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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。
補強填充體系：最常用的是炭黑，其次是白炭黑及非補強性填充劑碳酸鈣、陶土、滑石粉。
防護(hù)體系：對苯二胺類最好，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 （補強劑）
ISAF 30 （補強劑）
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，格林強度高。
硫化特性好：硫化速度快，但要防止過硫。最適宜的溫度143℃，不能超過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也已實現(xiàn)。國外已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)，但是催化效率抵，價格昂貴。
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，強度、硬度高，沖擊韌性極好，軟化點低（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：表現(xiàn)為典型的彈性體特性，耐疲勞性能優(yōu)異，滾動阻力小，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
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合 成 橡 膠
在8種合成橡膠中全部由我國自行研究開發(fā)的膠種有BR、SSBR、SBS和CR；全部引進(jìn)國外技術(shù)的膠種是EPDM。
§1.3 丁 苯 橡 膠（SBR）
SBR是產(chǎn)量最大的合成橡膠，占合成橡膠總量的55%，70%用于輪胎。按合成方法分為乳聚（1933年由德國的Farben公司生產(chǎn)）和溶聚（60年代投入工業(yè)化生產(chǎn)，發(fā)展較快）SBR兩大類。
一．合成方法
聚合單體：丁二烯（占2/3以上）、苯乙烯（少于1/3）
1．乳液法：高溫乳液聚合：50℃
低溫乳液聚合：5℃
2．溶液法：60年代后投入工業(yè)化生產(chǎn)，該膠具有滾動阻力低，抗?jié)窕院�、綜合性能高等特點，在輪胎行業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。
二．分類（按制法分）
三．SBR的結(jié)構(gòu)
乳聚SBR：順1，4—結(jié)構(gòu)含10%，反1，4—結(jié)構(gòu)70%，1，2—結(jié)構(gòu)20%
溶聚SBR：順1，4—結(jié)構(gòu)比乳聚高，其它比乳聚低
四．SBR的性能
（一）性能
1．物理常數(shù) 密度（g/cm3）d=0.92~0.94
折光指數(shù) 1.53
2．SBR強度比NR差
生膠格林強度約為0.5MPa；純膠硫化膠的強度為1.4~3.0MPa；但炭黑補強后硫化膠的拉伸強度高達(dá)17~28MPa。撕裂強度比NR低，大約為NR的一半。
3．彈性、耐寒性比NR差。
4．耐熱、耐老化、耐磨性比NR好（苯環(huán)弱吸電、體積大—分子內(nèi)摩擦大、雙鍵濃度低），硫化反應(yīng)速度慢。
5．SBR耐屈撓疲勞性比NR差，但耐初始龜裂性好，耐裂口增長性差。
6．SBR粘著性比NR差。
7．SBR的電性能和耐溶劑性
SBR電絕緣性能良好，耐溶劑性比NR好，但仍不耐非極性油類。
8．抗?jié)窕詢?yōu)于NR、BR。
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（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
補強劑：主要是炭黑(非自補強性)
增粘劑：本身粘性差，用烷基酚醛樹脂，古馬隆樹脂增粘
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對炭黑濕潤性差，混煉生熱高，開煉機應(yīng)控溫在40~50℃之間且包冷輥。
密煉機混煉時間不宜過長，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合均可使用。主要用于輪胎工業(yè)，另外還用于運輸帶的覆蓋膠，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個公司生產(chǎn)的100多個牌號。國內(nèi)目前仍從日本、荷蘭、美國等公司進(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，聚合時一般采取分批加入的方法。第三單體用量多時，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：乙丙橡膠被譽為：“無龜裂橡膠”，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）、強堿、氧化劑（H2O2、HClO）、洗滌劑、磷酸酯類等。
5．卓越的耐水、過熱水、水蒸汽性能
水是強極性物質(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補強體系：由于乙丙橡膠是非結(jié)晶橡膠，所以要加入補強劑。
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，配合時可以在其中加入增粘劑如烷基酚醛樹脂、石油樹脂、萜烯樹脂、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：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)
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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。
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學(xué)習(xí)
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