什么是橡胶？
橡胶是一种材料，它在大的形变下能迅速而有力恢复其形变，能够被改性。（所谓的改性就是老化）
一、 橡胶的分类分为天然橡胶、合成橡胶。合成橡胶分为通用橡胶与特种橡胶。通用橡胶分为丁苯、顺丁、异戊、丁腈、氯丁、乙丙、丁基等橡胶；特种橡胶有氟、硅、聚氨酯、丙烯酸酯、橡胶等橡胶。
二、橡胶的配合分为生胶、硫化、补强填充、防护、增塑、特种配合等配合体系
三、橡胶的加工分为塑炼、混炼、压延、压出、硫化等过程
橡胶是高弹性的高分子材料，由于橡胶具有其他材料所没有的高弹性，因而也称做弹性体，其基本特性如下：
一， 有橡胶状弹性。
二， 具有粘弹性。
三， 有减震缓冲的作用。
四， 对温度依赖大
五， 具有电绝缘性。
六， 有老化现象。
七， 必须进行硫化。
八， 必须加入配合剂
九， 比重小，硬度低，柔软性好，透气性差。
一， 有橡胶状弹性。
二， 具有粘弹性。
三， 有减震缓冲的作用。
四， 对温度依赖大
五， 具有电绝缘性。
六， 有老化现象。
七， 必须进行硫化。
八， 必须加入配合剂
九， 比重小，硬度低，柔软性好，透气性差。
1.历史可以远溯至1492年哥伦布发现美洲新大陆,早期的探险家发现印地安人使用巴西橡胶树之胶乳(天然橡胶)来制作"胶鞋",防止脚被蛇虫叮咬,之後18世完善了真正意义的橡胶硫化,硫化後橡胶产生本质的飞跃,性能大幅度提高.此橡胶大底在制鞋业中获得了广泛应用,随著橡胶工业的发展,丁苯橡胶等人工合成橡胶由于其性能突出,1951年後开始大量使用.
生胶
纪後期至19世纪初期,天然橡胶开始在欧洲用于胶管雨衣,胶鞋,但材料遇热变软发粘,遇冷变硬脆裂,实用价值不大.
2.1839年,美国人固特异(C.Goodyear)发明
橡胶品种（简写符号） 化学组成 性能特点 主要用途
1． 天然橡胶（NR） 以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐油和耐溶剂性不好，第抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性不高。使用温度范围：约－60℃～＋80℃。 制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶－金属悬挂元件、膜片、模压制品。
2． 丁苯橡胶（SBR） 丁二烯和苯乙烯的共聚体。性能接近天然橡胶，是目前产量最大的通用合成橡胶，其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天然橡胶均匀。缺点是：弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差；加工性能差，特别是自粘性差、生胶强度低。使用温度范围：约－50℃～＋100℃。 主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。
3． 顺丁橡胶（BR） 是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。优点是：弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合。缺点是强度较低，抗撕裂性差，加工性能与自粘性差。使用温度范围：约－60℃～＋100℃。 一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用，主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。
4． 异戊橡胶（IR） 是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。化学组成、立体结构与天然橡胶相似，性能也非常接近天然橡胶，故有合成天然橡胶之称。它具有天然橡胶的大部分优点，耐老化由于天然橡胶，弹性和强力比天然橡胶稍低，加工性能差，成本较高。使用温度范围：约－50℃～＋100℃ 可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。
5． 氯丁橡胶（CR） 是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。这种橡胶分子中含有氯原子，所以与其他通用橡胶相比：它具有优良的抗氧、抗臭氧性，不易燃，着火后能自熄，耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点；其物理机械性能也比天然橡胶好，故可用作通用橡胶，也可用作特种橡胶。主要缺点是耐寒性较差，比重较大、相对成本高，电绝缘性不好，加工时易粘滚、易焦烧及易粘模。此外，生胶稳定性差，不易保存。使用温度范围：约－45℃～＋100℃。 主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套及各种防护套、保护罩；耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬里；耐燃的地下采矿用橡胶制品，以及各种模压制品、密封圈、垫、粘结剂等。
6． 丁基橡胶（IIR） 是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体。最大特点是气密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐热性较高，长期工作温度可在130℃以下；能耐无机强酸（如硫酸、硝酸等）和一般有机溶剂，吸振和阻尼特性良好，电绝缘性也非常好。缺点是弹性差，加工性能差，硫化速度慢，粘着性和耐油性差。使用温度范围：约－40℃～＋120℃。 主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及防震制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。
7． 丁晴橡胶（NBR） 丁二烯和丙烯晴的共聚体。特点是耐汽油和脂肪烃油类的性能特别好，仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯和氟橡胶，而优于其他通用橡胶。耐热性好，气密性、耐磨及耐水性等均较好，粘结力强。缺点是耐寒及耐臭氧性较差，强力及弹性较低，耐酸性差，电绝缘性不好，耐极性溶剂性能也较差。使用温度范围：约－30℃～＋100℃。 主要用于制造各种耐油制品，如胶管、密封制品等。
8． 氢化丁晴橡胶（HNBR） 丁二烯和丙烯晴的共聚体。它是通过全部或部分氢化NBR的丁二烯中的双键而得到的。其特点是机械强度和耐磨性高，用过氧化物交联时耐热性比NBR好，其他性能与丁晴橡胶一样。缺点是价格较高。使用温度范围：约－30℃～＋150℃。 主要用于耐油、耐高温的密封制品。
9． 乙丙橡胶（EPM\EPDM） 乙烯和丙烯的共聚体，一般分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶。特点是抗臭氧、耐紫外线、耐天候性和耐老化性优异，居通用橡胶之首。电绝缘性、耐化学性、冲击弹性很好，耐酸碱，比重小，可进行高填充配合。耐热可达150℃，耐极性溶剂－酮、酯等，但不耐脂肪烃和芳香烃，其他物理机械性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。缺点是自粘性和互粘性很差，不易粘合。使用温度范围：约－50℃～＋150℃。 主要用作化工设备衬里、电线电缆包皮、蒸汽胶管、耐热运输带、汽车用橡胶制品及其他工业制品。
10． 硅橡胶（Q） 为主链含有硅、氧原子的特种橡胶，其中起主要作用的是硅元素。其主要特点是既耐高温（最高300℃）又耐低温（最低－100℃），是目前最好扥艾寒、耐高温橡胶；同时电绝缘性优良，对热氧化和臭氧的稳定性很高，化学惰性大。缺点是机械强度较低，耐油、耐溶剂和耐酸碱性差，较难硫化，价格较贵。使用温度：－60℃～＋200℃。 主要用于制作耐高低温制品（胶管、密封件等）、耐高温电线电缆绝缘层，由于其无毒无味，还用于食品及医疗工业。
11． 氟橡胶（FPM） 是由含氟单体共聚而成的有机弹性体。其特点耐温高可达300℃，耐酸碱，耐油性是耐油橡胶中最好的，抗辐射、耐高真空性能好；电绝缘性、机械性能、耐化学腐蚀性、耐臭氧、耐大气老化性均优良。缺点是加工性差，价格昂贵耐寒性差，弹性透气性较低。使用温度范围：－20℃～＋200℃。 主要用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、耐化学腐蚀的密封材料、胶管或其他零件及汽车工业。
12． 聚氨酯橡胶（AU\EU） 有聚酯（或聚醚）与二异氰酸酯类化合物聚合而成的弹性体。其特点是耐磨性好，在各种橡胶中是最好的；强度高、弹性好、耐油性优良。耐臭氧、耐老化、气密性等也优异。缺点是耐温性能较差，耐水和耐碱性差，耐芳香烃、氯化烃及酮、酯、醇类等溶剂性较差。使用温度范围：约－30℃～＋80℃。 制作轮胎紧挨由零件、垫圈、防震制品，以及耐磨、高强度和耐油的橡胶制品。
13． 丙烯酸酯橡胶（ACM\AEM） 它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物。其特点是兼有良好的耐热、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加剂的润滑油中性能稳定。同时耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外线、气密性优良。缺点是耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及有机和无机酸、碱。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液内膨胀严重。同时弹性和耐磨性差，电绝缘性差，加工性能较差。使用温度范围：约－25℃～＋180℃。 可用于制造耐油、耐热、耐老化的制品，如密封件、胶管、化工衬里等。
14． 氯磺化聚乙烯橡胶（CSM） 它是聚乙烯经氯化和磺化处理后，所得到具有弹性的聚合物。耐臭氧紧挨老化优良，耐候性优于其它橡胶。阻燃、耐热、耐溶剂性及耐大多数化学药品和耐酸碱性能较好。电绝缘性尚可，耐磨性与丁苯橡胶相似。缺点是抗撕裂性能差，加工性能不好。使用温度范围：约－20℃～＋120℃。 可用作臭氧发生器上的密封材料，制造耐油密封件、电线电缆包皮以及耐油橡胶制品和化工衬里。
15． 氯醚橡胶（CO\ECO） 由环氧氯丙烷均聚或由环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚而成的聚合物。特点是耐脂肪烃及氯化烃溶剂、耐碱、耐水、耐老化性能极好，耐臭氧性、耐候性紧挨热性、气密性高。缺点是强力较低、弹性较差、电绝缘性不良。使用温度范围：约－40℃～＋140℃。 可用作胶管、密封件、薄膜和容器衬里、油箱、胶辊，制造油封、水封等。
16．氯化聚乙烯橡胶（CM或CPE）是聚乙烯通过氯取代反应制成的具有弹性的聚合物。性能与氯磺化聚乙烯橡胶接近，其特点是流动性好，容易加工；有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性，耐热、耐酸碱、耐油性良好。缺点是弹性差、压缩变形较大，电绝缘性较低。使用温度范围：约－20℃～＋120℃。电线电缆护套、胶管、胶带、胶辊化工衬里等。
第一节， 天然橡胶（NR）
一． 来源
1. 野生橡胶：由野生树木植物采制的橡胶。银色橡胶菊，野藤橡胶等也属此类。
2. 栽培橡胶：主要是三叶橡胶树。
3. 橡胶草橡胶。一公顷可收150-200KG。
4. 杜仲胶：由杜仲树的枝叶根茎中提取。常温下无弹性，软化点高，比重大，耐水性好。可做塑料用。
二． 天然橡胶制造和分级标准。
1. 烟片胶：消耗量占天然橡胶的80%。
按照质量分为六个等级：RSSIX；RSS1#；RSS2#；RSS3#；RSS4#；RSS5#。质量按顺序降低。
2. 绉胶片：
1）白绉胶è质量最好
2）褐绉胶==》质量普通
3.）毛绉胶==》质量最差
3. 马来西亚标准胶。
4. 专用天然橡胶
1） 恒粘（CV）：加入0.15-4%的盐酸氢胺，使橡胶门尼值保持在60+-5度。生热低，耐屈挠性和耐磨性好，为制造高速轮胎重要原料。
2） 低粘（LV）橡胶：门尼值为45+-5度，可以不经过素炼直接混炼。
3） 轮胎橡胶
4） 充油天然橡胶：低温防滑性好。
5） 易操作橡胶（SP）和接枝橡胶（MG）
天然橡胶主要应用: 轮胎,防震,输送皮带,制鞋业，乳胶应用塑炼目尼值比较高（70-80）,流动性也差(不易卷附.所 以必须经过塑练,降低胶料门尼粘度（MOONEY45+-5）值,才可使用.
特性: 优点:<1>止滑性,撕力,拉力较好;耐刺穿性好。耐低温性好。门尼粘度值低塑炼时易卷附,说明其抓力较好,利用此特点常
缺点:<1>因天然橡胶含杂质故品质不稳定,着色性差,
<2>延伸率,磨耗差,300%拉力比较差.
温度高于15度，磨耗差于丁苯橡胶。
<2>.
天然橡胶未经
什么是橡胶？橡胶是一种材料，它在大的形变下能迅速而有力恢复其形变，能够被改性。
二、 橡胶的分类分为天然橡胶、合成橡胶。合成橡胶分为通用橡胶与特种橡胶。通用橡胶分为丁苯、顺丁、异戊、丁腈、氯丁、乙丙、丁基橡胶；特种橡胶有氟、硅、聚氨酯、丙烯酸酯、橡胶等橡胶。
二、橡胶的配合分为生胶、硫化、补强填充、防护、增塑、特种配合等配合体系
三、橡胶的加工分为塑炼、混炼、压延、压出、硫化等过程
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1综述 橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料。 橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。
橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程，通过各种加工手段，使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶，在加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。 2橡胶加工工艺 2.1塑炼工艺 生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。 生胶塑炼的目的是降低它的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。 掌握好适当的塑炼可塑度，对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现，有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。 在橡胶工业中，最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。 开炼机塑炼时温度一般在80℃以下，属于低温机械混炼方法。密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120℃以上，甚至高达160-180℃，属于高温机械混炼。 （注）
生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。 几种胶的塑炼特性： A/天然橡胶用开炼机塑炼时，辊筒温度为30-40℃，时间约为15-20min；采用密炼机塑炼当温度达到120℃以上时，时间约为3-5min。 B/丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间，因此，丁苯橡胶也可不用塑炼，但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性 顺丁橡胶具有冷流性，缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低，可不用塑炼。 C/氯丁橡胶得塑性大，塑炼前可薄通3-5次，薄通温度在30-40℃。 D/乙丙橡胶的分子主链是饱和结构，塑炼难以引起分子的裂解，因此要选择门尼粘度低的品种而不用塑炼。 E/丁腈橡胶可塑度小，韧性大，塑炼时生热大。开炼时要采用低温40℃以下、小辊距、低容量以及分段塑炼，这样可以收到较好的效果。 2.2混炼工艺 混炼是指在炼胶机上将各种配合剂均匀的混到生胶种的过程。混炼的质量是对胶料的进一步加工和成品的质量有着决定性的影响，即使配方很好的胶料，如果混炼不好，也就会出现配合剂分散不均，胶料可塑度过高或过低，易焦烧、喷霜等，使压延、压出、涂胶和硫化等工艺不能正常进行，而且还会导致制品性能下降。 混炼方法通常分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。这两种方法都是间歇式混炼，这是目前最广泛的方法。 开炼机的混合过程分为三个阶段，即包辊（加入生胶的软化阶段）、吃粉（加入粉剂的混合阶段）和翻炼（吃粉后使生胶和配合剂均达到均匀分散的阶段）。 开炼机混胶依胶料种类、用途、性能要求不同，工艺条件也不同。混炼中要注意加胶量、加料顺序、辊距、辊温、混炼时间、辊筒的转速和速比等各种因素。既不能混炼不足，又不能过炼。 密炼机混炼分为三个阶段，即湿润、分散和涅炼、密炼机混炼石在高温加压下进行的。操作方法一般分为一段混炼法和两段混炼法。 一段混炼法是指经密炼机一次完成混炼，然后压片得混炼胶的方法。他适用于全天然橡胶或掺有合成橡胶不超过50%的胶料，在一段混炼操作中，常采用分批逐步加料法，为使胶料不至于剧烈升高，一般采用慢速密炼机，也可以采用双速密炼机，加入硫磺时的温度必须低于100℃。其加料顺序为生胶—小料—补强剂—填充剂—油类软化剂—排料—冷却—加硫磺及超促进剂。 两段混炼法是指两次通过密炼机混炼压片制成混炼胶的方法。这种方法适用于合成橡胶含量超过50%得胶料，可以避免一段混炼法过程中混炼时间长、胶料温度高的缺点。第一阶段混炼与一段混炼法一样，只是不加硫化和活性大的促进剂，一段混炼完后下片冷却，停放一定的时间，然后再进行第二段混炼。混炼均匀后排料到压片机上再加硫化剂，翻炼后下片。分段混炼法每次炼胶时间较短，混炼温度较低，配合剂分散更均匀，胶料质量高。 2.3压延工艺 压延是将混炼胶在压延机上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程，它包括压片、贴合、压型和纺织物挂胶等作业。 压延工艺的主要设备是压延机，压延机一般由工作辊筒、机架、机座、传动装置、调速和调距装置、辊筒加热和冷却装置、润滑系统和紧急停车装置。 压延机的种类很多，工作辊筒有两个、三个、四个不等，排列形式两辊有立式和卧式；三辊有直立式、Γ型和三角形；四辊有Γ型、L型、Z型和S型等多种。
按工艺用途来分主要有压片压延机（用于压延胶片或纺织物贴胶，大多数三辊或四辊，各辊塑度不同）、擦胶压延机（用于纺织物的擦胶，三辊，各辊有一定得速比，中辊速度大。借助速比擦入纺织物中）、通用压延机（又称万能压延机，兼有压片和擦胶功能、三辊或四辊，可调速比）、压型压延机、贴合压延机和钢丝压延机。
压延过程一般包括以下工序：混炼胶的预热和供胶；纺织物的导开和干燥（有时还有浸胶）. 胶料在四辊或三辊压延机上的压片或在纺织物上挂胶依机压延半成品的冷却、卷取、截断、放置等。 在进行压延前，需要对胶料和纺织物进行预加工，胶料进入压延机之前，需要先将其在热炼机上翻炼，这一工艺为热炼或称预热，其目的是提高胶料的混炼均匀性，进一步增加可塑性，提高温度，增大可塑性。 为了提高胶料和纺织物的粘合性能，保证压延质量，需要对织物进行烘干，含水率控制在1-2%，含水量低，织物变硬，压延中易损坏，含水量高，粘附力差。
几种常见的橡胶的压延性能 天然橡胶热塑形大，收缩率小，压延容易，易粘附热辊，应控制各辊温差，以便胶片顺利转移；
丁苯橡胶热塑性小，收缩率大，因此用于压延的胶料要充分塑炼。由于丁苯橡胶对压延的热敏性很显著，压延温度应低于天然橡胶，各辊温差有高到低；
氯丁橡胶在75-95℃易粘辊，难于压延，应使用低温法或高温法，压延要迅速冷却，掺有石蜡、硬酯酸可以减少粘辊现象；
乙丙橡胶压延性能良好，可以在广泛的温度范围内连续操作，温度过低时胶料收缩性大，易产生气泡；丁腈橡胶热塑性小，收缩性大，在胶料种加入填充剂或软化剂可减少收缩率，当填充剂重量占生胶重量的50%以上时，才能得到表面光滑的胶片，
丁腈橡胶粘性小易粘冷辊。
2.4压出工艺 压出工艺是通过压出机机筒筒壁和螺杆件的作用，使胶料达到挤压和初步造型的目的，压出工艺也成为挤出工艺。 压出工艺的主要设备是压出机。 几种橡胶的压出特性： 天然橡胶压出速度快，半成品收缩率小。机身温度50-60℃，机头70-80℃，口型80-90℃；
丁苯橡胶压出速度慢，压缩变形大，表面粗糙，机身温度50-70℃，机头温度70-80℃，口型温度100-105℃；
氯丁橡胶压出前不用充分热炼，机身温度50℃，机头℃，口型70℃；
乙丙橡胶压出速度快、收缩率小，机身温度60-70℃，机头温度80-130℃，口型90-140℃。
丁腈橡胶压出性能差，压出时应充分热炼。机身温度50-60℃，机头温度70-80℃。
2.5注射工艺 橡胶注射成型工艺是一种把胶料直接从机筒注入模性硫化的生产方法。包括喂料、塑化、注射、保压、硫化、出模等几个过程。 注射硫化的最大特点是内层和外层得胶料温度比较均匀一致，硫化速度快，可加工大多数模压制品。
橡胶注射成型的设备是橡胶注射成型硫化机。 2.6压铸工艺 压铸法又称为传递模法或移模法。 这种方法是将胶料装在压铸机的塞筒内，在加压下降胶料铸入模腔硫化。与注射成型法相似。如骨架油封等用此法生产溢边少，产品质量好。
2.7硫化工艺 早先，天然橡胶的主要用途只是做擦字橡皮；后来才用于制造小橡胶管。直到1823年，英国化学家麦金托什才发明将橡胶溶解在煤焦油中然后涂在布上做成防水布，可以用来制造雨衣和雨靴。但是，这种雨衣和雨靴一到夏天就熔化，一到冬天便变得又硬又脆。为了克服这一缺点，当时许多人都在想办法。美国发明家查理•古德伊尔也在进行橡胶改性的试验，他把天然橡胶和硫黄放在一起加热，希望能获得一种一年四季在所有温度下都保持干燥且富有弹性的物质。直到1839年2月他才获得成功。一天他把橡胶、硫黄和松节油混溶在一起倒入锅中（硫黄仅是用来染色的），不小心锅中的混合物溅到了灼热的火炉上。令他吃惊的是，混合物落入火中后并未熔化，而是保持原样被烧焦了，炉中残留的未完全烧焦的混合物则富有弹性。他把溅上去的东西从炉子上剥了下来，这才发现他已经制备了他想要的有弹性的橡胶。经过不断改进，他终于在1844年发明了橡胶硫化技术。 在橡胶制品生产过程中，硫化是最后一道加工工序。 硫化是胶料在一定条件下，橡胶大分子由线型结构转变为网状结构的交联过程。硫化方法有冷硫化、室温硫化和热硫化三种。大多数橡胶制品采用热硫化。
热硫化的设备有硫化罐、平板硫化机等。
2.8其他生产工艺 橡胶制品的生产工艺还有浸渍法、涂刮法、喷涂法、蕉塑法等。 3橡胶配方设计 3.1橡胶的硫化（交联） 交联是橡胶高弹性的基础，其特点是在一个橡胶分子链上仅形成少数几处交联点，因此不会影响橡胶分子链段的运动。 橡胶的硫化体系较多，常见的有：硫黄硫化体系、过氧化物硫化体系、树脂硫化体系、氧化物硫化体系等 3.1.1硫黄硫化体系 主要适应于二烯类橡胶，其硫化活性点是在双键旁边的α氢原子。 组成： 硫黄 活性剂： 氧化锌，硬脂酸 促进剂： 噻唑类（DM，M），次磺酰胺类（CZ，NOBS），秋兰姆类（TETD，TMTM，TMTD），胍（D）
硫黄硫化体系分类 A/硫化体系 硫黄/促进剂（S/A）比 交联键组成 性能特点 普通硫黄硫化体系 >1 以多硫键为主 动态疲劳性能好；老化性能差 B/半有效硫黄硫化体系（Semi-EV） ≈1 以单硫键和双硫键为主 老化性能好；压缩永久变形小；无硫化返原 C/有效硫黄硫化体系（EV） 3.1.2过氧化物硫化体系-自由基机理 1 常见的过氧化物有：DCP（二枯基过氧化物）、BPO、DCBP、双2，5 2 助交联剂：抑制聚合难自由基无用的副反应。如TAIC，TAC，HVA-2 3 过氧化物硫化橡胶性能特点：老化性能好，压缩永久变形小，制品透明性好。 橡胶品种 交联效率 原因 NR 自由基的活性主要与甲基的超共轭作用有关，同时位阻较大，无法出笼格 BR，SBR脱氢的速度为NR的1/3，但活性高，位阻小，能较快地与双键加成，形成交联键和新自由基; NBR 腈基影响交联作用. 3.1.3氧化物硫化体系 这是含卤素橡胶的主要硫化剂。 通常有氧化锌/氧化镁（5/4）、氧化铅或四氧化三铅（10-20，耐水制品）
3.2橡胶的填料 未加填料的橡胶，力学性能和工艺性能均较差，无法使用。 3.2.1作用 补强性： 拉伸强度，撕裂强度，耐磨性 改善加工性能 降低成本
3.2.2填料的结构 3.2.2.1粒径 一般来说，粒径越小，强度越高。 表 3 常用补强剂及填充剂的粒径范围（mμ） 填料名称 缩写 料径范围 槽黑 23-30 高耐磨炭黑 HAF 26-35 半补强炭黑 SRF 60-130 气相法白炭黑 水合二氧化硅 10-25 沉淀法白炭黑 10-40 氧化锌 ZnO 100-500 轻质碳酸钙 CaCO3 1000-3000 超细碳酸钙 白艳华 25-100 硬质陶土 90% < 1000 普通滑石粉 TALC 5000-20000 3.2.2.2结构 粒子形状及内部结构（吸油值法，DBP）。一般吸油值越大，结构性越强，改善性能越明显。 3.2.2.3比表面积 粒子形状（BET法，CATB法）。比表面积越大，强度越高。 3.2.2.4化学结构 反应性（PH值表示）。如炭黑表面的羧基、白炭黑和普通浅色填料表面的羟基等，酸性填料常影响橡胶的硫化，因此需加入活性剂，消除酸性。 3.2.2.5填料的处理方法 填料表面一般为亲水性的，而聚合物是憎水的，两者相容性较差，必须进行表面处理。 3.2.2.6表面活性剂 （1） 结构：有机化合物，具有不对称的分子结构，由亲水和疏水两部分基团组成。 （2） 亲水部分：-OH，-COOH，-NH2，-NO2，-SH （3） 疏水部分：长链式、苯环式或烃类 3.2.2.7偶联剂 （1） 分类：硅烷，钛酸酯、铝酸酯、高分子偶联剂等 （2） 结构特点：亲水部分与表面活性剂相似，但疏水部分能与聚合物形成化学结合或物理缠结。 （3） 对性能的影响：低分子偶联剂通常在降低粘度的同时，提高力学性能；高分子偶联剂则在大幅度提高力学性能的同时，增加体系的粘度，这是由于分子之间作用力增强的缘故。 3.3软化剂和增塑剂 3.3.1软化剂的作用 （1） 降低体系的粘度，增加流动性，降低硫化橡胶的硬度； （2） 改善粘着性能； （3） 有助于填料的分散； （4） 便于压出和成型。 3.3.2常见品种 （1） 操作油（软化剂，用量较大）：分子量300-600的烃类或芳香烃类（如机油，链烷烃油，芳香烃油，石蜡油等） （2） 极性的酯类（在非极性橡胶中使用，称为增塑剂，其特点为脆性温度、且用量较少）：低分子酯类（DOP，DBP，DOS）和高分子酯类（己二酸乙二醇酯） 3.3.3选择原则 （1） 热力学（主要因素）：自由能ΔF=ΔH（热焓） - TΔS（熵变）。一般混合过程中，自由度增加，ΔS>0；ΔH > 0（吸热），尽可能小。 （2）极性橡胶——极性软化剂；非极性橡胶——非极性软化剂 （3） 溶剂化作用（次要因素）：一般认为，橡胶的双键有一定的亲核性，增塑剂酯类有亲电性，通过亲电-亲核作用增加了两者的界面强度，相容性增加，不过这种亲电-亲核作用较弱，因此一般用量不宜过大（5-10phr）。如NR与DBP，NBR与芳烃油的相容性，SBR、BR与NR的差异， （4） CR的溶剂选择原则 3.4橡胶的防护体系 老化是指一切使橡胶性能劣化的过程。如O2，O3，热，光，疲劳，力，催化剂，化学介质等，为了考察这些影响因素，设计了许多试验方法。 例： 氧弹试验、热氧老化试验、热 光老化试验（户外，室内，人造光）、 臭氧老化试验 ； 疲劳试验、热氧化，；热降解等老化试验。
3.4.1分类 物理：迁移、隔绝氧的作用 防 老 剂 化学：无污染型（酚类，1010，1076；硫化二丙酸酯（DLTP，DSTP）；亚磷酸酯，168）；污染型（胺类，RD，D，A） 防护体系 对苯二胺类（4010，4010NA） 抗臭氧剂 线形碳氢化合物(粗晶蜡，微晶蜡) 紫外线剂（橡胶不常用、炭黑的作用） 金属离子钝化剂 3.4.2反应机理 （1） 链引发 E = 0 （2） 链增长 E = 4-9kcal/mol E = 0kcal/mol E = 30kcal/mol 而金属粒子则催化ROOH的分解。 （3） 链终止 3.5配方设计与硫化橡胶物性的关系 3.5.1拉伸强度 拉伸强度是表征制品能够抵抗拉伸破坏的极限能力。影响橡胶拉伸强度的主要因素有：大分子链的主价键、分子间力以及高分子链柔性。 一 拉伸强度与橡胶结构的关系 （1） 分子间作用力大，如极性和刚性基团等； （2） 分子量增大，范德华力增大，链段不易滑动，相当于分子间形成了物理交联点，因此随分子量增大，拉伸强度增高，到一定程度时达到平衡； （3） 分子的微观结构，如顺式和反式结构的影响； （4） 结晶和取向 二 拉伸强度与硫化体系的关系 （1） 交联密度：有一极大值。 （2） 交联键类型：随交联键能增加，拉伸强度减小；多硫键具有较高的拉伸强度，因为弱键在应力状态下能起到释放应力的作用，减轻应力集中的程度，使交联网能均匀地承受较大的应力。对于能产生结晶的NR等，交联弱键的早期断裂，还有利于主链的定向结晶。 三 拉伸强度与填料的关系 大量的试验表明：粒径越小，比表面积越大，表面活性越大，结构性越高，补强的效果越好。同时随填料用量增加，有最大值，其大小受橡胶品种和填料类型的影响。 四 拉伸强度与软化剂的关系 软化剂的加入会损失拉伸强度，且与软化剂与橡胶的相容性有关。 3.5.2撕裂强度 橡胶的撕裂是由于材料中的裂纹或裂口受力时迅速扩大而导致破坏的现象，一般是沿着分子链数目最小，即阻力最小的途径发展。主要与橡胶应力-应变曲线的形状和粘弹性有关。与橡胶品种、硫化体系、软化剂均有关系。 |
