橡膠工藝學試題庫

1、橡膠工藝學試題庫一、填空題1. 生膠即尚未被交聯(lián)的橡膠，由線形大分子或者帶支鏈的線性大分子構成。2. 生膠隨溫度的變化有三態(tài)，即玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。3. 橡膠按來源與用途可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。4. 合成橡膠分為通用合成橡膠和特種合成橡膠兩大類。5. 天然橡膠大分子鏈結構單元是異戊二烯。6. 產量最大的一種合成橡膠是丁苯橡膠，其結構單元是苯乙烯和丁二烯。7. 生產合成橡膠常用的聚合方法是溶液聚合或乳液聚合。8. 二元乙丙橡膠是完全飽和的橡膠，只能用過氧化物交聯(lián)；三元乙丙橡膠主鏈完全飽和，但含有一定不飽和的側鏈。9. 硫化是指橡膠的線型大分子鏈通過化學交聯(lián)而構成三維網狀結構的化學變化

2、過程。10. 橡膠硫化體系的三個部分是硫化劑、活化劑、促進劑。11. 橡膠硫化的歷程可分為四個階段：焦燒階段、熱硫化階段、平坦硫化階段、過硫化階段。12. 促進劑可以降低硫化溫度、縮短硫化時間、減少硫磺用量，又能改善硫化膠的物理性能。13. 橡膠中常用的填料按作用可分為補強劑和填充劑兩大類。最主要的補強劑是炭黑。14. 炭黑按制造方法可分為爐法炭黑、槽法炭黑、熱裂解炭黑、新工藝炭黑。15. 白炭黑的化學成分是二氧化硅，可分為氣相法和沉淀法兩大類，其補強效果次于炭黑。16. 橡膠發(fā)生老化的主要因素有熱氧老化、光氧老化、臭氧老化和疲勞老化。17. 橡膠的增塑實際上就是增塑劑低分子與橡膠高分子聚合物

3、形成分子分散的溶液，增塑劑可看作是橡膠的稀釋劑。18. 橡膠中常用的增塑劑有石油系增塑劑、煤焦油系增塑劑、松焦油系增塑劑、脂肪油系增塑劑、合成增塑劑。19. 橡膠共混物的形態(tài)結構可分為均相結構、單相連續(xù)結構、兩相聯(lián)系結構。20. 橡膠的配方設計就是根據(jù)產品的性能要求和工藝條件，合理地選用原材料，制訂各種原材料用量和配比關系。21. 橡膠工業(yè)中常用的混煉方法分為兩種：間歇式混煉和連續(xù)式混煉。22. 硫化可分為室溫硫化和熱硫化；后者分為直接硫化和間接硫化。二、名詞解釋1. 塑煉：通過機械力、熱、氧或加入某些化學物質等方式，使橡膠由強韌的高彈態(tài)轉變?yōu)槿彳浀乃苄詰B(tài)的過程。2. 混煉：通過適當?shù)募庸⑴?/p>

4、合劑與生膠均勻混合在一起，制成質量均一的混合物，完成這一加工操作的工藝過程稱為混煉。4. 壓出：是使膠料通過擠出機機筒壁和螺桿間的作用，連續(xù)地制成各種不同形狀半成品的工藝過程。5. 正硫化：在工業(yè)上又稱為最宜硫化，是橡膠制品性能達到最佳值時的硫化狀態(tài)。三、簡答題1.什么是液體橡膠？與普通橡膠相比有什么優(yōu)缺點？（15分）指室溫下為粘稠狀可流動的液體，經適當?shù)幕瘜W反應后可形成三維網狀結構，成為具有與普通橡膠類似性能的材料。優(yōu)點：易于實現(xiàn)機械化、自動化、連續(xù)化生產，不需用溶劑、水等分散介質便看實現(xiàn)液體狀態(tài)下的加工。缺點：擴鏈后的強度及耐撓曲性不如固體橡膠，加工需另建系統(tǒng)，現(xiàn)有設備不適用，材料成本高。

5、2. 橡膠硫化后結構和性能發(fā)生那些顯著變化（試指出至少五方面）？（15分）線型結構轉變?yōu)轶w型結構；加熱不再流動；不再溶于良溶劑中；模量和硬度提高；力學性能提高；耐老化性能和化學穩(wěn)定性提高。3. 什么是焦燒？防止焦燒的最直接措施是什么？（15分）橡膠在加工過程中要經過塑煉、混煉、壓延等工序，經受各種溫度下不同時間熱的作用。在加工工序或膠料停放過程中，可能出現(xiàn)早期硫化現(xiàn)象，即膠料塑性下降、彈性增加、無法進行加工的現(xiàn)象，稱為焦燒。防止焦燒的最直接措施是在配方中加入防焦劑。4. 試以大分子鏈滑動學說說明炭黑的補強機理（15分）。橡膠大分子能在炭黑表面上滑動，從而消除掉外來的一部分能量。炭黑粒子表面的活

6、性不同，有少數(shù)強的活性點以及一系列能量不同的吸附點。吸附在炭黑表面上的橡膠鏈可以有各種不同的結合能量，有多數(shù)弱的范德華力的吸附以及少量強的化學吸附。吸附的橡膠鏈段在應力作用下會滑動伸長，發(fā)生形變，使外力對其做功，能量分散、消耗，而橡膠高分子長鏈不會發(fā)生斷裂，相當于強度增加。5. 什么是橡膠的老化？老化過程中期分子結構發(fā)生了哪些變化？（15分）橡膠或橡膠制品在加工、貯存和使用的過程中，由于受內、外因素的綜合作用（如熱、氧、臭氧、金屬離子、電離輻射、光、機械力等）使性能逐漸下降，以至于最后喪失使用價值，這種現(xiàn)象稱為橡膠的老化。分子鏈降解、分子鏈之間交聯(lián)、主鏈或側鏈發(fā)生改性。6.舉例說明橡膠老化的防

7、護方法： 物理防護法：盡量避免橡膠與老化因素相互作用的方法。如：在橡膠中加入石蠟，橡塑共混，電鍍，涂上涂料等?；瘜W防護法：通過化學反應延緩橡膠老化反應繼續(xù)進行。如：加入化學防老劑。7. 什么是橡膠的熱氧老化？影響熱氧老化的外部因素主要有哪些？并作定性說明。生膠或橡膠制品在熱和氧兩種因素的共同作用下發(fā)生的老化成為熱氧老化。溫度：越高則老化越快；氧的濃度：在一定范圍內隨氧濃度的升高而變化，超過一定濃度后無關。金屬離子：少量變價金屬離子的存在會大大加速熱氧老化。8. 常用熱氧老化防老劑的作用機理是什么（舉三類分別說明）。鏈終止型防老劑：其作用主要是與鏈增長自由基R·或RO2·反應

8、，以終止鏈增長過程來減緩氧化反應。破壞氫化過氧化物性防老劑：機理是破壞氫過氧化物，使它們不生成活性游離基，延緩自動催化的引發(fā)過程，一般不單獨使用，而是與酚類等抗氧劑并用，稱為輔助防老劑。金屬離子鈍化劑：主要是酰胺類、醛胺縮合物等，他們能與酚類和胺類防老劑有效地并用。主要是銅抑制劑和鐵抑制劑，可有效降低金屬離子的濃度。9.什么是橡膠的疲勞老化？其老化機理目前主要有哪兩種？其要點是什么？ 指在多次變形條件下，使橡膠大分子發(fā)生斷裂或者氧化，結果使橡膠的物性及其他性能變差，最后完全喪失使用價值，這種現(xiàn)象稱為疲勞老化。老化機理主要有機械破壞理論：認為橡膠的疲勞老化是有所施加到橡膠上的機械應力使其結構及性

9、能產生變化，以至最后喪失使用價值。在該過程中的化學反應只是影響疲勞過程的一個因素。力化學理論：認為橡膠的老化過程是在里的作用下的一個化學反應過程，主要是在力作用下的活化氧化過程。10. 相容性如何影響橡膠共混物的形態(tài)結構？熱力學相容性是聚合物之間均勻混合的主要推動力。兩種聚合物的相容性越好就越容易相互擴散而達到均勻的混合，過渡區(qū)也就寬廣，相界面越模糊，相疇越小，兩相之間的結合力也越大。 有兩種極端情況：一是兩種聚合物完全不相容，兩種聚合物鏈段之間相互擴散的傾向極小，相界面很明顯，其結果是混合較差，相之間結合力很弱，共混物性能不好。第二種極端情況是兩種聚合物完全相容或相容性極好，這時兩種聚合物可

10、相互完全溶解而成為均相體系或相疇極小的微分散體系。這兩種極端情況都不利于共混改性。一般而言，我們所需要的是兩種聚合物有適中的相容性，從而制得相疇大小適宜、相之間結合力較強的復相結構的共混產物。11橡膠配方設計有什么原則？總的目的是優(yōu)質高產，物美價廉。使產品性能滿足使用的要求或給定的指標；在保證滿足使用性能或給定的指標的情況下，盡量節(jié)約原材料和降低成本；或者在不提高產品成本的情況下提高產品的質量；要使膠料適合于混煉、壓延、擠出、硫化等工藝操作以及有利于提高設備的利用率；要考慮產品各部位不同膠料的整體配合，使各部件膠料在硫化速度和硫化膠性能上達到協(xié)調；在保證質量的前提下，應盡可能地簡化配方。12.

11、 影響塑煉的因素有哪些？試對其作定性說明。1.機械力：越大則塑煉越快；2.氧：加速塑煉；3.溫度：越高則越快；4.化學塑解劑：大大加速塑煉；5.靜電與臭氧：加速。13 混煉操作開始前，需進行哪些準備工作？各種原材料與配合劑的質量檢驗：配合劑的檢驗包括純度、粒度及其分布、機械雜質、灰分及揮發(fā)分、酸堿度等；生膠的檢驗包括化學成分、門尼粘度、物理機械性能。對某些配合劑盡心補充加工：固體配合劑的粉碎、干燥和篩選；低熔點固體配合劑的融化和過濾；液體配合劑的加溫和過濾；粉狀配合劑的干燥和篩選。油膏與母煉膠的制造：為防止粉狀物料的分散、損失及環(huán)境污染，有時候將某些配合劑、促進劑等事先以較大比例與液體軟化劑混合制成膏狀使用；而母煉膠是某些配合劑與生膠單獨混合制成的物料。稱量配合操作：即按配方規(guī)定的原材料品種和用量比例，以適當?shù)暮馄鬟M行稱量搭配。14 什么是壓延效應？其原因是什么？壓延效應是指壓延后的膠片在平行和垂直于壓延方向上出現(xiàn)性能各向異性的現(xiàn)象。原因：橡膠大分子鏈的拉伸取向；形狀不對稱的配合劑粒子沿壓延方向的取向。15 減少壓延效應的措施有哪些？ 配方設計：盡量不用幾何形狀不對稱的配合劑。壓延工藝方面：適當提高壓延機輥筒表面的溫度；提高壓延半成品的停放溫度；降低壓延速度；適當增加膠料的可塑度；將熱煉后的膠料調轉90º向壓延機