橡胶工艺学习题集Word下载.docx
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一、要事先掌握胶料的膨胀率；
二、根据胶料膨胀率来确定口型样板的尺寸；
三、取略小于计算值的尺寸。
12、何谓炭黑凝胶？
将混炼入炭黑的胶料置于溶剂（如苯、汽油等）中，有一部分吸附于炭黑表面的橡胶，在溶剂中长时间不能溶解，这部分由炭黑和橡胶形成的结合体即为炭黑凝胶，或称结合橡胶。
13、何谓压出膨胀？
压出膨胀是当胶料离开挤出机的口型后，产生沿长度方向上的收缩和厚度方向上的膨胀,
这种收缩现象也称为弹性记忆效应。
14、何谓硫化三要素
答:
硫化过程控制的三个主要条件即硫化温度、
硫化时间和硫化压力称为硫化三要素
15.
写出下列橡胶的
代号和
化学结构天
然橡
胶
2、
丁腈橡
3、丙
烯
酸酯
橡
4、氯磺化聚乙烯
丁基
匚H；
c—CHj-^NBR-fCHj-CH—CF^CII^CHi-CH-h
ACW—
04世比CHi-
CN
UR
t厂:
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CH；
1、
如何通过配方设计提高硫化胶的耐磨性?
通过配方设计提高耐磨性的途径如
CH:
下：
a、选用耐磨性好的胶种，如聚氨酯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶，氯丁胶、丁腈橡胶等。
一般磨耗条件下，天然橡胶为好，高温下以丁苯橡胶为好，苛刻条件下（高速）顺丁橡胶为好；
b、加粒子小的活性炭黑以提高耐磨性；
白色填料以20nm的白炭黑为好。
c、软化剂起操
作助剂使用，以帮助填料的分散，一般不宜超过5份；
d、加入防老剂能改善胶料耐老化性能，从而间接提高耐磨性，一般环境条件下，在天然橡
胶中防老剂AW的耐磨性最好，其次是防老剂D+4010及防老剂D+H
2、以次磺酰胺的硫化反应过程为例，试述防焦剂CTP（N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺）的
防焦作用机
理？
能够迟延硫化，但又不影响硫化速度和硫化胶性能
代表品种：
N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺（CTP或PVI）应用：
次磺酰胺类，DMMTMTD
等也有一定的效果;
CTP是实际上一种MBT（或阳离子物）的捕捉剂。
它是通过捕捉MBT达到迟延硫化的目的。
因此，使用这种防焦剂时，它只起迟延硫化的作用，而对硫化速度和硫化胶的结构无明显的影响。
防焦剂CTP的用量通常为0.1~0.5份。
随着用量增高，防焦效果越大，焦烧时间越长，在
0.5份以内，其硫化速度无明显的影响。
但当用量太大时，则会使硫化速度稍许减慢
3、如何通过配方设计提高硫化胶的撕裂强度?
CTP的作用机理
；
c、软化剂起提高撕裂强度；
d、
耐疲劳性配方设计要点如下：
a、
通过配方设计提高撕裂强度的途径如下:
a、选用结晶性的胶种；
b、加粒子小的活性炭黑
交联密度不要过高。
4、如何通过配方设计提高硫化胶的耐疲劳性？
采用易于形成多硫键交联的硫化体系；
b、加补强性大的活性填料；
c、软化剂最好是使用松焦油、古马隆树脂、石油树脂等，用量不宜太多；
d、加防老剂可
以抑制疲劳过程中的氧和臭氧老化作用，从而提高耐疲劳破坏。
5、软化剂和增塑剂的选用原则是什么?
在实际配方中对软化剂和增塑剂的选择，常常决定于生胶、填料等的种类和用量以及工
艺性能和硫化胶
性能的要求等因素，从其本身来说，选择时主要注意如下几个方面：
a、与橡胶的
互溶性；
b、对填料的分散影响；
c、对胶料加工性能和粘着性的影响；
d、对硫化胶物理性能和老化性能的影响；
e、对
橡胶的污染性的影响；
f、对制品成本的影响。
四、计算题
1、某外胎缓冲胶层，其胶料硫化温度系数为2，在实验室条件下的正硫化条件为140CX
24min，硫化平坦范围为24〜100min。
在实际生产中，硫化时间为70min，现测出其温度变
化如下，判断是否达到了正硫化？
解：
a、先求各温度下的硫化强度，所得结果如下
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计算结黑
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认拓神层肢料的械册应E
B7=5X（（0.008-17.2；
/2+0.Q1B+0.為十1十2十2.轉十虫十5,28+6.5+S-5S+9.8G+13^IX96+16）
C-讣算允许磴化域应的轅嵐值bin和Emax
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疏优时间「
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138
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Emny='
6x1JO=1600
玄min<
E*<
Enin瞬曲口足胶料ii到正反化
2、橡胶制品的结构如图所示，已知胶层A的厚度4mm,热扩散系数为1.44X10-3
cm2
/s，胶层B的厚度10mm,热扩散系数为1.00X10—3
/s，双面加热硫化，制品表面原始温度22C，模型温度为144C,试计算制品胶层B中心温
・•・
）4
度到达143C时所需要的时间。
先求胶料B的当量厚度H12
/a1=H22
/a2，可得当量厚度H1=1.2cm；
胶料的总厚度L=H1+2X0.4=2cmS（z）=0.0082,z
=0.51
T=0.51X2X2/（1.44X10—3
）=1416.7s=23.6min
3、一胶轴制品，正硫化条件为140CX240min，因一次硫化易出现质量问题，故改为逐步
升温硫化，第一段为120CX120min，第二段为130CX100min，第三段为140C,问需要
多长时间才能达到原有的硫化程度？
（k=2）
E原=16x240=3840
E1=4x120=480E2=8x100=800E3=16tE原=E1+E2+
E3所以t=160min
4、某外胎缓冲胶层，其胶料硫化温度系数为2,在实验室条件下的正硫化条件为140CX24min，硫化平坦范围为24〜100min。
在实际生产中，硫化时间为60min，现测出其温度变化如下，判断是否达到了正硫化
淹比时间，
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校层温甌V
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5.2E
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1T.2
认求希冲层胶辑的硫比效血三
Et-5XC（i.OOS^]\2I/2+D.016+0.2E+1+2+2.4f+4-E.2S+6.5+U.59+9.9G+16）-322.S
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UEW.JL-16124-3Q4
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橡胶制品的厚度12伽，热扩散系数为1.44X10—3cm2/s，双面加热硫化，制品表面原始温度22C，模型温度144C,试计算制品胶层中心温度到达143C时所需要的时间
S（z）=0.0082,z=0.51
T=0.51X1.2X1.2/（1.44X10—3
）=510s=8.5min
氣瀚过呦盘専A壮聘疑冲段层徒化条件如下.
诡1七时间・
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r
C
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问媛冲胶层胶料在买验室就代试片时采用.是否舲成昂鬥磴忆程嵐。
支作如恆龍宀=兀-解匚小先求羽肚鷹下的冠优强度.所得结真如
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0.0078
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）庄十0.0156+0,03125+0,12&
十0,5十2十勒十“同旳
=333.4
C求与成品硫化效应相同的试片等效硫化时间令E缓=E试
t=41.7min
从试片的等效硫化时间远大于其实际的硫化时间看，试片的硫化条件必须调整，方法如
延长硫化时间至41.7min（130C下）
或提高硫化温度，若硫化时间不变，硫化温度提高至140.6C
7.某橡胶制品硫化条件为130CX20min，问140C和120C各需的硫化时间为多少？
根据
范特霍夫公式各需10min和40min.
8.五、填空题
9.1、天然橡胶的主要成分为橡胶烃，由异戊二烯基组成。
10.2、硫化过程控制的三个主要条件即硫化温度、硫化压力、硫化时间称为硫化三要素。
11.3、在实际中通常按硫磺用量及其与促进剂的配比情况，划分为四种典型配合的硫化体系即常硫量硫化体系、半有效硫化体系、有效硫化体系和无硫硫化体系。
12.4、槽法炭黑含有较多的含氧基团，使炭黑表面呈现酸性的性质，有迟延硫化的作用，而炉法炭黑表面呈现碱性的性质，有促进硫化的作用。
13.5、密炼机的混炼历程主要是配合剂与橡胶的混炼过程，包括三个阶段即湿润阶段、分散
阶段和捏炼阶段。
6、开炼机塑炼的操作方法有薄通塑炼法、包辊塑炼、爬架子法和化学
塑解剂塑炼法。
7、正硫化时间的测定方法包括物理化学方法、物理机械性能测定法和专
用仪器测定法。
8、通用型丁腈橡胶具有优良的耐油性，它是由丁二烯和丙烯腈共
聚而成。
9、橡胶的硫化反应过程包括诱导阶段、交联反应阶段、网构成熟阶段等三个阶
段。
10、混炼胶的快速检验项目包括可塑性测定、比重的测定和硬度等项目的测定。
11、
开炼机塑炼的控制工艺条件有辊温、辊距、塑炼时间、速比和装机容量。
14.12、可塑度的测量方法包括威廉可塑计测量法、华莱士快速可塑计测量法、德坲可塑计量法、门尼粘度计测量法和压出粘度计测量法。
15.13、橡胶配合体系包括硫化体系、补强填充体系、增塑体系、防老体系
名词解释：
1•橡胶：
是一种有机高分子材料，能够在大的变形（高弹性）下迅速恢复其
形变；
能够被改性（硫化）；
改性的橡胶不溶于（但能溶胀于）沸腾的苯、甲乙酮、乙醇和甲苯混合液等溶剂中；
改性的橡胶在室温下被拉伸到原长的2倍并保持1min后除掉外力，
它能在1min内恢复到原长的1.5倍以下。
2.格林强度：
未经硫化的拉伸强度
3.冷流性：
生胶或未硫化胶在停放过程中因为自身重量而产生流动的现象。
4.活性剂：
配入橡胶后能增加促进剂活性，能减少促进剂用量或降低硫化反
应温度，缩短硫化时间的物质
5.促进剂的迟效性
6.焦烧：
加有硫化剂的混炼胶在加工或停放过程中产生的早期硫化现象。
焦
烧现象本质是硫化，胶料局部交联焦烧：
加有硫化剂的混炼胶在加工或停放过程中产生的
早期硫化现象。
烧现象本质是硫化，胶料局部交联
7.工艺正硫化时间：
胶料从加入模具中受热开始到转矩达到M90所需要的
时间。
％90）（90LHLMMMM
&
硫化返原：
又称返硫，是胶料处于过硫化状态，胶料的性能不断下降的现
象。
9.硫化效应：
硫化强度与硫化时间的乘积，用E表示。
？
10.防老剂的对抗效应：
防老剂（抗氧剂）并用后产生的防护效能低于参
加并用的各抗氧剂单独使用的防护效能之和
11.防老剂的协同效应：
防老剂（抗氧剂）并用后的防护效能大于各抗氧
剂单独使用的效能之和，是一种正效应。
12.软质炭黑：
粒径在40nm以上，补强性低的炭黑
13.硬质炭黑：
粒径在40nm以下补强性高的炭黑
14．14．结合橡胶:
也称为炭黑凝胶，是指炭黑混炼胶中不能被它的良溶剂溶解炭黑的二次结构:
又称为附聚体，凝聚体或次生结构，它是炭黑聚集体间以范德华力相互聚集形成的空间网状结构，不牢固，在与橡胶混炼是易被碾压粉碎成
为聚集体。
16．增塑剂:
增塑剂又称为软化剂，是指能够降低橡胶分子链间的作用力，改善加工工艺性能，并能提高胶料的物理机械性能，降低成本的一类低分子量化合物。
17．塑炼:
塑炼是指通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方式，使橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软的塑性状态的过程
18．压延效应压延后胶片出现性能上的各项异性现象
19.抗氧指数又称塑性保持率，是指生胶在140°
CX30min前后华莱士塑
性值的比值，其大小反映生胶抗热氧化断链的能力
I．碳链橡胶中，不饱和橡胶有__NR__、__SBR__、___BR__、__IR__，饱
和橡胶有__EPM_、__EPDM_、__IIR_、_FPM_、_ACM_；
杂链橡胶有_聚氨酯橡胶PU_、__聚硫橡胶T__；
元素有机橡胶包括_硅橡
胶MVQ__等。
2．通用合成橡胶包括__丁苯橡胶SBR___、__顺丁橡胶BR__、__异戊橡胶IR__、__氯丁橡胶CR__、__乙丙橡胶EPR__、_丁基橡胶IIR_和_丁腈橡胶NBR_。
3．天然橡胶中包含的非橡胶成分有蛋白质、丙酮抽出物、少量灰分、
水分和。
4.?
目前所有弹性体中，弹性最好的橡胶是_NR_（BR是通用橡胶中最好
的），比重最小的橡胶是，耐磷酸酯油类的橡胶是_乙丙橡胶，气密性
最好的橡胶是_CO_，气透性最好的橡胶是_硅橡胶，耐压减振性好的橡胶是，
广泛用作胶粘剂的橡胶是_硅橡胶，具有生理惰性的橡胶是_硅橡胶，滞后损失、
生热大的橡胶是，抗湿滑性差的橡胶是_BR，耐高低温性最好的橡胶是
，耐磨性最好的橡胶是。
5.NBR艮据丙烯腈的含量可分为极高CAN含量、—高CAN含量—中高CAN含量、
—中CAN含量_和—低CAN含量—五类
6.6.根据废橡胶的来源，再生胶可分为_轮胎再生胶__、_杂品再生胶__和_乳化制
7.品再生胶__。
8.7.促进剂按结构可分为___噻唑类___、___二硫代磷酸盐类___、___秋兰姆类___、
二硫代氨基甲酸盐类___、___黄原酸盐类___、__次磺酰胺类___、__硫脲类__、___醛胺类—和—胍类（D）—九类；
按PH值可分为___酸性___、___中性___和―碱性―三类；
按硫化速度可分为___慢速促进剂___、___中速促进剂__、___准速促进剂___、___超速促进剂__和—超超速促进剂—五类。
&
促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的英文缩写
___CZ___，结构式为
9.P54，呈_中__性，__准__速级，后___效性促进剂；
二硫化二苯并噻唑的英文缩写为DM，结构式为___P54___，呈___酸性___
性，__准___速级促进剂；
四甲基二硫化秋兰姆的英文缩写为__TMTD__，结构式为__P55___，
呈_酸__性，_超_速级促进剂。
10.9.硫化的本质是__化学交联__。
II.10.平衡硫化体系具有优良的耐热老化性能和耐疲劳性能
12.交联效率参数E越大，交联效率越。
13.12.NR热氧老化后表观表现为变软发粘,BR热氧老化后表现为
14.变硬发脆___。
15．13．？
链终止型防老剂根据其作用方式可分为_加工反应型__、_防老剂与橡胶单
16．体共聚型_和_高分子量防老剂_三类;
胺类和酚类防老剂属于__加工反应型_。
17．14．当防老剂并用时，可产生___对抗、加和___和协同效应，根据产生
18．协同效应的机理不同，又可分为___杂协同效应___和___均协同效应__两类。
19．15．？
填料的活性越高，橡胶的耐疲劳老化性越_差。
20．16．非迁移性防老剂与一般防老剂相比，主要是具有性、
21．性和性。
22．17．炉法炭黑的表面粗糙度比槽法炭黑___小，其表面含氧基团比槽法炭黑
23．___少___，呈__碱__性，会使胶料的焦烧时间。
24．18．炭黑的结构度越高，形成的包容橡胶越___多，胶料的粘度越__高__，
25．压出性能越好___，混炼的吃粉速度___慢，在胶料中的分散性越___日益_
26．炭黑的粒径越小，混炼的吃粉速度越___慢，在胶料中的分散性越
27．难___；
炭黑的粒径越___小，粒径分布越，对橡胶的补强性越高。
28．20．根据制法不同，白炭黑分为___气相法白炭黑和___沉淀法白炭黑；
29．测定表明，白炭黑表面只有___硅氧烷基和羟基存在。
30．21．吸留橡胶生成量的多少与炭黑的___结构有关，而混炼时结合橡胶生成
31．量的多少与炭黑的___比表面积有关。
32．22．胶料中填充炭黑会使其电阻率下降,炭黑的粒径越__小__、结构度越__高___、
33．表面挥发分__大___、炭黑用量__大___,电阻率越低生胶塑炼前的准备工作包括___选胶
、烘胶___和___切胶处理过程。
34．24．当橡胶的门尼粘度为时可不用塑炼。
35．25．低温机械塑炼过程中，橡胶的分子量分布逐渐变__窄__（窄或宽）。
26．氧在橡胶
的机械塑炼过程中起着_使生成的大分子自由基稳定_和_引起大分
36．子氧化裂解_的双重作用，其中在低温下，氧和橡胶分子的化学活泼性均较低，氧主要起稳定作用，而在高温下氧起裂解作用。
37．27．根据增塑机理不同，可以将化学塑解剂分为三种类型__自由基受体型___、
38．引发型和混合型___；
在低温塑炼时使用的苯醌和偶氮苯属于自由基
受体型增塑剂，又叫链终止塑解剂，在高温下使用的过氧化苯甲酰、偶氮
二异丁腈属于—引发型化学塑解剂。
28.密炼机塑炼NR时，其排胶温度一般控制在
50-60C（140~160C）
39.范围，快速密炼机塑炼，排胶温度可能达到_140C_（180C?
）__,SBR用密炼
机塑炼时，排胶温度应控制在_130C（140C）___以下，否则产生生胶塑炼前的准备工作包括___选胶、烘胶___和___切胶处理过程。
40.24.当橡胶的门尼粘度为时可不用塑炼。
41.25.低温机械塑炼过程中，橡胶的分子量分布逐渐变__窄__（窄或宽）。
26.氧在橡胶
的机械塑炼过程中起着_使生成的大分子自由基稳定_和_引起大分
42.子氧化裂解_的双重作用，其中在低温下，氧和橡胶分子的化学活泼性均较低，氧主要
起稳定作用，而在高温下氧起裂解作用
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