橡胶及其在汽车上的应用Word格式文档下载.docx
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A.补强剂
它是指那些能提高硫化胶的抗张强度、撕裂强度、耐磨性等物理机械性能的物质，如碳黑、氧化锌、白碳黑、活性陶土、活性碳酸钙以及木质素、古玛隆树脂等。
其中用量最多、效果最好的是碳黑。
B.软化剂
它是用来增强生胶塑性和使橡胶具有一定柔软性的物质。
软化剂有松焦油、松香、矿物油类和脂类合成有机化合物。
C.填充剂
又叫增容剂。
主要用来增加橡胶容积，节约生胶，降低生产成本。
通常用的填充剂有未经活化处理的碳酸钙、碳酸镁、陶土、滑石粉、云母粉以及硫酸钡等。
D.防老剂
它是用来减缓老化过程、延长橡胶使用寿命的一种物质，如防老剂A、防老剂D、防老剂4010等都是。
腊类也是一种有效的防老剂。
E.硫化促进剂和活性剂
硫化促进剂是用来促进硫化过程，活性剂是配合硫化剂加速硫化过程的。
F.其它特种添加剂
某些特种用途的橡胶，还有专门的配合剂，例如发泡剂、硬化剂等等。
2.橡胶的分类
2.1按橡胶来源区分
A天然橡胶：
它是采集橡胶树或橡胶草等含胶植物中的胶汁，经过去除杂质、凝聚、滚压、干燥等加工步骤而制成的，其主要化学组成成分是不饱和的橡胶烃（顺式聚异戊二烯）。
天然橡胶盛产于东南亚地区，原来是世界橡胶工业的主要原料来源，自上世纪60年代以来，合成橡胶迅速发展，东南亚的橡胶产量比例已大量下降（30%）。
B合成橡胶
它是从石油、天然气或煤和石灰石以及农副产品中提炼某些低分子的不饱和烃作原料，制成所谓“单体”物质，然后，经过复杂的化学反应而获得人工合成的高分子聚合物，所以也叫“人工橡胶”。
合成橡胶不但在一系列性能上优于天然橡胶，而且由于原料来源广泛、资源充沛，价格也就相对便宜，同时不受地区、气候条件和时间得限制，可以按照人们的意愿进行生产，充分满足各方面的不同需求。
所以从石油化工迅猛发展以来，合成橡胶产量也随之激增，目前已大大超过天然橡胶的产量，成为现代橡胶工业的主要原料来源。
合成橡胶的品种很多，现在已开始工业化生产的主要有：
异戊、丁苯、顺丁、氯丁、丁基、丁睛、乙丙、氯磺化聚乙烯、丙烯酸脂、聚氨脂、硅、氟、聚硫、氯醇橡胶等等。
2.2按橡胶用途区分
A通用橡胶
指产量大、应用广、在使用上一般没有特殊性能要求的通用性橡胶。
主要有：
天然、丁苯、顺丁、异戊、氯丁、丁基、丁睛橡胶。
其中后三者也可作特种橡胶使用。
B特种橡胶
指用在特殊用途上（如：
耐油、耐酸、耐碱、耐高温、耐低温、耐辐射等）的橡胶，主要有：
乙丙、氯磺化聚乙烯、丙烯酸脂、聚氨脂、硅、氟、聚硫、氯醇橡胶等，目前这方面还在不断研制、发展新的品种。
2.3按橡胶物理状态区分
生橡胶
简称生胶，是指天然采集、提炼或人工合成、未加配合剂而制造出来的原始胶料，为较硬的大块。
生胶是一种不饱和的橡胶烃，分子中有双键存在，所以性能较差，不能直接使用。
熟橡胶（软橡胶）
又称软橡胶，或称橡皮。
是指在生胶中加入各种配合剂，经过塑炼、混炼、硫化等加工工艺，而制成具有高弹性、高强度和其他适用性能的橡胶产品。
一般所谓橡胶就是指这种橡胶而言。
根据各种工业技术制品的需要，软橡胶可用不同性能的天然或合成生橡胶，加入各种不同比例的配合剂，就可以制成不同硬度和具有各种特殊性能的橡胶制品。
硬橡胶
也叫硬质橡胶，它与软橡胶不同之处，是含有大量硫磺（25-50%）的生胶经过硫化后而制成的硬质制品。
这种橡胶具有较高的硬度和强度，优良的电绝缘性以及对某些酸、碱和溶剂的高稳定性。
广泛地用于制作电气绝缘制品和耐化学腐蚀制品。
混橡胶
它是指在生胶中加入各种配合剂，经过机械混合加工后，使胶料具有所需要的物理机械性能的半成品，俗称胶料。
通常作为商品出售，购买者可直接用它来加工、硫化压制成所需要的橡胶制品，不需要再配制胶料。
混炼胶有不同的品种和牌号，其性能用途可参考各生产厂的产品目录或产品说明书。
再生胶
是以废旧橡胶制品为原料，经过一定的加工过程而制成具有一定塑性的翻新橡胶。
它也是橡胶工业中主要原料之一，可以部分地代替和节约生胶。
液体橡胶
它是上世纪60年代中期新崛起的合成橡胶材料，它是一种低分子量聚合物，常温下为液体状态。
带有橡胶的弹性和强力。
工业上最早生产的是液体聚硫橡胶，到目前为止，已出现有了丁苯、丁睛、氯丁、丁基等品种而且发展趋势迅猛，几乎所有的大品种橡胶都有相应的液体橡胶。
它的主要用途目前依然是作为胶粘剂使用，但其加工方便，除了制作涂料、密封材料、火箭燃料外，还可以通过浇注、挤压、和注射成型，制作各种制品，这种新的成型工艺简单，不象固体橡胶那样复杂，可以省略塑炼、混炼等许多工序。
如在注射成型时可以同时进行硫化或提高预硫化程度。
由于它是液态、流动性好，还可以进行连续化和自动化操作，因此，低分子液态橡胶的出现，对于橡胶制品加工工艺来说，将是一件具有变革意义的事情，将会推动橡胶工业的技术革新。
3.常用橡胶的品种、性能和用途
常用橡胶的品种、性能和用途，如下表所示；
表1常用橡胶的品种、性能和用途
品种
（代号）
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,含有少量蛋白质、水分树脂酸、糖类和无机盐等
弹性大、定伸强力高、抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐寒性良好，加工性能佳，易与其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。
缺点耐氧及臭氧性差，容易老化变质，耐油和耐溶剂性不好，抵抗酸碱腐蚀能力差，耐热性不高，不适用于100℃以上环境
轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘护套及其它通用场所
2
丁苯橡胶
（SBR）
丁乙烯和苯乙烯的聚合物
性能接近天然橡胶，是目前产量最大的通用合成橡胶，耐磨性、耐老化性、耐热性优于天然橡胶，质地比天然橡胶均匀；
但弹性较低，抗曲绕、抗撕裂性能差，加工性能差，特别是自粘性差、生胶强度低，制成的轮胎使用时发热量大、寿命较短
代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶带及其它通用场所
3
顺丁橡胶
（BR）
由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶
结构与天然橡胶基本一致，弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性好，动负荷发热量小，易与金属粘合；
但强力较低，抗撕裂性差，加工与自粘性差，产量仅次于丁苯
与天然或丁苯橡胶混用，制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品
4
异戊橡胶
（IR）
是以异戊二烯为单体，聚合而成的一种顺式结构橡胶
化学组成、立体结构均与天然橡胶相似，性能也非常接近，故也称合成天然橡胶。
具有天然橡胶的大部分优点，耐老化性优于天然橡胶，但弹性和强力比不上，加工性差，成本高
可代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶带及其它通用场所
5
氯丁橡胶（CR）
是由氯丁二烯作单体、乳液聚合而成的聚合物
含有氯原子，有抗氧、臭氧性，不易燃、着火后能自灭，耐油、溶剂、酸碱、老化，气密性好，物理机械性能同天然橡胶。
可作通用橡胶和特殊橡胶使用。
但耐寒性差、比重大、成本较高，电绝缘性差，加工性差；
生胶稳定性差、不易保存。
产量次于SBR、BR居第3位
抗臭氧、耐老化性高的重型电缆护套，耐油、化学腐蚀的胶管、胶带、化工设备衬里，地下设备，及各种垫圈、密封圈、黏结剂
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
气密性小，耐臭氧、老化，耐热较高（长期工作130℃以下），能耐强酸和一般有机溶剂，吸振及阻尼性能良好、电绝缘性好，但弹性差、加工性能差、硫化速度慢、粘着性和耐油性差。
内胎.水胎.气球、电缆绝缘层化工设备衬里及防振、耐热运输带、耐热耐老化胶布
7
丁腈橡胶
（NBR）
丁二烯和丙烯腈的共聚体
耐油、耐热性好，气密、耐磨、耐水性较好，粘接力强；
但耐寒、耐臭氧性较差，弹力和强力低，耐酸性、电绝缘性差，耐极性溶剂性能差
制着各种耐油制品（胶管、密封圈、储油槽衬里）耐热运输带
8
乙丙橡胶
（EPM）
乙烯和丙烯的共聚体、分二元和三元乙丙橡胶
比重最小（0.865）颜色最浅.成本较低。
耐化学稳定性最好（浓硝酸外）耐臭氧、老化性好.电绝缘性好.耐热（150℃）.耐极性溶剂（酮.脂.但不耐脂肪酸及芳香烃）容易着色并稳定；
但黏着性差、硫化速度慢；
综合性能略次于天然橡胶而优于丁苯胶
化工设备衬里.电线电缆包皮.蒸汽胶管.耐热运输带.汽车配件及其他工业制品
9.硅橡胶（Si）
主链含有硅.氧原子的特殊橡胶.主要是硅起作用
无毒无味.耐高低温（-100--300℃）.电绝缘性好.耐氧化和臭氧.化学惰性大；
但机械强度低.耐油.耐溶剂.耐酸碱性差.难硫化，价格较贵
高低温制品（胶管.密封件）高温电缆绝缘层.食品及医药工业
10.氟橡胶（FPM）
含氟单体共聚而得的有机弹性体
耐高温（300℃），耐油.耐酸碱.抗辐射.高真空性，电绝缘性.机械性能.耐化学药品腐蚀.耐臭氧.耐老化，综合性能好；
但加工性差.价格高.耐寒性差.弹性透气性低
国防及要求高的密封场所。
气门密封圈
11.聚胺脂橡胶（UR）
由聚脂（或聚醚）与二乙氰酸脂类化合物聚合而成
耐磨性能高，强度、弹性、耐油性好，耐臭氧.气密性较好；
但耐温性较差.耐水及耐酸碱性差.耐氯化烃及芳香族有机溶剂差
制作轮胎及耐磨.耐油.耐苯条件下高强度零件
12.聚丙烯酸脂橡胶（AR）
丙烯酸脂与丙烯酸腈乳液共聚而成
兼有良好的耐热.耐油性能（可在180℃油中使用），耐老化.耐氧及臭氧.耐紫外线.气密性好；
但耐寒性较差.水中会膨胀.耐乙二醇及高芳香类溶剂差.弹性和耐磨.电绝缘性差.加工性能差
制作耐油.耐热.耐老化的制品。
如密封件、耐油软管.化工衬里
13.氯磺化聚乙烯橡胶（CSR）
氯和二氧化硫处理（既氯磺化）聚乙烯后再硫化
耐臭氧.耐老化.耐侯性特好。
不易燃.耐热.耐大多数化学试剂.耐酸碱亦可。
但撕裂性差.加工性差，价格贵
臭氧发生器密封件.耐油垫圈.耐腐蚀材料.衬里
14.氯醇橡胶（均聚性CHR共聚性CHC）
环氧氯丙烷均聚或由环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚而成
耐脂肪烃及氯化烃溶剂.耐碱.水.老化.臭氧.耐侯性.耐热性好，气密性高.抗压缩.黏结性好，易加工，价格低；
但强伸力低.弹性差.电绝缘性差
胶管.密封件.薄膜和容器衬里.油箱.胶辊.尤其宜作油封、密封件
15.氯化聚乙烯橡胶
乙烯.氯乙烯与二氯乙烯三元聚合体
性能近似氯磺化聚乙烯，流动性好.易加工，耐大气老化.耐臭氧.耐电晕性好，耐热.酸碱.油，但弹性差.压缩变形较大.电绝缘差
胶管.胶带.胶辊化工衬里
16.聚硫橡胶（T）
分子主链中含硫原子的特殊橡胶.是脂肪族烃类或醚类的二卤衔生物
耐油性突出，化学稳定性好，耐臭氧.日光.各种氧化剂.碱及弱酸，不透水，透气性小.但耐热.耐寒性不佳，机械性能极差，压缩变形大、黏结性差、冷流现象严重
密封腻子或油库覆盖层
表2常用橡胶的综合技术性能参数
天然橡胶（NR）
异戊橡胶（IR）
丁苯橡胶（SBR）
顺丁橡胶（BR）
丁基橡胶（IIR）
丁腈橡胶（NBR）
乙丙橡胶（EPR）
密度（生胶）.g/cm3
0.90-0.95
0.92-0.94
0.91-0.94
1.15-1.30
0.91-0.93
0.96-1.20
0.86-0.87
抗张强度N/cm2
未补强
1667-2844
1961-2942
196-294
98-981
1471-1961
1373-2060
196-392
294-588
补强
2452-3432
1765-2452
2452-2648
1667-2060
1471-2942
1471-2452
伸长率.%
650-900
800-1200
500-800
200-900
800-1000
650-850
300-800
600-900
450-800
650-1000
400-800
200%定伸24h后永久变形%
3-5
-
5-10
18
6.5
8-12
10-15
7.5
11
回弹率.%
70-90
60-80
50-80
20-50
5-65
永久压缩变形%.70℃X70h
10-50
2-20
2-10
2-40
10-40
7-20
抗撕裂性
优
良-优
良
可-良
耐磨性
耐曲绕性
耐冲击性能
可
硬度（邵尔A）
20-100
10-100
35-100
20-95
15-75
30-90
导热系数，cal/cm.s.℃
4X10-4
7X10-4
5X10-4
6.45X10-4
6X10-4
8.5X10-4
最高使用温度.℃
100
120
150
170
长期使用温度.℃
-55/70
-45/100
-70/100
-40/120
-40/130
-10/120
-50/130
脆化温度.℃
-50-70
-50/-70
-30/-60
-73
-35/-42
-30/-55
-10/-20
-40/-60
体积电阻率.Ω.cm
1015-1017
1010-1015
1014-1016
1014-1015
1011-1012
1012-1015
表面电阻.Ω
1013-1014
续表2常用橡胶的综合技术性能参数
氯磺化聚乙烯（CSM）
丙烯酸脂（AR）
聚安脂（UR）
硅橡胶（Si）
氟橡胶（FPM）
聚硫橡胶（T）
氯化聚乙烯（CM）（CPF）
1.11-1.18
1.09-1.10
1.09-1.30
0.95-1.40
1.80-1.82
1.35-1.41
1.16-1.32
834-2403
196-490
981-1961
69-137
681-1961
687-1177
1961-3432
392-981
1961-2158
883-1471
≥1471
--
40-300
500-700
300-700
400-500
100-500
400-600
50-500
100-700
30-60
30-40
40-90
50-85
20-40
20-80
25-90
50-100
5-30
劣-可
劣-良
劣
40-95
30-95
40-100
30-80
50-60
2.7X10-4
1.6X10-4
180
80
315
130
-30/130
-10/180
-30/70
-100/250
-10/280
-10/70
90/105
-20/-60
0/-30
-70/-120
-10/-50
-10/-40
1013-1015
1011
1010
1013-1017
1013
1012-1013
1014
4.橡胶制品的基本生产工艺过程
4.1基本工艺流程
伴随现代工业尤其是化学工业的迅猛发展，橡胶制品种类繁多，但其生产工艺过程，却基本相同。
以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺过程主要包括：
原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→检验
4.2原材料准备
橡胶制品的主要材料有生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。
其中生胶为基本材料；
配合剂是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料；
纤维材料（棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维）和金属材料（钢丝、铜丝）是作为橡胶制品的骨架材料，以增强机械强度、限制制品变型。
在原材料准备过程中，配料必须按照配方称量准确。
为了使生胶和配合剂能相互均匀混合，需要对某些材料进行加工：
生胶要在60--70℃烘房内烘软后，再切胶、破胶成小块；
块状配合剂如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎；
粉状配合剂若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去；
液态配合剂（松焦油、古马隆）需要加热、熔化、蒸发水分、过滤杂质；
配合剂要进行干燥，不然容易结块、混炼时旧不能分散均匀，硫化时产生气泡，从而影响产品质量；
4.3塑炼
生胶富有弹性，缺乏加工时的必需性能（可塑性），因此不便于加工。
为了提高其可塑性，所以要对生胶进行塑炼；
这样，在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中；
同时，在压延、成型过程中也有助于提高胶料的渗透性（渗入纤维织品内）和成型流动性。
将生胶的长链分子降解，形成可塑性的过程叫做塑炼。
生胶塑炼的方法有机械塑炼和热塑炼两种。
机械塑炼是在不太高的温度下，通过塑炼机的机械挤压和摩擦力的作用，使长链橡胶分子降解变短，由高弹性状态转变为可塑状态。
热塑炼是向生胶中通入灼热的压缩空气，在热和氧的作用下，使长链分子降解变短，从而获得可塑性。
4.4混炼
为了适应各种不同的使用条件、获得各种不同的性能，也为了提高橡胶制品的性能和降低成本，必须在生胶中加入不同的配合剂。
混炼就是将塑炼后的生胶与配合剂混合、放在炼胶机中，通过机械拌合作用，使配合剂完全、均匀地分散在生胶中的一种过程。
混炼是橡胶制品生产过程中的一道重要工序，如果混合不均匀，就不能充分发挥橡胶和配合剂的作用，影响产品的使用性能。
混炼后得到的胶料，人们称为混炼胶，它是制造各种橡胶制品的半成品材料，俗称胶料，通常均作为商品出售，购买者可利用胶料直接加工成型、硫化制成所需要的橡胶制品。
根据配方的不同，混炼胶有一系列性能各异的不同牌号和品种，提供选择。
4.5成型
在橡胶制品的生产过程中，利用压延机或压出机预先制成形状各式各样、尺寸各不相同的工艺过程，称之为成型。
成型的方法有：
压延成型适用于制造简单的片状、板状制品。
它是将混炼胶通过压延机压制成一定形状、一定尺寸的胶片的方法叫压延成型。
有些橡胶制品（如轮胎、胶布、胶管等）所用纺织纤维材料，必须涂上一层薄胶（在纤维上涂胶也叫贴胶或擦胶），涂胶工序一般也在压延机上完成。
纤维材料在压延前需要进行烘干和浸胶，烘干的目的是为了减少纤维材料的含水量（以免水分蒸发起泡）和提高纤维材料的温度，以保证压延工艺的质量。
浸胶是挂胶前的必要工序，目的是为了提高纤维材料与胶料的结合性能。
压出成型用于较为复杂的橡胶制品，象轮胎胎面、胶管、金属丝表面覆胶需要用压出成型的方法制造。
它是把具有一定塑性的混炼胶，放入到挤压机的料斗内，在螺杆的挤压下，通过各种各样的口型（也叫样板）进行连续造型的一种方法。
。
压出之前，胶料必须进行预热，使胶料柔软、易于挤出，从而得到表面光滑、尺寸准确的橡胶制品。
模压成型也可以用模压方法来制造某些形状复杂（如皮碗、密封圈）的橡胶制品，借助成型的阴、阳模具，将胶料放置在模具中加热成型。
4.6硫化
把塑性橡胶转化为弹性橡胶的过程叫做硫化，它是将一
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