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01

2023-01

问：

丁基和卤代丁基橡胶基本理化性质

88

  • 化工产品

最优解答：普通丁基橡胶的特性与异戊二烯含量（不饱和度）及门尼粘度（与分子量有关）的变化有直接关系。随着不饱和度增大，橡胶特性的变化规律为：①硫化速度相应加快，硫磺程度提高，硫化胶的交联密度增大；②硫化胶的耐热性变好；③耐化学药品的侵蚀性逐步降低；④耐臭氧性能下降；⑤电绝缘性能下降；⑥粘着性和相容性变好；⑦拉伸强度和伸长率逐渐降低，定伸应力和硬度逐渐增大。

溴化丁基橡胶基本理化性质

溴化丁基橡胶由于导入了极性较强的溴原子，同时保留了原丁基橡胶90%的双键，因此，不仅能加快橡胶的硫化速度，而且也解决了胶料粘性差的问题。

于丁基橡胶比较，溴化丁基橡胶除保持了丁基橡胶的各种特性外，还具有下列特点：

①需用硫化剂的量少，硫化速度快

②能用各种硫化剂硫化，而丁基橡胶则不能

③能与天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等并用

④溴化丁基橡胶本身与其它橡胶有良好的硫化粘合性能，丁基橡胶则较差

⑤耐热性能比丁基橡胶优异

与氯化丁基橡胶相比，两者都保留了丁基橡胶所具有的气透性低、耐老化、耐候和耐屈挠疲劳等性能，并且能与天然橡胶和其他不饱和橡胶共硫化合粘合。当两种卤代丁基橡胶的应力-应变相近时，老化疲劳寿命相当。两种卤代丁基橡胶与天然橡胶并用时，气透性都随天然橡胶含量增加而增大，耐热老化性能和老化后的屈挠性能都逐渐下降。但是两种卤代丁基向较之间的性能也有差别。

①溴化丁基橡胶具有更多的活化硫化点，硫化速度更快。与不饱和橡胶能更好的粘合

②溴化丁基橡胶的老化性能优于氯化丁基橡胶，特别是在150℃的高温下更好

③由于溴化丁基橡胶的硫化速度较高，与其它橡胶并用时，如果配方不变，两者不能完全互换
④溴化丁基橡胶的焦烧安全性比氯化丁基橡胶低

氯化丁基橡胶基本理化性质

氯化丁基橡胶由于具有与普通丁基橡胶基本相同的分子结构，因此，具有与丁基橡胶类似的优良性能。此外，它还克服了普通丁基橡胶硫化速度慢、粘合性能差等缺点，解决了与高不饱和橡胶共硫化的问题。

1. 气透性

氯化丁基橡胶的空气透过率大致与丁基橡胶相同，在24℃时仅为天然橡胶的1/4，丁苯橡胶的1/9。在24℃、41℃和93℃测定的空气透过率见表2

表2 氯化丁基橡胶与其它橡胶的空气透过率比较




丁基橡胶268


氯化丁基橡胶HT1068


高苯乙烯丁苯橡胶


丁苯橡胶1502


天然橡胶

空气透过量Q×102














24℃


0.32


0.34


1.21


3.06


4.36

41℃


3.3


3.2


9.6


18.0


23.7

93℃


10.5


10.4


23.9


38.2


40.2

相对值


1


1


3.0


5.5


7

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01

2023-01

问：

硫化天然橡胶

88

  • 化工产品

最优解答：天然橡胶的硫化
一、实验目的、要求
1.了解胶料的混炼设备及工艺过程；
2.了解平板硫化机、密炼机的结构特点及其操作方法；
3.了解本实验用的胶料组成及其作用以及制定胶料硫化工艺条件的理论依据；
5.熟悉热硫化法，模具硫化的工艺特点，熟练地掌握本实验的操作过程。
二、重点
橡胶的混炼及橡胶硫化工艺
三、难点
橡胶硫化原理
四、提问
1.简述密炼机的基本结构和工作原理
2.橡胶硫化原理及硫化过程的注意事项
3.常见的硫化剂有哪些？
五、讲解
将具有线形分子结构的橡胶（生胶）通过化学或其他方法使其分子链发生交联形成三维网状结构（硫化胶）的过程称为橡胶的硫化。硫化胶不仅在机械性能方面得到提高，并使之形状得以固定不再具有可塑性和粘性流动。因此，准确的掌握橡胶的硫化工艺条件是保证橡胶制品质量的一个重要方面。
硫化的方法和设备很多，因制品而异，本实验是热硫化方法，学生在配方的基础上，用密炼机混炼制备混炼胶，然后进行模型硫化操作，以制取一定形状的硫化胶样品。
1、原料和实验设备
（1）橡胶及助剂
（2）一立升密炼机一台
（3）25吨平板硫化机，圆片橡胶模具，剪刀，螺丝刀，台秤等。
2、实验原理
将配方好的物料加入到密炼机中，按设定的混炼工艺条件混炼，制得混炼胶。在开炼机上将混炼胶压片备用。将混炼胶胶片放入模具中，在硫化机平板之间加热，使胶料软化和流动成型；在一定的硫化工艺条件下，胶料中的硫化体系使橡胶大分子发生复杂的化学反应，最后定型为硫化胶。
3、实验程序
1.按设定的配方配料，总重量控制在800克。
2.将配料按序加入到密炼机中，按设定的混炼工艺条件混炼。
3.混炼胶加入到开炼机中，拉成片，备用。
4.检查硫化机各部分是否正常，清洁机器；然后将硫化机加热至规定温度恒温。
5.检查硫化模具是否完好，清洁模具，除去残留胶屑及油污杂物。
6.把模具放在硫化机的平台上，并使之与上，下两平板接触预热20分钟。
7.检查胶料是否完好，如发现喷雾现象则应回炼；清除胶料表面的灰尘杂物。
8.视模具型腔大小，用剪刀剪取混炼胶料。
9.取出模具，打开模具进一步检查，清洁，涂脱模剂或涤纶薄膜，把试样置于模具型腔中间，合模，放入硫化机中进行硫化。
10.将硫化机压力升高到10Mpa（表压），一定时间后卸压放气，再升压保持表压约10 Mpa，使胶料硫化到规定的时间为止。
11.卸压后取出模具，并立即乘热取出硫化胶制品。
12.清理模具，涂上机油防锈。
注意事项：
1.操作要准确迅速，要求使胶料在模具内各处硫化速度均匀.
2.要保证模具型腔清洁，不要让杂物混入试片；
3.涂布脱模剂时要使之均匀，如涂抹时产生气泡一定要除尽。
4.往型腔放入胶料时要求位置应准确，保证充满型腔，防止制品却缺料。
5.实验数据处理：
拉伸强度σ＝
式中：σ：为试样的拉伸强度，单位Mpa;
F：为拉伸力，单位N
a：试样宽度，单位mm
b：试样厚度，单位mm
断裂伸长率ε＝ ％
式中：ε：为试样的断裂伸长率，;
l0：试样标定长度，单位mm
l：试样断裂时的拉伸长度，单位mm
每个试样取3～5个，测试结果取平均值
思考题：
1.讨论本实验用胶料硫化的实质。
2.本实验胶料的硫化工艺条件与硫化制品的性能有何关系？
3.设计一个橡胶硫化的配方，说明各组分的作用。

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01

2023-01

问：

什么是丁苯橡胶的基本性能和用途？

88

  • 化工产品

最优解答：丁苯橡胶的物理机械性能和使用性能均接近天然橡胶。其伸长率、撕裂强度、滞后效应、弹性和拉伸强度等虽不及天然橡胶，但却具有较好的加工性和耐磨性以及稍好的耐热老化性，加之它的生产成本低，接受填料的能力较强，与天然橡胶及多种合成橡胶的并用性能好，所以至今一直是合成橡胶中最为通用的品种。 冷法乳聚丁苯橡胶产量占乳聚丁苯橡胶产量的90%以上，主要用于制造轮胎、机动车部件、橡胶工业制品，如胶管、胶带及胶鞋等。其中轮胎及轮胎制品约占其消费总量的75%。 热法乳聚丁苯橡胶由于支化度较高，分子量分布较宽，故其耐磨性和冲击强度均不及冷法乳聚丁苯橡胶，不适于制造轮胎；但其加工性能较好，能承受更高的载荷，可用于某些胶布和模压制品等。

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01

2023-01

问：

探讨新的轮胎外胎制造方法

88

  • 化工产品

最优解答：以氮气为工作介质实现轮胎制作轻量化的方法

　　以氮气为工作介质实现轮胎轻量化的方法是利用透气性差的树脂薄膜作轮胎的内衬层，向金属模具内的轮胎里加入温度为140℃，压力为1.0~2.0MPa的氮气进行硫化的方法。这种方法最关键的是内衬层材料的选用和氮气硫化的实现。

　　内衬层的选用：若采用丁基胶之类透气性差的内衬层会导致轮胎重量的增加，达不到轮胎轻量化的要求。由于丁基橡胶与轮胎内面橡胶粘合不太紧密，故需要借助于能把丁基橡胶和胎胚内面橡胶粘合起来的结合橡胶片才能进行充分粘合。此外，丁基橡胶并非完全不透气，为了维持必要的轮胎压力至少需要几百微米的厚度，加上丁基橡胶后，结合橡胶的厚度将超过1mm(1000μm)，这将会导致轮胎重量的增加。如采用透气性差的薄膜代替丁基橡胶作为内衬层，例如：用聚脂薄膜作为内衬层，该薄膜与丁基橡胶相比具有透气性更差、与轮胎内面粘结性好的特点，可以减少橡胶厚度以及不需要使用结合橡胶，实现不改变空气压力稳定性的状态下空气轮胎轻量化。本方法还可采用透气性差的树脂薄膜，如表面镀有氧化硅的聚脂类薄膜、乙烯叉二氯和聚氯乙烯聚合的薄膜、脂肪酸聚酰胺薄膜等。

　　氮气硫化工艺的实现：首先，把透气性差的树脂薄膜迭压到未硫化橡胶制成的轮胎内，形成内衬层。然后，向金属模具里的轮胎加入温度为140～1700℃、压力为1.0～2.0MPa的氮气进行硫化。但由于使用了透气性差的薄膜作内衬层，在插塞式硫化成型机上进行硫化作业时，会被插塞捅破、损坏，故此时的金属模具应使用无插塞式硫化成型机，也可以把普通的插塞式硫化机改造成无插塞式硫化机使用。氮气的温度设定为140～1700℃，温度太低则硫化不彻底，太高则会出现过硫化、绳织老化、橡胶物理性能下降，导致轮胎质量达不到要求。另外，氮气的压力设定为1.0～2.0MPa，如低于1.0MPa，轮胎质量（耐用性、外观故障）会出现问题；高于2.0MPa，会增加模具的负担，给安全生产带来隐患。在整个工艺过程中，氮气的压力和温度是采用热交换机和压缩机来保证的。

　　利用这种制作方法，可实现在不损坏内衬层的同时制造出空气压力稳定性好且轻量化的空气轮胎，同时可更大地降低轮胎外胎的制作成本。

　　利用超高频能量为能源，以氮气为保压的成型硫化方法

　　这种方法是利用超高频能量对模具中胎胚进行预热，预热时胎胚在工作介质压力的8.7%～10%下进行。胎胚加热到橡胶气泡形成温度后工作介质压力达到指定值，然后进行成型和硫化。这种方法能够提高轮胎质量，降低轮胎生产过程中的能量消耗。整个流程概括如下：

　　首先，将轮胎胚装进模具，用工作介质填充模具（压力达到指定加压值的8.7%～10%），压模中的坯料受到超高频能量的预热。这种压力不能保证在轮胎胎面上形成图案，因此在密闭的压模中，只有坯料表面接触图案模具。

　　用超高频能量电源，进行轮胎坯料预热，达到气泡形成温度。坯料加热后，工作介质压力达到指定加压值。结果橡胶混合坯料流进压模的图案模具中形成轮胎花纹，实现成型和硫化。将轮胎坯料迅速加热到橡胶气泡形成温度降低了橡胶的粘度（韧性），促使其更好的流入压模图案中，改善了轮胎的商品外观，并降低了加压介质的压力。轮胎图案形成时硫化器模具中加压介质所需压力的降低，减少了硫化器硫化设备的金属和加压介质的消耗量。在轮胎坯料（加热到120℃）上轮胎花纹的形成过程中，提高了与橡胶与帘布（帘线）部分的粘合强度，加快了橡胶混合物的应力松弛过程，提高了轮胎耐用期。向模具填加工作介质，达到指定加压值的8.7%～10%后，将超高频硫化器压模中的轮胎坯料加热到120℃，这样能够避免加热橡胶混合物中的早期硫化和产生强化气泡。

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01

2023-01

问：

SCR橡胶和CR橡胶有什么不同？

88

  • 化工产品

最优解答：橡胶分为天然橡胶与合成橡胶二种。
天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；
合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。
SCR橡胶是天然橡胶：
天然橡胶可分为标准胶（又称颗粒胶）、烟胶片、浓缩胶、白绉胶片、浅色胶片、胶清橡胶和风干胶片等，最常用的是标准胶和烟胶片。标准胶分为一级（SCR5）、二级（SCR10）、三级（SCR20）、四级（SCR50）四个等级。
CR橡胶是特种橡胶中的氯丁橡胶，属于合成橡胶：
氯丁橡胶。简称CR，由氯丁二烯聚合制得。具有良 好的综合性能，耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度较大，常温下易结晶变硬，贮存性不好，耐寒性差。
特种型橡胶是合成橡胶的一种，合成橡胶是由人工合成的高弹性聚合物。

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01

2023-01

问：

机械密封反应釜的原理

88

  • 化工产品

最优解答：机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。
　　
　　常用机械密封结构由静止环(静环)1、旋转环(动环)2、弹性元件3、弹簧座4、紧定螺钉5、旋转环辅助密封圈6和静止环辅助密封圈8等元件组成，防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。
　　
　　机械密封中流体可能泄漏的途径有A、B、C、D四个通道。
　　
　　C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封，二者均属静密封。B通道是旋转环与轴之间的密封，当端面摩擦磨损后，它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上仍然是一个相对静密封。因此，这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。静密封元件最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封，有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构。
　　
　　A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格腔制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。
　　
　　机械密封与软填料密封比较，有如下优点：①密封可靠在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100；②使用寿命长在油、水类介质中一般可达1～2年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上；③摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%；

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01

2023-01

问：

乙丙橡胶有哪些改性品种？

88

  • 化工产品

最优解答：三元乙丙和二元乙丙橡胶从20世纪50年代末，60年代初开发成功以来，世界上又出现了多种改性乙丙橡胶和热塑性乙丙橡胶（如EPDM/PE），从而为乙丙橡胶的广泛应用提供了众多的品种和品级。改性乙丙橡胶主要是将乙丙橡胶进行溴化、氯化、磺化、顺酐化、马来酸酐化、有机硅改性、尼龙改性等。乙丙橡胶还有接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。多年来，采用共混、共聚、填充、接枝、增强和分子复合等手段，获得了许多综合性能好的高分子材料。乙丙橡胶通过改性，也在性能方面获得很大的改善，从而扩大了乙丙橡胶应用范围。卓创 溴化乙丙橡胶是在开炼机上以经溴化剂处理而成。溴化后乙丙橡胶可提高其硫化速度和粘合性能，但机械强度下降，因而溴化乙丙橡胶仅适用于作乙丙橡胶与其他橡胶粘合的中介层。 氯化乙丙橡胶是将氯气通过三元乙丙橡胶溶液中而制成。乙丙橡胶氯化后可提高硫化速度以及与不饱和商榷的相容性，耐燃性、耐油性，粘合性能也所改善。 磺化乙丙橡胶是将三元乙丙橡胶溶于溶剂中，经磺化剂胶中和剂处理而成。磺化乙丙橡胶由于具有热塑性弹性体的体质和良好的粘着性能，在胶粘剂、涂覆织物、建筑防水瘦肉、防腐衬里等方面将得到广泛的应用。 丙烯腈接枝的乙丙橡胶以甲苯为溶剂，过氯化苯甲醇为引发剂，在80℃下使丙烯腈接枝于乙丙橡胶。丙烯腈改性乙丙橡胶不但保留了乙丙橡胶耐腐蚀性，而且获得了相当于丁腈-26的耐油性，具有较好的物理机械性能和加工性能。 热塑性乙丙橡胶（EPDM/PP）是以三元乙丙橡胶为主体与聚丙烯进行混炼。同时使乙丙橡胶达到预期交联程度的产物。化不但在性能上仍保留乙丙橡胶所固有的特性，而且还具有显著的热塑性塑料的注射、挤出、吹塑及压延成型的工艺性能。除此之外，改性乙丙橡胶还有氯磺化乙丙商榷、丙烯酸酯接枝乙丙橡胶等。

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01

2023-01

问：

有哪些橡胶添加剂？

88

  • 化工产品

最优解答：橡胶助剂包括硫化剂、促进剂、活性剂、防焦剂、防老剂、补强剂、填充剂、增 塑剂、着色剂、发泡剂和胶乳专用配合剂等。橡胶辅料包括：硫黄、氧化锌、氧化镁、石蜡、浅色固马隆、深色固马隆、硬脂酸、硬脂酸锌、钛白粉、硫磺、轻钙、陶土、硫酸钡、硬脂酸、白油膏、立索尔宝红、抗氧剂2246、发泡剂H。 其中防老剂的性质为： 1.橡胶防老剂 Alba 化学名： 2,5-二特丁基对苯二酚;2,5-二叔丁基对苯二酚；2,5-二叔丁基氢醌；NS-7；英文简 称：DTBHQ 分子式：C14H22O2 分子量：222.2 性 能 ：本品为白色或淡黄色结晶粉末，比重1.09，溶于乙醇、酮、乙酸乙酯和二硫化碳，微溶于苯、汽油，不溶于水。 使用范围： Alba广泛用于合成橡胶、塑料、树脂等工业。适用于天然胶、合成胶和胶乳、聚烯烃和聚甲醛等塑料、树脂和工程塑料改性用的紫外线吸收剂等；各类橡胶、显影材料、树脂、塑料、油类和胶黏剂等。它是一种无毒、无不良气味、无污染的塑料与树脂聚合抑制剂。 Alba作抑制剂，特别是在低气压的环境中作为抗氧剂，Alba使不饱和聚酯在生产和储藏过程中具有良好的稳定性。 用作天然橡胶、合成橡胶及胶乳的抗乳剂，能延缓硫化胶及未硫化胶的氧化及 紫外光老化，是一种不污染橡胶制品、日光照射不变色、无着色性、非污染性的防老剂，耐氧化方面优于通常的防老剂，亦可提高橡胶制品耐热性和耐屈挠龟裂性 。有效加入量为0.1--2%。本品对胶黏剂的防老化效果亦好。亦用于制造浅色橡胶制品、医疗用品、乳制品和胶黏带等。 亦可作为油类和合成树脂的抗氧化剂。在塑料 工业中可作为聚烯烃和聚甲醛的热、光稳定剂。 优点： 能延缓硫化胶的氧化、老化及紫外光老化、不污染产品；可提高橡胶制品的耐热性，耐油性及抗龟裂性；容易分散，对硫化没有影响。特别适用于制造浅色橡胶品、医疗用品、乳胶制品及胶黏带等，Alba是一种广泛应用的有效抑制剂；在聚酯溶剂中有足够的溶解性和化学稳定性；不影响树脂的物化性质；很少的用量就能达到很好的效果。

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01

2023-01

问：

什么是合成橡胶原料？

88

  • 化工产品

最优解答：丁苯橡胶
　　丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯共聚制得的，是产量最大的通用合成橡胶，有乳聚丁苯橡 合成橡胶胶、溶聚丁苯橡胶 和热塑性橡胶（SBS）。

顺丁橡胶
　　是丁二烯经溶液聚合制得的，顺丁橡胶具有特别优异的耐寒性、耐磨性和弹性，还具有较好的耐老化性能。顺丁橡胶绝大部分用于生产轮胎，少部分用于制造耐寒制品、缓冲材料以及胶带、胶鞋等。顺丁橡胶的缺点是抗撕裂性能较差，抗湿滑性能不好。
异戊橡胶
　　异戊橡胶是聚异戊二烯橡胶的简称，采用溶液聚合法生产。异戊橡胶与天然橡胶一样，具有良好的弹性和耐磨性，优良的耐热性和较好的化学稳定性。异戊橡胶生胶（未加工前）强度显著低于天然橡胶，但质量均一性、加工性能等优于天然橡胶。异戊橡胶可以代替天然橡胶制造载重轮胎和越野轮胎还可以用于生产各种橡胶制品。
乙丙橡胶
　　乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原料合成，耐老化、电绝缘性能和耐臭氧性能突出。乙丙 合成橡胶橡胶可大量充油和填充碳黑，制品价格较低，乙丙橡胶化学稳定性好，耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近。乙丙橡胶的用途十分广泛，可以作为轮胎胎侧、胶条和内胎以及汽车的零部件，还可以作电线、电缆包皮及高压、超高压绝缘材料。还可制造胶鞋、卫生用品等浅色制品。

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01

2023-01

问：

α－Al2O能不能溶于氢氟酸？

88

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