定形状的整体过程。主要影响因素是温度、压力、时间、螺杆转速与柱塞推进速度和胶料特性。6.硫化硫化是橡胶加工中最主要的工艺过程，也是最后一道工序，是在一定条件下，胶料中生胶与硫化剂发生化学反应，胶料大分子由线性结构转变为网状结构的交联过程。其目的是改善胶料的物理力学性能和其他性能。胶料的硫化特性会因不同配方组成，特别是硫化体系的不同，橡胶并用，配合剂选用等的不同而异。各种合成橡胶简介天然橡胶NR由橡胶树采集胶乳制成,是异戊二烯的聚合物。具有很好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率。在空气中易老化,遇热变粘,在矿物油或汽油中易膨胀和溶解,耐碱但不耐强酸.。优点：弹性好，耐酸碱。缺点：不耐候，不耐油(可耐植物油)是制作胶带、胶管、胶鞋的原料，并适用于制作减震零件、在汽车刹车油、乙醇等带氢氧根的液体中使用的制品。主要用来生产轮胎、输送带及一般工业和生活用橡胶制品，在不严重影响橡胶制品的使用条件下，可添加适量的丁苯橡胶、顺丁橡胶等合成橡胶。各种合成橡胶简介合成天然橡胶（异戊橡胶）由单体异戊二烯经配位聚合反应合成的顺式聚异戊二烯，性能优良。1.丁苯橡胶SBR产量和消耗量占合成橡胶中的第一位丁二烯与苯乙烯之共聚合物，与天然胶比较，品质均匀，异物少，具有更好耐磨性及耐老化性，但机械强度则较弱，可与天然胶掺合使用。优点:低成本的非抗油性材质,良好的抗水性,硬度70以下具良好弹力,高硬度时具较差的压缩性。缺点：不建议使用强酸、臭氧、油类、油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。广泛用于轮胎业、鞋业、布业及输送带行业等。需注意的是丁苯橡胶不适于用来制造高速轮胎和大型车辆轮胎，而用于小型车辆的轮胎和其他工业用橡胶制品。各种合成橡胶简介3.乙丙橡胶EPDM乙丙胶由乙烯及丙烯共聚合而成,是一种通用橡胶和特种橡胶之间的合成橡胶。耐气候性、耐氧化性、耐臭氧性、耐水性、绝缘性能优良，但无法硫磺加硫。缺点是抗撕裂性差、与帘子线黏结性不好，硫化速度慢。主要用于电气绝缘用橡胶、填圈、耐臭氧和室外用橡胶零件等。不建议用于食品用途或是暴露于芳香氢之中。高温水蒸汽环境之密封件卫浴设备密封件或零件。制动（刹车）系统中的橡胶零件。散热器(汽车水箱)中的密封件。各种合成橡胶简介4.丁基橡胶IIR为异丁烯与少量异戊二烯聚合而成。耐气候性、耐氧化性、耐热性优良。耐磨性接近天然橡胶。抗撕裂性低于天然橡胶但由于丁苯橡胶，室温下回弹性很差，对氧和氮的透气率很低。适于用作气密性材料，制造轮胎的内胎，以及绝缘材料，防震动、防撞击材料。不建议与石油溶剂，胶煤油和芳氢同时使用。含少量双键，可硫磺硫化各种合成橡胶简介5.氯丁橡胶CR由2-氯-1,3-丁二烯经乳液聚合生产的弹性体。耐日光老化、耐氧化和耐热老化性能优良，可耐油和有机药品作用，以及耐酸的腐蚀作用，对氧和氮的透气率低。适合用来制作各种直接接触大气、阳光、臭氧的零件。适用于各种耐燃、耐化学腐蚀的橡胶品。如电缆包层、橡皮带、气密性材料、石油和学药品贮罐衬里。各种合成橡胶简介6.丁腈橡胶NBR由丙烯腈与丁二烯共聚而成。丙烯睛含量越高，对石化油品碳氢燃料油之抵抗性愈好，但低温性能则变差。丁晴胶为目前油封及O型圈最常用之橡胶之一。耐油、耐化学药品的腐蚀作用优良。耐磨性接近天然橡胶。耐热老化性优良，但耐日光性差。不适合用于极性溶剂之中,例如酮类、臭氧、硝基烃,MEK和氯仿。用于制作燃油箱、润滑油箱以及在石油系液压油、汽油、水、硅油、二酯系润滑油等流体介质中使用的橡胶零件,特别是密封零件。