橡膠工程技術

本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，具有良好職業(yè)道德和人文素養(yǎng)，掌握橡膠制品生 產(chǎn)的原材料、配方、加工、設備與模具基本知識，具備配方設計、結構設計、模具設計、工 廠工藝設計等能力，從事橡膠工程技術、管理、檢測等工作的高素質技術技能人才。 2100433B

高分子材料化學基礎、高分子物理、橡膠加工設備與模具、橡膠配方設計、橡膠加工工 藝橡膠制品工藝、橡膠工廠工藝設計等。

按形態(tài)分為塊狀生膠、乳膠、液體橡膠和粉末橡膠。乳膠為橡膠的膠體狀水分散體；液體橡膠為橡膠的低聚物，未硫化前一般為粘稠的液體；粉末橡膠是將乳膠加工成粉末狀，以利配料和加工制作。20世紀60年代開發(fā)的熱塑性橡膠，無需化學硫化，而采用熱塑性塑料的加工方法成形。橡膠按使用又分為通用型和特種型兩類。是絕緣體，不容易導電，但如果沾水或不同的溫度的話，有可能變成導體。導電是關于物質內部分子或離子的電子的傳導容易情況。按原材料來源與方法：橡膠可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。其中天然橡膠的消耗量占1/3，合成橡膠的消耗量占2/3。

按橡膠的外觀形態(tài)：橡膠可分為固態(tài)橡膠（又稱干膠）、乳狀橡膠（簡稱乳膠）、液體橡膠和粉末橡膠四大類。

根據(jù)橡膠的性能和用途：除天然橡膠外，合成橡膠可分為通用合成橡膠、半通用合成橡膠、專用合成橡膠和特種合成橡膠。

根據(jù)橡膠的物理形態(tài)：橡膠可分為硬膠和軟膠，生膠和混煉膠等。

按性能和用途分：通用橡膠和特種橡膠。

天然橡膠

天然橡膠主要來源于三葉橡膠樹，當這種橡膠樹的表皮被割開時，就會流出乳白色的汁液，稱為膠乳，膠乳經(jīng)凝聚、洗滌、成型、干燥即得天然橡膠。合成橡膠是由人工合成方法而制得的，采用不同的原料（單體）可以合成出不同種類的橡膠。1900年-1910年化學家C.D.哈里斯（Harris）測定了天然橡膠的結構是異戊二烯的高聚物，這就為人工合成橡膠開辟了途徑。1910年俄國化學家SV列別捷夫（Lebedev，1874-1934）以金屬鈉為引發(fā)劑使1，3－丁二烯聚合成丁鈉橡膠，以后又陸續(xù)出現(xiàn)了許多新的合成橡膠品種，如順丁橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠等等。合成橡膠的產(chǎn)量已大大超過天然橡膠，其中產(chǎn)量最大的是丁苯橡膠。

通用橡膠

是指部分或全部代替天然橡膠使用的膠種，如丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠等，主要用于制造輪胎和一般工業(yè)橡膠制品。通用橡膠的需求量大，是合成橡膠的主要品種。

丁苯橡膠

丁苯橡膠是由丁二烯和苯乙烯共聚制得的，是產(chǎn)量最大的通用合成橡膠，有乳聚丁苯橡膠、溶聚丁苯橡膠 和熱塑性橡膠（SBR）。

丁腈橡膠

丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液共聚而成的聚合物，丁腈橡膠以其優(yōu)異的耐油性而蓍稱，其耐油性僅次于聚硫橡膠、丙烯酸酯橡膠和氟橡膠，此外丁腈橡膠還具有良好的耐磨性、耐老化性和氣密性，但耐臭氧性、電絕緣性和耐寒性都比較差，而導電性動比較好。因而在橡膠工業(yè)中應用得廣泛。丁腈橡膠的用途，主要應用于耐油制品，例如各種密封制品。其它還有作為PVC改性劑及與PVC并用做阻燃制品，與酚醛并用做結構膠粘劑，做抗靜電好的橡膠制品等。

硅橡膠

硅橡膠由硅、氧原子形成主鏈，側鏈為含碳基團，用量最大是側鏈為乙烯的硅橡膠。既耐熱，又耐寒，使用溫度在100-300℃之間，它具有優(yōu)異的耐氣候性和耐臭氧性以用良好的絕緣性。缺點是強度低，抗撕裂性能差，耐磨性能也差。硅橡膠主要用于航空工業(yè)、電氣工業(yè)、食品工業(yè)及醫(yī)療工業(yè)等方面。

順丁橡膠

是丁二烯經(jīng)溶液聚合制得的，順丁橡膠具有特別優(yōu)異的耐寒性、耐磨性和彈性，還具有較好的耐老化性能。順丁橡膠絕大部分用于生產(chǎn)輪胎，少部分用于制造耐寒制品、緩沖材料以及膠帶、膠鞋等。順丁橡膠的缺點是抗撕裂性能較差，抗?jié)窕阅懿缓谩?

異戊橡膠

異戊橡膠是聚異戊二烯橡膠的簡稱，采用溶液聚合法生產(chǎn)。異戊橡膠與天然橡膠一樣，具有良好的彈性和耐磨性，優(yōu)良的耐熱性和較好的化學穩(wěn)定性。異戊橡膠生膠（未加工前）強度顯著低于天然橡膠，但質量均一性、加工性能等優(yōu)于天然橡膠。異戊橡膠可以代替天然橡膠制造載重輪胎和越野輪胎還可以用于生產(chǎn)各種橡膠制品。

乙丙橡膠

乙丙橡膠以乙烯和丙烯為主要原料合成，耐老化、電絕緣性能和耐臭氧性能突出。乙丙橡膠可大量充油和填充碳黑，制品價格較低，乙丙橡膠化學穩(wěn)定性好，耐磨性、彈性、耐油性和丁苯橡膠接近。乙丙橡膠的用途十分廣泛，可以作為輪胎胎側、膠條和內胎以及汽車的零部件，還可以作電線、電纜包皮及高壓、超高壓絕緣材料。還可制造膠鞋、衛(wèi)生用品等淺色制品。

氯丁橡膠

它是以氯丁二烯為主要原料，通過均聚或少量其它單體共聚而成的。如抗張強度高，耐熱、耐光、耐老化性能優(yōu)良，耐油性能均優(yōu)于天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠。具有較強的耐燃性和優(yōu)異的抗延燃性，其化學穩(wěn)定性較高，耐水性良好。氯丁橡膠的缺點是電絕緣性能，耐寒性能較差，生膠在貯存時不穩(wěn)定。氯丁橡膠用途廣泛，如用來制作運輸皮帶和傳動帶，電線、電纜的包皮材料，制造耐油膠管、墊圈以及耐化學腐蝕的設備襯里。

橡膠老化現(xiàn)象

橡膠及其制品在加工，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，這種變化叫做橡膠老化。

表現(xiàn)為龜裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色、長霉等。

橡膠老化因素

A）氧：氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應，分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián)，引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠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(fā)生斷裂，但臭氧對橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當作用于變形的橡膠（主要是不飽和橡膠）時，出現(xiàn)與應力作用方向直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”；作用于變形的橡膠時，僅表面生成氧化膜而不龜裂。

C）熱：提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。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，從而加速橡膠氧化反應速度，這是普遍存在的一種老化現(xiàn)象——熱氧老化。

D）光：光波越短、能量越大。對橡膠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分子鏈的斷裂和交聯(lián)外，橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基，引發(fā)并加速氧化鏈反應過程。經(jīng)外線光起著加熱的作用。光作用其所長另一特點（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(xiàn)網(wǎng)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，會使橡膠分子鏈斷裂生成游離荃，引發(fā)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。哪能個占優(yōu)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：橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時，容易破壞，這是由于橡膠中的水溶性物質和親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，會加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對橡膠則不起破壞作用，甚至有延緩老化的作用。

G）油類：在使用過程如果和油類介質長期接觸，油類能滲透到橡膠內部使其產(chǎn)生溶脹，致使橡膠的強度和其他力學性能降低。油類能使橡膠發(fā)生溶脹，是因為油類滲入橡膠后，產(chǎn)生了分子相互擴散，使硫化膠的網(wǎng)狀結構發(fā)生變化。

H）其它：對橡膠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。