第十四章橡胶成形物料及配制素材.ppt

第四篇 橡胶成形 第十四章 橡胶成形原料及配制 第十五章 橡胶制品成形 第十六章 橡胶制品硫化 第十四章 橡胶成形原料及配制 14.1 橡胶成形原料 14.2 橡胶胶料的配制 橡胶制品成形工艺过程：包括胶料配制、成形和硫化三个阶段 成形胶料配制工艺：通常包括塑炼和混炼两个工序 许多合成橡胶在合成过程中便控制分子量，可不进行塑炼而直接混炼 14.1 橡胶成形原料 14.1.1 橡胶 14.1.2 配合剂 14.1.3 骨架材料 14.1 橡胶成形原料 橡胶制品原料：基本组分橡胶、配合剂、骨架材料 14.1.1 橡胶 一、橡胶原料分类 最基本橡胶原料是橡胶生胶，有时采用部分再生胶和硫化胶胶粉 橡胶生胶：指可以发生粘性（或塑性）形变进行成形（即具有可塑性）的线性分子橡胶材料 （按照物理性状）生胶：捆包胶、粉末橡胶、液体橡胶和热塑性弹性体等 捆包胶：由天然胶乳或合成胶乳经凝聚、干燥、捆包而成的胶块 捆包胶是目前橡胶制品成形最重要的生胶品种 粉末橡胶：粒径在1mm以下的细粉粒状固体生胶 粉末橡胶不需塑炼而直接混炼 液体橡胶：室温下为粘稠状流动液体、分子量l万以下的橡胶齐聚物 液体橡胶有分子内带有活性官能团和分子末端带有活性官能团两种类型 热塑性弹性体：具有热塑成形特点而不需要硫化即具有类似于硫化胶性能 再生胶：将废旧橡胶制品和橡胶制品边角废料进行部分降解以破坏网状结构、从而获得可塑性并能再硫化的回用橡胶 硫化胶胶粉：将废旧橡胶制品不经再生而直接粉碎制成的胶粉 制法：常温粉碎、低温粉碎和超微细粉碎 （根据来源）生胶：天然橡胶和合成橡胶 简要介绍（略）：NR、BR、SBR、IIR、EPR、NBR及部分其他橡胶 14.1.2 配合剂 配合剂：硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂、防焦剂、填充剂、防老剂、增塑剂及其它用途配合剂 橡胶制品硫化体系：硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂和防焦剂构成 硫化体系：硫黄硫化体系和非硫黄硫化体系两类 配合剂要求：高度分散性，容易与生胶混合均匀，有良好亲合力和相容性，不含有有害杂质，无毒无害，挥发和迁移性小，不影响人体健康和污染环境 一、硫化剂 硫化剂（交联剂）：能使橡胶发生硫化的化学物质 种类：硫黄、硒、碲、含硫化合物、有机过氧化物、金属氧化物、树脂、醌类化合物、胺类化合物等 硫黄硫化体系：硫黄、硒、碲及含硫化合物等归为硫黄硫化剂，主要用于天然橡胶和二烯类合成橡胶 非硫黄硫化体系：采用非硫黄硫化剂的硫化体系，主要用于饱和度较大的各种合成橡胶 硫黄：分子是由八个硫原子组成的八元环，室温下浅黄色或黄色固体 结晶形及无定形两种形态，结晶型硫有斜方形硫（α型）和单斜形硫（β型），无定形硫有液状硫黄（λ型）和粘性硫黄（μ型），粘性硫黄化学活性最大，因此硫化橡胶制品在120~160℃范围内进行 橡胶工业用硫黄：硫黄粉、不溶性硫黄、胶体硫黄、沉淀硫黄、升华硫黄等，一般多采用硫黄粉 橡胶工业对硫黄的性能要求：①最主要是纯度，杂质含量不能超过上限；②其次是硫黄的分散度，硫黄粒子低于3~5μm时容易结团；③再次是硫黄的酸价，酸价过大，会迟延胶料的硫化 硫黄在橡胶中的溶解度随温度的升高而增大 喷硫现象：当温度降低时可能过饱和，过量硫黄会析出而在胶料表面形成结晶 危害：破坏硫黄在胶料中分散的均匀程度，使胶料表面的粘着力降低，给成形带来困难 原因：混炼不均匀、混炼温度过高、硫黄用量过多和停放时间过长等 措施：在尽可能低温度下或至少在硫黄熔点以下短时间混炼，使硫黄在胶料中均匀分散；配方中加入再生胶、瓦斯炭黑、软化剂等增加硫黄溶解度；加入吸附硫黄的配合剂 硫黄用量：软质天然橡胶硫化胶不超过3%，半硬质硫化胶20%~30%，硬质胶可30%~47% 二、硫化促进剂 硫化促进剂（简称促进剂）：凡能加快硫化反应速度，缩短硫化时间，降低硫化反应温度，减少硫化剂用量并能提高或改善硫化胶的物理力学性能的配合剂 类型：无机促进剂和有机促进剂两类 无机促进剂促进效果小，硫化胶性能差，很少采用 目前普遍采用有机促进剂，最常用品种数十种，分噻唑类、秋兰姆类、次磺酞胺类、胍类、二硫代氨基甲酸盐类、醛胺类、黄原酸盐类和硫脲类八大类 国际上习惯以硫醇基苯并噻唑（促进剂M）的硫化速度为标准 硫化速度大于促进剂M的称为超速或超超速促进剂 硫化速度低于促进剂M称为中速或慢速促进剂 与M相同或相近的称为准速促进剂 对于硫化促进剂通常要求：较高的活性及硫化临界温度、硫化平坦线长、对橡胶老化性能及物理力学性能不产生恶化作用等 促进剂通常并用：彼此取长补短，通常将用量多的称为第一促进剂，用量少的称为第二促进剂，第一促进剂通常使用噻唑类，第二促进剂通常使用秋兰姆类、胍类和醛胺类 1．噻唑类 主要品种两种：硫醇基苯并噻唑（促进剂M）和二硫化二苯并噻唑（促进剂DM）