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六．NR的配合與加工

1．NR的配合

硫化體系：NR一般用硫黃硫化體系，促進(jìn)劑用噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類等，活化劑有氧化鋅、硬脂酸。

補(bǔ)強(qiáng)填充體系：最常用的是炭黑，其次是白炭黑及非補(bǔ)強(qiáng)性填充劑碳酸鈣、陶土、滑石粉。

防護(hù)體系：對(duì)苯二胺類最好，如4010、4020、4010NA等。

增塑體系：以松焦油、三線油最為常用。其次是松香、古馬隆及石蠟。

配方舉例：（以胎面膠為例）

NR        100   （生膠）

S          2.5  （硫化劑）

CZ         0.5   （促進(jìn)劑）

NOBS       0.5   （促進(jìn)劑）

ZnO         6.0   （活化劑）

SA          2.5   （活化劑）

HAF         20    （補(bǔ)強(qiáng)劑）

ISAF         30    （補(bǔ)強(qiáng)劑）

AW          0.5   （防老劑）

4010NA      1.5   （防老劑）

松焦油：     5.0   （增塑劑）

石蠟：       1.0   （增塑劑）

2．NR的加工

塑煉性好：比合成橡膠易塑煉，易過(guò)煉。分子量高，1#煙片膠的威氏可塑度不到0.1，門尼粘度在95~120之間。

混煉性好：比合成橡膠易混煉，易包熱輥、易吃粉、易分散。

壓出性好：壓出速度快、質(zhì)量好、表面光滑。

壓延型好：收縮率低，熱塑性大。

成型性好：NR的自粘性高，格林強(qiáng)度高。

硫化特性好：硫化速度快，但要防止過(guò)硫。最適宜的溫度143℃，不能超過(guò)160℃。

所以NR是綜合加工性能最好的橡膠。

3．NR的應(yīng)用

NR的應(yīng)用最廣：其中 輪胎：68% ；工業(yè)制品：13.5%；膠鞋：5.5%；膠乳：9.5%；粘合劑：1%；其他：2.5%

4．異戊橡膠

又稱合成天然橡膠，1954年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)單元與天然橡膠一樣，適于作淺色橡膠制品，與NR有以下不同：

1.                順式含量低于NR，結(jié)晶能力比NR差，分子量分布較NR窄，不含非橡膠成分，加工和力學(xué)性能較NR差。

2.                格林強(qiáng)度低，生膠有冷流傾向，硫化速度慢。

3.                IR的耐老化性能較NR差。

4.                壓延、壓出性、粘和性能與NR相當(dāng)。

5．反式聚異戊二烯橡膠（TPI）

天然的TPI有杜仲膠、巴拉塔膠、古塔波膠，人工合成高反式TPI也已實(shí)現(xiàn)。國(guó)外已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)，但是催化效率抵，價(jià)格昂貴。

TPI與NR不同，為反式1，4—結(jié)構(gòu)，其性能也與NR有明顯的不同，表現(xiàn)如下：

1.                60℃以下迅速結(jié)晶，具有高硬度和高拉伸強(qiáng)度，常溫下象塑料那樣硬，結(jié)晶度在25%~45%之間。隨溫度升高，結(jié)晶度下降，硬度和拉伸強(qiáng)度急劇下降。

2.                溫度高于60℃，TPI能軟化，具有彈性，表現(xiàn)出橡膠的特性，可以硫化。應(yīng)用此特性可以用作形狀記憶材料。

3.                TPI無(wú)生理毒性，可作為醫(yī)用夾板，可以用酒精直接消毒。

4.                硫化過(guò)程表現(xiàn)出明顯的三階段特征：

1.                                        未硫化階段：結(jié)晶，屬于典型的熱塑性材料，強(qiáng)度、硬度高，沖擊韌性極好，軟化點(diǎn)低（60℃），可在熱水中或熱吹風(fēng)中軟化，可以直接在身體上模型固化，也可以捏塑成型，隨體性好，輕便、衛(wèi)生，可以重復(fù)使用，可以代替石膏作固定夾板、繃帶、矯形器件、假肢等。

2.                                        低中度交聯(lián)階段：交聯(lián)點(diǎn)間鏈段仍能結(jié)晶，表現(xiàn)為結(jié)晶型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高分子，可以作形狀記憶功能材料（室溫下具有熱塑性、受熱后具有熱彈性）。

3.                                        交聯(lián)度達(dá)到臨界點(diǎn)：表現(xiàn)為典型的彈性體特性，耐疲勞性能優(yōu)異，滾動(dòng)阻力小，生熱低，是發(fā)展高速節(jié)能輪胎的一種理想材料。

5.                塑煉和混煉溫度不能低于60℃，半成品挺性好，易噴霜

（二）配合與加工

配合：必要成分—硫化劑：硫黃用量比NR中少(雙鍵量少)

促進(jìn)劑：促進(jìn)劑用量比NR中多(硫化速度慢)

活化劑

補(bǔ)強(qiáng)劑：主要是炭黑(非自補(bǔ)強(qiáng)性)

增粘劑：本身粘性差，用烷基酚醛樹(shù)脂，古馬隆樹(shù)脂增粘

一般成分—防老劑，軟化劑

加工：塑煉性—一軟丁苯（門尼粘度在40~60之間）一般不需要塑煉；

混煉性——SBR對(duì)炭黑濕潤(rùn)性差，混煉生熱高，開(kāi)煉機(jī)應(yīng)控溫在40~50℃之間且包冷輥。

密煉機(jī)混煉時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，溫度不能太高，排膠溫度應(yīng)低于130℃。

壓延、壓出性—壓延、壓出收縮率高，表面不光滑，并用部分NR可以改善。

成型性——格林強(qiáng)度低，自粘性差，可與NR并用或采用增粘劑改善。

硫化性——硫化速度慢，操作安全性好

五．SBR的應(yīng)用

SBR是一種耗量最大的通用橡膠，應(yīng)用廣泛，除要求耐油、耐熱、耐特種介質(zhì)等特殊情況外的一般場(chǎng)合均可使用。主要用于輪胎工業(yè)，另外還用于運(yùn)輸帶的覆蓋膠，輸水膠管，膠鞋大底，膠輥，防水橡膠制品，膠布制品、微孔海綿制品、防震制品等。

一．乙丙橡膠的制造

目前，世界上已有近20個(gè)公司生產(chǎn)的100多個(gè)牌號(hào)。國(guó)內(nèi)目前仍從日本、荷蘭、美國(guó)等公司進(jìn)口EPDM。

二．乙丙膠的分類

根據(jù)是否加入第三單體分為：二元乙丙橡膠（EPM）和三元乙丙橡膠（EPDM）

EPDM根據(jù)第三單體的不同，分為： 
 

三．乙丙膠的結(jié)構(gòu)

1．飽和性及非極性

EPM是完全飽和的橡膠，EPDM主鏈完全飽和，側(cè)基僅有1%~2%（mol）的不飽和第三單體， EPM具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性和較高的熱穩(wěn)定性。另外，乙丙橡膠不易被極化，不產(chǎn)生氫鍵，是非極性橡膠，耐極性介質(zhì)作用，而且電絕緣性能極佳。

2．乙烯與丙烯組成比

乙烯、丙烯的組成比影響共聚物的性能，一般丙烯的含量在30~40%（mol）時(shí)是較好的彈性體。

3．第三單體的含量

為使第三單體在乙丙膠中分布均勻，聚合時(shí)一般采取分批加入的方法。第三單體用量多時(shí)，不飽和度高，硫化速度快，與不飽和橡膠相容性好，可與不飽和橡膠并用，但是耐熱性和老化性下降。

四．乙丙膠的性能

1．比重小

比重為0.86，是所有橡膠中比重最小的。

2．耐老化性能優(yōu)異

①優(yōu)秀的耐臭氧性能：乙丙橡膠被譽(yù)為：“無(wú)龜裂橡膠”，在通用橡膠中它的耐臭氧性能是最好的，其次為IIR、再其次是CR。

②優(yōu)秀的耐熱老化性能：乙丙橡膠的耐老化性能在通用橡膠中是最好的，在130℃下可以長(zhǎng)期使用，在150℃或再高的溫度下可以間斷或短期使用。且EPM優(yōu)于EPDM。

③優(yōu)秀的耐天候性：乙丙膠的耐天候（光、熱、風(fēng)、雨、臭氧、氧）性在所有的通用橡膠中是最好的，作屋面防水卷材使用壽命可以達(dá)到25年以上。

3．優(yōu)異的電絕緣性能

乙丙橡膠的耐絕緣性能是非常好的，與IIR相當(dāng)，且EPM優(yōu)于EPDM，可以作為電纜材料，特別是浸水之后電性能變化很小，特別適用于作電絕緣制品及水中作業(yè)的絕緣制品。

4．優(yōu)秀的耐化學(xué)藥品性能

由于乙丙橡膠本身的化學(xué)穩(wěn)定性和非極性，它與多數(shù)化學(xué)藥品不發(fā)生反應(yīng)，與極性物質(zhì)之間或者不相溶或者相溶性極小，如醇、酮、酸（乙酸、甲酸）、強(qiáng)堿、氧化劑（H₂O₂、HClO）、洗滌劑、磷酸酯類等。

5．卓越的耐水、過(guò)熱水、水蒸汽性能

水是強(qiáng)極性物質(zhì)，乙丙橡膠是一種高分子烷烴，具有疏水性，兩者之間不易產(chǎn)生物理、化學(xué)作用，所以具有杰出的耐水、耐過(guò)熱水、耐蒸汽性能。（EPM ＞IIR＞SBR＞NR＞CR）

五．配合與加工

1．配合：

①硫化體系：EPDM可以用硫黃硫化體系，硫黃用量1~2份，促進(jìn)劑宜選用活性較大的品種或不同的促進(jìn)劑并用，這樣既能保證硫化速度，又能防止噴霜現(xiàn)象。以國(guó)產(chǎn)EPDM（D）為例： EPDM100   硬脂酸1   氧化鋅5   促M0.5   TMTD1.5 S1.5 HAF50

②補(bǔ)強(qiáng)體系：由于乙丙橡膠是非結(jié)晶橡膠，所以要加入補(bǔ)強(qiáng)劑。

③增塑體系：乙丙橡膠最常用的增塑劑是石油系增塑劑，包括環(huán)烷油、石蠟油及芳香油，其中環(huán)烷油與乙丙膠的相容性較好。

④增粘劑：乙丙橡膠的自粘性及與其它材料的粘著性均不好，配合時(shí)可以在其中加入增粘劑如烷基酚醛樹(shù)脂、石油樹(shù)脂、萜烯樹(shù)脂、松香等。

⑤防護(hù)體系：雖然乙丙橡膠的耐老化性能很好，但在較高溫長(zhǎng)期使用的情況下仍需加入防老劑，常用的是胺類。

2．加工：

乙丙橡膠的加工具有如下特點(diǎn)：乙丙橡膠不易包輥，不易吃炭黑，采用密煉分散效果較好，裝膠容量比正常高15%。為了提高粘合性能，可以采用提高粘合溫度、增加粘合壓力的方法

六．應(yīng)用

耐熱、耐老化、耐水制品——耐熱輸送帶、蒸汽膠管、防水卷材

耐化學(xué)品腐蝕的密封制品、防腐襯里

絕緣的電線、電纜包皮

淺色的輪胎胎側(cè)

四．以乙烯為基礎(chǔ)的彈性體

聚乙烯有良好的絕緣性能、優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性能、耐老化性能，而且成本很低。作為橡膠，它具有分子鏈柔順、分子間作用力低這兩個(gè)條件，但由于其分子鏈規(guī)整度高，室溫下呈半結(jié)晶。將其分子鏈規(guī)整度打亂，在加上適度交聯(lián)，就能得到性能優(yōu)良的彈性體。

1．氯化聚乙烯（CPE）

采用水相懸浮法、溶液法或固相法將聚乙烯氯化得到的，根據(jù)含氯量不同（從15%~73%），門尼粘度變化很大，從34到150，其物理狀態(tài)也從塑料、彈性體變成半彈性皮革狀硬質(zhì)高聚物。

一般氯含量25%~48%的CPE為橡膠狀彈性體。熱塑性彈性體的氯含量在16~24%之間。

應(yīng)用：

（1）可作為塑料制品的改性劑；

提高塑料制品的耐低溫沖擊性能、提高韌性、阻燃性、耐油耐老化性能、耐腐蝕性、絕緣性等。CPE是PVC的重要改性填加劑，用于制造PVC板材、管材、塑鋼門窗、屋面防水卷材、家電外殼、防腐襯里等。

（2）作為特種橡膠使用；

加工的橡膠制品具有強(qiáng)度高、耐磨耗、耐熱、耐化學(xué)藥品，具有優(yōu)良的難燃自熄性、耐低溫性能等。

學(xué)習(xí)

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