炼胶时, 影响开炼机炼胶的主要因素: 开炼机炼胶时 影响开炼机炼胶的主要因素: 胶温、填胶容量、辊温、辊距、辊速、 胶温、填胶容量、辊温、辊距、辊速、辊 筒速比、 筒速比、配合剂添加顺序及其分别所需的 时间和全工序结束时间等。 时间和全工序结束时间等。
密炼机混炼 密炼机混炼与开炼机混炼的不同点 密炼机混炼基本上继承了开炼机的混炼方法, 密炼机混炼基本上继承了开炼机的混炼方法, 但两者之间仍存在以下不同点, 但两者之间仍存在以下不同点, 即: 密炼机混炼是在密闭的混炼室中进行的, ①密炼机混炼是在密闭的混炼室中进行的,所 以看不见混炼状态(变化) 以看不见混炼状态(变化) ; 密炼机混炼是在密闭状态下进行的, ②密炼机混炼是在密闭状态下进行的,所以可 防止橡胶的氧化老化; 防止橡胶的氧化老化;
(2)硫化促进剂 加快硫化速度,缩短硫 硫化促进剂:加快硫化速度 缩短硫 硫化促进剂 加快硫化速度 化时间,提高物理机械性能 提高物理机械性能. 化时间 提高物理机械性能 按硫化速度快慢分为：氨基甲酸盐类、 按硫化速度快慢分为：氨基甲酸盐类、 秋兰姆类、噻唑类、 秋兰姆类、噻唑类、次磺酰胺类和胍 类 常见举例如下： 常见举例如下： 氨基甲酸盐类:ZDC,ZDMC 氨基甲酸盐类 秋兰姆类:TMTD,TMTM 秋兰姆类 噻唑类:M,DM 噻唑类 次磺酰胺类: 次磺酰胺类 NOBS ,CZ,DZ 胍类:D 胍类
开炼机
密炼机
2.混炼 混炼 目的：使配合剂混入到胶料中， 目的：使配合剂混入到胶料中，并且均 匀分散，制成混炼胶的加工过程。 匀分散，制成混炼胶的加工过程。 常用加工设备开炼机、密炼机。 常用加工设备开炼机、密炼机。
开 炼 机 混 炼 的 模 拟 图
1—未混入配合剂和填充剂的包辊胶 4—混入配合剂和填 未混入配合剂和填充剂的包辊胶;2, 未混入配合剂和填充剂的包辊胶 混入配合剂和填 充剂的堆积胶;3—浮动的堆积胶 5—高速拉伸力和高剪切 浮动的堆积胶; 充剂的堆积胶 浮动的堆积胶 高速拉伸力和高剪切 力的粉碎及混合分散
（3）无机填料：对橡胶增容，降低 ）无机填料：对橡胶增容， 成本，但与橡胶的结合力较差， 成本，但与橡胶的结合力较差，降低 胶料的物理机械性能。 胶料的物理机械性能。 碳酸钙、陶土、硅藻土、滑石粉、 碳酸钙、陶土、硅藻土、滑石粉、云 母粉等。 母粉等。
4.增塑体系 增塑体系 增塑剂通常是一类分子量较低的化合物， 增塑剂通常是一类分子量较低的化合物， 加入胶料中能降低橡胶分子链间作用力， 加入胶料中能降低橡胶分子链间作用力， 使粉末状配合剂很好的浸润， 使粉末状配合剂很好的浸润，从而改善 混炼工艺，使配合剂分散均匀， 混炼工艺，使配合剂分散均匀，混炼时 间缩短，节约能耗， 间缩短，节约能耗，并能降低混炼过程 中的升热现象，同时它能增加胶料的可 中的升热现象， 塑性、流动性、黏着性，便于压延， 塑性、流动性、黏着性，便于压延，压 出和成型。 出和成型。
3.补强填充体系 补强填充体系 补强填充体系,提高胶料物理机械性能 提高胶料物理机械性能. 补强填充体系 提高胶料物理机械性能 (1)炭黑 炭黑: 炭黑 炭黑的主要牌号 (ASTM) N110 (SAF) 俗称:超耐磨炭黑;平均粒径19nm 俗称:超耐磨炭黑 平均粒径19nm 超耐磨炭黑;平均粒径 N220 (ISAF)俗称 中超耐磨炭黑 平均粒径 俗称:中超耐磨炭黑 平均粒径23nm 俗称 中超耐磨炭黑;平均粒径 N330 (HAF) 俗称 高耐磨炭黑 平均粒径 俗称:高耐磨炭黑 平均粒径29nm 高耐磨炭黑;平均粒径 N550 (FEF) 俗称 快压出炭黑 ;平均粒径 俗称:快压出炭黑 平均粒径 平均粒径42nm N660 (GPF) 俗称 通用炭黑 ;平均粒径 俗称:通用炭黑 平均粒径 平均粒径60nm
1.老化导致的最常见的外观变化：变软、 老化导致的最常见的外观变化：变软、 老化导致的最常见的外观变化 发粘、变硬、变脆、龟裂、发霉、变色、 发粘、变硬、变脆、龟裂、发霉、变色、 失光、粉化等。 失光、粉化等。 2.使用性能逐渐变坏表现为：强度降低、 使用性能逐渐变坏表现为：强度降低、 使用性能逐渐变坏表现为 弹性消失、电绝缘性下降，耐磨性降低。 弹性消失、电绝缘性下降，耐磨性降低。 3.在老化过程中分子结构发生以下变化： 在老化过程中分子结构发生以下变化： 在老化过程中分子结构发生以下变化 （1）分子链降解 ） （2）分子链之间产生交联 ） （3）主链或侧链的改性 ）
5.防护体系 防护体系
老化的概念：橡胶在加工存储和使用过程中， 老化的概念：橡胶在加工存储和使用过程中， 由于受到光、 金属元素、 由于受到光、热、氧、金属元素、腐蚀介质 等外界因素的影响， 等外界因素的影响，使其发生物理或化学变 导致性能逐渐下降， 化，导致性能逐渐下降，防护剂能起到抑制 或延迟老化的作用。 或延迟老化的作用。 影响橡胶老化的外部因素: 影响橡胶老化的外部因素 物理因素:热 光 电 应力 应力,变形 物理因素 热,光,电,应力 变形 化学因素:氧 臭氧 臭氧,SO2 , H2S,NOx,酸,碱,及金属 化学因素 氧,臭氧 碱 及金属 离子等. 离子等 生物因素:微生物 霉菌,细菌 微生物(霉菌 细菌)等 生物因素 微生物 霉菌 细菌 等
4.混炼胶：配合剂混合于块状、粒状 混炼胶：配合剂混合于块状、 混炼胶 和粉末状生胶中的未交联状态,且具 和粉末状生胶中的未交联状态 且具 有流动性的胶料。 有流动性的胶料。 5.硫化胶：使混炼胶在一定的时间、 硫化胶：使混炼胶在一定的时间、 硫化胶 温度、 温度、压力下发生交联反应后的橡 胶。
橡胶分子链硫化前后网络结构示意图
三、橡胶的配合
橡胶的配合是指： 橡胶的配合是指：根据成品的性能 要求， 要求，考虑加工工艺性能的要求和 成本诸因素， 成本诸因素，把生胶和各种配合剂 组合在一起的过程。 组合在一起的过程。
配合体系 1.生胶 生胶 2.硫化体系 硫化体系 3.补强填充体系 补强填充体系 4.增塑体系 增塑体系 5. 防护体系
1.生胶种类 生胶种类 2.硫化体系 硫化体系 作用：与橡胶大分子起化学作用,使橡胶线性 作用：与橡胶大分子起化学作用 使橡胶线性 大分子交联,形成空间网络结构 提高性能,稳定 形成空间网络结构,提高性能 大分子交联 形成空间网络结构 提高性能 稳定 形状. 形状 (1)硫化剂 橡胶分子间的交联助剂 硫化剂:橡胶分子间的交联助剂 硫化剂 一般采用硫磺及含硫化合物， 一般采用硫磺及含硫化合物，部分合成橡胶 也采用金属氧化物，过氧化物，合成树脂， 也采用金属氧化物，过氧化物，合成树脂， 胺类皂盐。 胺类皂盐。
增塑剂分类 （1）石油系增塑剂：常用的有石蜡 油）、 ）石油系增塑剂：常用的有石蜡(油 环烷烃、芳香烃。 环烷烃、芳香烃。 （2）煤焦油系增塑剂：常用的有古马隆树 ）煤焦油系增塑剂： 煤焦油。 脂，煤焦油。 （3）松油系增塑剂：松焦油、松香等 ）松油系增塑剂：松焦油、 （4）脂肪油系增塑剂：常用的有硬脂酸和 ）脂肪油系增塑剂： 油膏。 油膏。 （5）合成增塑剂：邻苯二甲酸酯类，环氧 ）合成增塑剂：邻苯二甲酸酯类， 类、含氯类和磷酸酯类 （后两种为耐燃性 增塑剂)。 常见的有DOP,DBP 增塑剂 。 常见的有
2.按化学结构分类 按化学结构分类
碳链橡胶
天然橡胶（NR) 丁苯橡胶（SBR） 不饱和非极性橡胶 顺丁橡胶（BR） 异戊橡胶（IR） 丁腈橡胶（NBR） 不饱和极性橡胶 氯丁橡胶（CR） 乙丙橡胶（EPDM） 饱和非极性橡胶 丁基橡胶（IIR） 氟橡胶（FKM） 饱和极性橡胶 丙稀酸酯橡胶（ACM） 氯磺化聚乙烯（CSM）
炭黑粒子表面模型
炭黑聚集体的透射电子显微镜照片
补强性填充剂对橡胶补强性的大 与橡胶和填充剂的结合力(相互 小, 与橡胶和填充剂的结合力 相互 作用)、 作用 、补强剂在橡胶中的分散状态 关系密切。 关系密切。
(2)白炭黑 白炭黑 超微细粒子的二氧化硅,外观呈白色 外观呈白色, 超微细粒子的二氧化硅 外观呈白色 其配合胶料的拉伸强度,耐磨性不如 其配合胶料的拉伸强度 耐磨性不如 炭黑,但可用于白色制品或浅色制品 但可用于白色制品或浅色制品. 炭黑 但可用于白色制品或浅色制品
A.生胶 生胶
B.硫化胶 硫化胶
二、橡胶的分类
1.按来源结构和用途分类 按来源结构和用途分类
丁苯橡胶（SBR） 天然橡胶 顺丁橡胶（BR） 通用合成橡胶 丁腈橡（NBR） 乙丙橡（EPDM） 合成橡胶 特种合成橡胶 丁基橡胶(IIR） 氟橡胶（FKM） 硅橡胶（MVQ） 丙烯酸酯橡胶（ACM） 氯磺化聚乙烯（CSM)
四、橡胶的加工
对于一般的橡胶， 对于一般的橡胶，不论做什么制品均必 须经过炼胶和硫化两个加工过程。 须经过炼胶和硫化两个加工过程。 常用的加工方式： 常用的加工方式： 1.塑炼 塑炼 2.混炼 混炼 3.压延 压延 4.压出 压出 5.硫化 硫化
1.塑炼 塑炼 目的：降低橡胶的分子量，增加胶料塑性， 目的：降低橡胶的分子量，增加胶料塑性， 提高加工性能的工艺过程。 提高加工性能的工艺过程。 常用的加工设备有开炼机、密炼机和挤出机。 常用的加工设备有开炼机、密炼机和挤出机。
常见的几种防老剂 防老剂4010 防老剂 防老剂4020 防老剂 防老剂RD 防老剂 防老剂2246 防老剂 防老剂264 防老剂
上述各配合体系中， 上述各配合体系中，进一步细分还会 有许多品种及类别， 有许多品种及类别，且各自的机理不 另外随着橡胶工业的发展， 同。另外随着橡胶工业的发展，各种 加工助剂及功能材料应用越来越广泛， 加工助剂及功能材料应用越来越广泛， 诸如塑解剂、分散剂、增粘剂、 诸如塑解剂、分散剂、增粘剂、着色 发泡剂、隔离剂和阻燃剂等。 剂、发泡剂、隔离剂和阻燃剂等。
(3)硫化促进助剂 活化剂 活化胶料 硫化促进助剂(活化剂 硫化促进助剂 活化剂): 体系,主要有氧化锌 主要有氧化锌(ZnO)和脂肪酸 和脂肪酸. 体系 主要有氧化锌 和脂肪酸 (4)硫化延迟剂 防焦剂 常用的防焦 硫化延迟剂(防焦剂 硫化延迟剂 防焦剂):常用的防焦 剂有芳香族有机酸及N-环己基硫代 剂有芳香族有机酸及 环己基硫代 邻苯二甲酰亚胺(CTP) 邻苯二甲酰亚胺