實用橡膠工藝學複習資料大全

橡膠配合加工內容

康達科技集團(Qanta Group), 是全球領先的有機矽解決方案供應商之一,致力於提供個性化的有機矽解決方案。其擁有從金屬矽到特種有機矽材料的全方位產品供應鏈。主要業務為特用化學品技術及特殊SILICONE與複合材料相關應用制程技術材料開發、設計、銷售。目前已有18年以上歷史,與全球500強企業有合作銷售經驗,是一家集科研,開發,生產及銷售為一體的國家級高新技術企業,擁有國際化品質,技術和管理及提供一條龍Silicone 材料應用整合。公司擁有廣泛的銷售和研發網路,可提供有利於未來可持續發展的創新技術和基於市場需求的解決方案

主要經營產品包括沉澱膠、氣相膠、導電膠、阻燃膠、耐高溫膠、絕緣子膠、出油膠、LSR液態射出型矽橡膠、自粘選擇性接著液態射出膠、有機矽改質劑、硫化劑、脫模劑、發泡劑等。康達科技集團有機矽事業部二部經營產品專業應用在特殊塗布、延壓、㨈出、射出、模壓等矽膠製品行業。

產品廣泛應用在在按鍵、密封圈、擠出管、膠輥、墊片、導電黑粒、陽極帽、電線電纜、絕緣子、自潤滑油封、耐熱、防火、運動器材和醫療保健等矽膠產品,為多數國際知名企業採用。

 

●      主要內容:原料及配合;加工工藝過程;性能測試。 

●      配合系統:生膠,硫化體系,補強填充體系,防老體系,增塑及操作體系,特種配合體系。 

●      加工過程:煉膠,壓延,擠出,成型,硫化。

●      塑煉:定義為降低分子量,增加塑性,改善加工性能,製成可塑性符合要求的塑膠膠。

●      混煉:定義為經過配合,將橡膠與配合劑均勻地混合和分散,製成混煉膠。

●      門尼粘度:用門尼粘度計測量的是橡膠的本體黏度,原理是將膠料填充在粘度計的模腔和轉子之間,合模,在一定溫度下(一般為100℃)預熱(一般1min),令轉子轉動一定時間(一般4min)時測得的轉矩值(N·m)。該值越大,表明膠

料的黏度越大,常用ML1+4100℃表示。 

●      門尼焦燒:這是個表明膠料焦燒時間的指標,通常是在120℃下測定(加有硫化體系配合劑)從最低點起,上升5個門尼值的時間。這個時間越大表明膠料越不容易發生焦燒,加工越安全。 

 

第一章  生膠 

 

v      分類(按來源):天然橡膠(NR)和合成橡膠。合成橡膠又分為通用橡膠和特種橡膠。 

v      通用橡膠:丁苯橡膠(SBR)、順丁橡膠(BR)、異戊橡膠(IR)、丁腈橡膠(NBR)、氯丁橡膠(CR)、丁基橡膠(IIR)、乙丙橡膠(EPMEPDM. 

v      不飽和非極性橡膠:NRSBRBRIR;不飽和極性橡膠:NBRCR;飽和非極性橡膠:EPMEPDMIIR

v      天然橡膠(NR)主要由順—1,4—聚異戊二烯構成,其綜合性能好。 

v      丁苯橡膠(SBR)是丁二烯和苯乙烯的共聚物,是產量最大的通用橡膠,70%用於輪胎業,根據聚合方法分為乳聚丁苯和溶聚丁苯。 

v      苯乙烯含量對丁苯橡膠性能的影響:隨著苯乙烯含量的增加,其SBR的性能向聚苯乙烯趨近。表現為Tg、模量、硬度上升,耐熱老化性變好,擠出收縮率變小,擠出物表面光滑,而耐磨性下降,彈性減小。

v      順丁橡膠(BR)也稱聚丁二烯橡膠,彈性最好的通用橡膠,滯後損失小,生熱少。

v      乙丙橡膠(EPM,EPDM)屬於碳鏈飽和非極性橡膠,耐臭氧老化性和耐熱老化性是通用橡膠中最好的,被譽為不龜裂的橡膠。 

v      丁基橡膠(IIR)的分子鏈上有密集的側甲基,雖然它的不飽和度很低,但實際上它表現主要是鏈烷烴的特徵,化學性質穩定且為非極性,歸屬為飽和橡膠,具有良好的氣密性和阻尼性(即好的吸震性)。 

v      丁腈橡膠(NBR)丁二烯和丙烯腈的共聚物,主要採用低溫乳液聚合,其耐油性好,耐非極性介質最好。 

v      氯丁橡膠(CR)是2—氯—1,3—丁二烯的乳液聚合物,其特點是阻燃性好(CR因含有氯原子而具有阻燃性,即不自燃,接觸火焰時能燃燒,離火自熄,而BR不能自熄),耐老化性較好。 

v      特種橡膠:一類是碳鏈飽和極性橡膠,一類是雜鏈橡膠。 

v      碳鏈飽和極性橡膠具有飽和的極性的碳鏈,其極性由側基提供的,側基有兩類:一類是鹵素(氯或氟),另一類是酯基。其極性強弱取決於極性側基的濃度與品種。

v      雜鏈橡膠:這類橡膠的分子鏈上有—SiO,CO,CNO,CS—的,他們都是雜鏈的。 

v      格林強度:  未硫化處理的橡膠拉伸強度。

 

第二章    橡膠的硫化體系

 

✧      完整的硫黃硫化體系由硫化劑、活性劑、促進劑三部分組成。

✧      硫化的化學反應歷程:(1)誘導期;(2)交聯反應;(3)網路熟化階段 

✧      宏觀硫化歷程:(1)焦燒階段;(2)熱硫化階段;(3)平坦硫化階段;(4)過硫化階段。 

✧      交聯效率參數E:形成1 mol交聯鍵所需要的平均硫黃原子的物質的量(mol),E值提高,硫黃用量增加,交聯程度降低。 

✧      使用促進劑的目的(也是硫化促進劑的概念):大大地縮短硫化時間,減少硫磺用量,降低硫化溫度,節省能耗,提高硫黃利用率,而且能顯著提高橡膠的工藝性能和物理機械性能。

✧      普通硫黃硫化體系(CV):硫化膠網路中70%以上是多硫交聯鍵,具有較高的主鏈改性,硫化膠具有良好的初始疲勞性能,室溫條件下具有優良的動靜態性能,最大缺點是不耐熱氧老化,硫化膠不能在較高溫度下長期使用。 

✧      有效硫化體系(EV):硫化膠網路中單鍵和雙鍵含量占90%以上,網路具有極少的主鏈改性,對硫黃利用率高,該體系的硫化膠具有較高的抗氧老化性能,但初始動態疲勞性能差,用於高溫靜態製品如密封製品、高溫快速硫化體系。(為獲得

有效硫化體系可採取兩條途徑,高促、低硫配和無硫配合) 

✧      半有效硫化體系(SEV):硫化膠既具有適量的多硫鍵,又有適量的單、雙硫交聯鍵,使其既具有較好的動態性能,又有中等程度的耐熱氧老化性能。

✧      高溫快速硫化體系:多使用單硫或雙硫鍵含量高的有效EV和半有效SEV硫化體系,其硫化膠耐熱氧老化性能好。高溫硫化體系要求硫化速度快,焦燒傾向小,無噴霜現象

✧      平衡硫化體系:該體系在較長的硫化週期內,硫化的平坦性較好,交聯密度基本維持穩定,具有優良的耐熱氧老化性和耐疲勞性,特別適合大型、厚製品的硫化。

✧      過氧化物硫化膠的網路結構中的交聯鍵為CC鍵。

✧      無硫硫化:  是指分子結構中含硫的有機或無機化合物,在硫化過程中能析出活性硫,參與交聯過程,所以又稱無硫硫化。

✧      促進劑按 PH值可分為酸性中性和鹼性三類;按促進速度可分為慢速級中速級准速級超速級和超超速級五類。

 

第三章 橡膠的補強與填充體系

 

Ø     補強:是指能使橡膠的拉伸強度,撕裂強度及耐磨性同時獲得明顯提高的作用。

Ø     填充:可起到增大體積,降低成本,改善加工工藝性能如減少半成品收縮率、提高半成品表面平坦性、提高硫化膠硬度及定伸應力等作用。

Ø     炭黑分類(按作用):(1)硬質炭黑  粒徑在40 nm以下,補強性高,如超耐磨、中超耐磨、高耐磨炭黑;(2)軟質炭黑  粒徑在40 nm以上,補強性低,如半補強炭黑、熱裂法炭黑等。

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