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          橡膠制品基礎知識30題

          文章出處深圳市澳佛特橡膠制品有限公司 人氣:-發表時間:2019-07-30
          橡膠制品基礎知識30題 
          (一)什么是橡膠制品老化?在表面上有哪此表現? 
          答:橡膠制品及其制品在加工,貯存和使用過程中,由于受內外因素的綜合作用而引起橡膠制品物理化學性質和機械性能的逐步變壞,最后喪失使用價值,這種變化叫做橡膠制品老化。 
          表面上表現為龜裂、發粘、硬化、軟化、粉化、變色、長霉等。 
          (二)影響橡膠制品老化的因素有哪些? 
          答:引起橡膠制品老化的因素有: 
          a)氧、氧在橡膠制品中同橡膠制品分子發生游離基鏈鎖反應,分子鏈發生斷裂或過度交聯,引起橡膠制品性能的改變。氧化作用是橡膠制品老化的重要原因之一。 
          B臭氧、臭氧的化學活性比氧高得多,破壞性更大,它同樣是使分子鏈發生斷裂,但臭氧對橡膠制品的作用情況隨橡膠制品變形與否而不同。當作用于變形的橡膠制品(主要是不飽和橡膠制品)時,出現與應力作用方向垂直的裂紋,即所謂“臭氧龜裂”;作用于變形的橡膠制品時,僅表面生成氧化膜而不龜裂。 
          C)熱:提高溫度可引起橡膠制品的熱裂解或熱交聯。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴散速度和活化氧化反應,從而加速橡膠制品氧化反應速度,這是普遍存在的一種老化現象——熱氧老化。 
          D)光:光波越短、能量越大。對橡膠制品起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠制品分子鏈的斷裂和交聯外,橡膠制品因吸收光能而產生游離基,引發并加速氧化鏈反應過程。紫外線光起著加熱的作用。光作用其另一特點(與熱作用不同)是它主要在橡表面進生。含膠率高的試樣,兩面會出現網狀裂紋,即所謂“光外層裂”。 
          E)機械應力:在機械應力反復作用下,會使橡膠制品分子鏈斷裂生成游離基,引發氧化鏈反應,形成力化學過程。機械斷裂分子鏈和機械活化氧化過程。哪個能占優勢,視其所處的條件而定。此外,在應力作用下容易引起臭氧龜裂。 
          F)水分:水分的作用有兩個方面:橡膠制品在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時,容易破壞,這是由于橡膠制品中的水溶性物質和清水基團等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下,會加速橡膠制品的破壞。但在某種情況下水分對橡膠制品則不起破壞作用,甚至有延緩老化的作用。 
          G)其它:對橡膠制品的作用因素還有化學介質、變價金屬離子、高能輻射、電和生物等。 
          (三)橡膠制品老化試驗方法可分為哪幾類? 
          答:可分為兩大類: 
          1)自然老化試驗方法:又分為大氣老驗,大氣加速老化試驗,自然貯存老化試驗,自然介質(包括埋地等)和生物老化試驗等。 
          2)人工加速老化試驗方法。為熱老化、臭氧老化、光老化、人工氣候老化、光臭氧老化、生物老化、高能輻射和電老化以及化學介質老化等。 
          (四)熱空氣老化試驗對于各種膠料來說應選取什么溫度等級? 
          答:對于天然橡膠制品來說,試驗溫度通常50~100℃,合成橡膠制品通常為50~150℃,某些特種橡膠制品試驗溫度則更高。如丁腈橡膠制品用70~150℃,硅氟膠一般用200~300℃??傊?,應根據試驗具體確定。 
          五)什么是硫化? 
          “硫化”一詞有其歷史性,因最初的天然橡膠制品制品用硫磺作交聯劑進行交聯而得名,隨著橡膠制品工業的發展,現在可以用多種非硫磺交聯劑進行交聯。因此硫化的更科學的意義應是“交聯”或“架橋”,即線性高分子通過交聯作用而形成的網狀高分子的工藝過程。從物性上即是塑性橡膠制品轉化為彈性橡膠制品或硬質橡膠制品的過程?!傲蚧钡暮x不僅包含實際交聯的過程,還包括產生交聯的方法。 
          (六)硫化過程可分為哪四個階段?各有什么特點? 
          答:通過膠料定伸強度的測量(或硫化儀)可以看到,整個硫化過程可分為硫化誘導,預硫,正硫化和過硫(對天然膠來說是硫化返原)四個階段。 
          硫化誘導期(焦燒時間)內,交聯尚未開始,膠料有很好的流動性。這一階段決定了 膠料的焦燒性及加工安全性。這一階段的終點,膠料開始交聯并喪失流動性。硫化誘導期的長短除與生膠本身性質有關,主要取決于所用助劑,如用遲延性促進劑可以得到較長的焦燒時間,且有較高的加工安全性。 
          硫化誘導期以后便是以一定速度進行交聯的預硫化階段。預硫化期的交聯程度低,即使到后期硫化膠的扯斷強度,彈性也不能到達預想水平,但撕裂和動態裂口的性能卻比相應的正硫化好。 
          到達正硫化階段后,硫化膠的各項物理性能分別達到或接近最佳點,或達到性能的綜全平衡。 
          正硫化階段(硫化平坦區)之后,即為過硫階段,有兩種情況:天然膠出現“返原”現象(定伸強度下降),大部分合成膠(除丁基膠外)定伸強度繼續增加。 
          對任何橡膠制品來說,硫化時不只是產生交聯,還由于熱及其它因素的作用產生產聯鏈和分子鏈的斷裂。這一現象貫穿整個硫化過程。在過硫階段,如果交聯仍占優勢(七)什么叫焦燒? 
          答:焦燒是膠料在工藝過程中產生的早期硫化現象。 
          焦燒實質上是在工藝過程中熱和時間對膠料影響的積累,也可以叫做膠料的熱歷程。膠料的熱歷程逾長,溫度逾高,則可逐漸縮短膠料的焦燒時間。 
          (膠料在貯存加工成型過程中受熱的作用,發生早期硫化(交聯)并失去流動性能和再加工的能力,這就是所謂焦燒現象.焦燒問題可以通過哪些途徑來解決? 
          通??梢酝ㄟ^下途徑解決: 
          (1)調整硫化體系,為次磺酰胺促進劑的采用,大大改善了防焦燒性能。 
          (2)改善膠料貯存和加工條件,如加強冷卻; 
          (3)采用防焦劑。 
          (八)理想的防焦劑應具有哪些性能? 
          答:理想的防焦劑應具有下列性能:1、具有優良的防焦性能,對不同促進劑和膠料種選擇性小,對其它配合劑不敏感;2、對膠料的硫化特性和硫化膠性能無不良影響;3、貯存穩定和操作性能良好,不結塊,不飛揚,分散,不噴霜等,4、符合工業生產安全和衛生要求,5、價廉得,6、最好能兼具其它有益的功能。 
          (九)防焦劑有哪些類別? 
          答:按化學結構大致可分為四類: 
          一、有機酸防焦劑。 
          這類防焦劑包括鄰萘二甲酸酐(PA)、水楊酸,安息香酸,鄰醋酸荃萘甲酸等。它們的防焦效果差,對促進劑品種選擇性大,而且顯著降低硫化速度和硫化膠性能,對皮膚有刺激作用,但這類防焦劑價廉得其中最常用的是鄰萘二甲酸酐,一般用于白色配合和工業制品,它對堿性促進劑DPG有效,對MBT出有效,對NOBS,TMTD無效,對硫化速度有影響。 
          名稱  外觀 熔點℃ 比重 
          鄰萘二甲酸酐(PA)  白色粉末 >130 1.5 
          安息香酸(萘甲酸)  白色粉末黃色粉末 122 1.27 
          水楊酸(鄰羥萘甲酸)白色與淡灰色粉末 157~161 1.48 
          鄰醋酸萘甲酸  白色與乳白色粉末 >131 1.28 
          亞硝硝薟類防焦劑 
          二、一些芳族硝基化合物防焦劑,其中最常用的是N—亞硝蔡二萘胺(NDPA)。與有機酸不同,這類防焦劑對常用的噻唑類和次磺酰胺類促進劑有較好的防焦作用。NDPA對醛胺類似外的所有促進劑均有防焦作用,通常用量為0.5份,它對仲胺組成的次酰胺促進劑比對伯胺組成的更為有效。但NDPA的防焦效果。亞硝薟類防焦劑并不是一種理想的防焦劑,由于衛生原因及S—N型防焦劑的出現,其用量已劇減。 
          三、次磺酸胺類(S—N型)防焦劑 
          1、 含羰蔡的S—N型防焦劑 
          (1)防焦劑CTP (2)防焦劑CCTP 
          (3)防焦劑MTP 
          2、 含硫酰蔡的S—N型防焦劑。 
          (1)防焦劑E(N-三氯甲蔡硫代---萘蔡—萘酰胺) 
          (2)防焦劑APR—(異丙蔡硫代)—N環已萘并噻唑—z—磺酰 
          (3)防焦劑DITS 
          3、含磷S—N型防焦劑。 
          4、其它防焦劑:縮硫酮,CIPA,CTPA(本題摘自特種橡膠制品制品)2/1985 P48《防焦劑的發展和應用》張隱西 
          (十)防焦劑的作用以及目的是什么? 
          答: 防焦劑能防止膠料在操作期間產生早期硫化,同時一般又不妨礙硫化溫度下捉時宜劑量正常作用。加入該類物質的目的是提高膠料操作安全性,增加膠料或膠漿的貯存壽命。 
          (十一)橡膠制品為什么要進行硫化?硫化劑有哪幾類? 
          答:橡膠制品未經硫化以前,缺乏良好的物理機械性能,實用價值不大。當橡膠制品經過硫化后,由于分子結構的變化,而使其綜合性顯著改進,尤其是抗拉強度,定伸強度,伸長率,彈性,耐磨性,硬度等更為明顯。硫化劑除硫磺、硒、碲以外有含硫氧化物、過氧化物,金屬氧化物,醌類、胺類、樹脂類等。 
          (十二)為什么不能無限提高硫化溫度? 
          溫度是硫化三大要素之一,與所有化學反應一樣,硫化反應隨溫度升高而加快,并且大體適用范特霍夫定律,即溫度每上升8~10。C(約相當于一個表壓的蒸汽壓力),其反應速度約增加一倍;或者說,反應時間約減少一半。隨著室溫硫化膠料的增加和高溫硫化出現,硫化溫度趨向兩個極端。從提高硫化效率來說,應當認為硫化溫度越高越好,但實際上不能無限提高硫化溫度。首先受到橡膠制品導熱性極小阻礙,對于厚制品來說,采用高溫硫化很難使內外層膠料同時達到平坦范圍;其次,各種橡膠制品的耐高溫性能不一,有的橡膠制品經受不了高溫的作用,如高溫硫化天然橡膠制品時,溶于橡膠制品中的氧隨溫度提高而活性加大,引起強烈的氧化作用,破壞了橡膠制品的組織,降低了硫化膠的物理機械性能,第三,高溫對橡膠制品制品中的紡織物有害為棉纖維布料超過期作廢140℃時,強力下降,在240℃下加熱四小時則完全破壞。 
          (十三)硫化體系的選擇依據是什么? 
          答:選擇依據是: 
          1、有足夠長的焦燒時間 
          2、硫化速度快,但還要考慮產品厚度、熱源和導熱系數; 
          3、使膠料具有很長的硫化平坦期,以保證產品各部位硫化均勻。 
          (十四)采用DCP交聯體系具有哪些優缺點? 
          答:優點: 
          1)硫化膠熱老化性能很好超過其他硫化體系; 
          2) 硫化膠的壓縮允久變形??; 
          3)用于制造橡膠制品與金屬結合的制品時,不會導致發黑與污染; 
          4)由于DCP易于分解硫化后的殘余物少; 
          5)不必配用氧化鋅便于制得透明膠。 
          缺點:膠料易焦燒,強力、彈性略差,硫化速度易受其他配合組分(特別是防老劑)的干擾。 
          (十五)為什么說橡膠制品是一種粘彈體?它有哪些表現? 
          答:典型的彈性體和鋼材一樣,在外力作用下即可產生瞬時形變,應力與應變成正比,當外力除去后形變立即消除,恢復原來的形狀。典型的粘流體(為牛頓流體),在外力作用下,則產生持續形變,應力與應變速度成正比,當外力去除后形變將繼續存在,不會消失。橡膠制品的力學性能介于彈性體和粘流體之間,故稱為粘彈體。 
          它表現為應變隨時間而增加的蠕變現象,在固定的應變下,它表現為應力隨時間增加而減少的松弛現象,在交變應力作用下,它的應變滯后于應力。 
          (十六)什么是應力松弛現象? 
          答:所謂應力松弛是指材料在固定應變的條件下,其應力隨時間逐漸衰減的現象。 
          橡膠制品的應力給予弛按其產生機理可分為兩部分。一部分是由于橡膠制品分子運動滯后于應力而產生的,這種松弛稱為物理松弛。另一部分是由于分子斷裂,交聯點密度下降引起的,這種械松弛另一部分是由于分子斷裂,交聯點密度下降引起的,這種松弛引起的,這種松弛稱為化學松弛。在實際問題中物理松弛和化學松弛往往交織在一起。 
          (十七)什么是蠕變? 
          答:物體在固定應力下產生一形變,以后隨時間增大而繼續發展的現象,叫作蠕變,蠕變的機理是高聚物分子在外力長時間作用下,逐漸發生了構象或位移的變化。 
          (十八)橡膠制品在低溫下硬化現象可以分為哪三個過程? 
          答:可以分為: 
          (1)由于單純的溫度效應而硬化; 
          (2)在玻璃化轉移點硬化或脆化; 
          (3)由于橡膠制品的結晶化而硬化; 
          (十九)為獲得低溫性能好的膠料,在配合中提高膠料耐寒性的途徑有哪能些? 
          (1)選擇玻璃化溫度低的非結晶性橡膠制品; 
          (2)添加降低玻璃化溫度效果好的耐寒增塑劑; 
          (3)并用玻璃化溫度低,相溶性好的聚合物。 
          (二十)極性增塑劑為什么能改善丁腈橡膠制品的低溫性能? 
          答:因為丁腈橡膠制品為極性橡膠制品,由于分子內的極化使分子間互相吸引,故此丁腈橡膠制品的玻璃化溫度較高,如果把極性的增塑劑加到丁腈橡膠制品中,橡膠制品分子的極性部分與增劑的極性部分相互作用,因此增塑劑能滲透到丁腈橡膠制品的分子間,在溫度降低的情況下,增塑劑陰止了橡膠制品分子間的相互作用,使丁腈橡膠制品仍然保持柔軟性。 
          (二十一)什么叫極性? 
          答:所謂極性,是指化學鍵或分子中的正電重心和負電重心不相重合,導致鍵的兩端(或分子的兩端)分別顯示出正電性和負電性的現象。 
          (二十二)什么叫生膠? 
          答:沒有混入配合劑的橡膠制品稱為生膠。 
          (二十三)什么叫天然橡膠制品? 
          答:生長在熱帶的橡膠制品樹或橡膠制品草中分出的乳液,經過沉淀蒸發等加工以后制成的橡膠制品稱為天然橡膠制品。 
          (二十四)天然橡膠制品的性能特點: 
          答:1.具有很好的彈性,其彈性模量為3-6MPa; 
          2.天然橡膠制品是一種結晶性橡膠制品,在外力作用下拉伸會形成結晶。自補強性很大;平均分子量很大,因而賦予其較高的機械強度。 
          3.因其分子量分布寬,因而有很好的加工工藝性能。它與配合劑的分散性和共溶性好,易于同填料和其他大部分橡膠制品慘用,易于進行壓延、壓出等機械加工和粘貼成型。 
          4.有較好的耐透氣性、防水性、耐寒性、電絕緣性和絕熱性能等。 
          5.不耐老化是天然橡膠制品致命的弱點。 
          6.分子鏈中不含有極性基團,是一種非極性橡膠制品。只耐一些極性溶劑。故其耐油性很差。具有較好的耐堿性能,但不耐濃強酸。 
          二十五)天然橡膠制品分幾個等級?它們的用途如何? 
          答:天然橡膠制品分三個等級。一級膠可作為優質絕緣橡皮;二級膠可作為一般絕緣橡皮;***膠以及一、二級膠的外皮只允許作護套和填芯橡皮。 
          (二十六)天然橡膠制品切膠前為什么要扒皮?切膠注意什么? 
          答:作為絕緣用的天然橡膠制品要求扒皮。因為天然橡膠制品外皮經沖洗后,還會粘有少量雜質,而且外皮膠由于受光、氧的作用,性能已下降,因此作絕緣用要扒皮。 
          切膠要用溫過的膠,絕緣用的要扒皮后切,護套用的不用扒皮,可直接切,合成橡膠制品去掉色皮,就可以切,開放式煉膠用的膠塊成切成三角形,便于破料,操作安全。切好的膠塊要把絕緣和護套分開堆放,為防止粘結和掉入雜物,則應撒上過篩的滑石粉,并用東西蓋上。 
          (二十七)天然橡膠制品為什么要塑煉?采用哪幾種方法塑煉? 
          答:因為天然橡膠制品本身塑性很小,有很高的彈性,不便于混合加工,必須使具有彈性的天然橡膠制品變成塑性態,有利于混合加工,天然橡膠制品塑煉采用的方法有二種:一種是開放式煉膠機械裂解塑煉法,另一種是密閉式煉膠機熱氧裂解塑煉法。 
          (二十八)天然橡膠制品為什么要沖洗?天然橡膠制品溫膠的目的是什么? 
          答:天然橡膠制品是以50公斤重一塊,外面沒有包裝。因外表包膠很臟,粘有各種雜物和泥土,所以要用水沖洗。天然橡膠制品溫膠的目的有兩個,一是天然橡膠制品用水沖洗后,粘有水分要蒸發干透,另一個目的是天然橡膠制品在低溫下會凍結而硬化,無法進行切膠和塑煉。 
          (二十九)天然橡膠制品的化學組成及其對橡膠制品的性能有何影響? 
          答:1)水分:含水量過多,不但會使生膠在儲存過程中容易發霉,而且影響橡膠制品的加工,如混煉時配合劑容易產生結團而分散不均勻,壓延、壓出過程中易產生氣泡,硫化過程中產生氣泡或海綿等。 
          2)灰分:天然橡膠制品的灰分主要時一些無機鹽類的物質。除了因吸水性較大會降低制品的電絕緣性外,其中的銅、錳等變價金屬離子會促進橡膠制品的老化。 
          3)蛋白質:生膠中的蛋白質加熱時會分解出氨基酸,它有促進橡膠制品硫化的作用,也有耐老化的作用。但其吸水性大,電絕緣性差。 
          4)丙酮抽出物:這類組份主要是高級脂肪酸、固醇等樹脂狀物質,它們因能被丙酮抽提出來而得名。這類物質能對橡膠制品起增塑、活化、硫化以及抗老化的作用,因而含丙酮抽出物多的生膠,其可塑性大,硫化速度快,且不易老化。 
          5)水溶物:這類物質是指一些醣類和一些水溶性物質(無機鹽)。這類物質易吸水,若含量多時,會降低制品的絕緣性。 
          三十)氯丁橡膠制品的性能有哪些特點? 
          答:氯丁橡膠制品結構規整,伸長結晶。純膠抗張強度大,同時由于其分子鏈上含有氯原子,所以它的性能有如下特點; 
          1)有良好的耐老化和耐熱性能。由于氯原子具有吸電子作用和屏蔽作用,使氯丁橡膠制品具有優越的耐老化性能。尤其是耐天候老化和耐臭氧老化性能。在通用橡膠制品中僅似于乙丙橡膠制品和丁基橡膠制品,其耐熱性能和丁腈橡膠制品相當。陽光爆曬后易于變色,不宜作淺色或透明制品。 
          2)耐燃燒性好。燃燒時能放出大量的氯化氫,只碳化不延燃,自熄性好。它的耐燃性在通用橡膠制品中是最好的。 
          3)耐油性和耐化學腐蝕性好。除芳香烴及氯化烴油類之外,在其它溶劑中都很穩定。其耐油性優于天然橡膠制品和丁苯橡膠制品,但不如丁腈橡膠制品。它耐一般的無機酸和堿,但不耐濃硫酸和濃硝酸。 
          4)粘著性好,是一種較好的粘合材料。 
          5)耐透氣性好。僅次于丁基膠、丁腈膠,比天然膠、丁苯膠、順丁膠好。 
          6)氯丁橡膠制品可用金屬氧化物(如:氧化鎂、氧化鋅)硫化。 
          缺點: 
          1)儲存穩定性差。一般的氯丁橡膠制品在貯存過程中容易硬化變質,一般20攝氏度下貯存時間不超過一年,一般30攝氏度下貯存時間不超過半年。但非硫調節型54-1型在30攝氏度下貯存時間可達40個月。 
          2)低溫性能不好,低溫下易結晶硬化。 
          3)加工時對溫度變化較敏感。

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