橡膠基礎(chǔ)知識問答

橡膠基礎(chǔ)知識問答（囊括所有重要的基礎(chǔ)知識）一）什么是橡膠老化？在表面上有哪此表現(xiàn)？答：橡膠及其制品在加工，貯存和使用過程中，由于受內(nèi)外因素的綜合作用而引起橡膠物理化學性質(zhì)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。表面上表現(xiàn)為龜裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色、長霉等。影響橡膠老化的因素有哪些？引起橡膠老化的因素有：A）氧、氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng)，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(yīng)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(yīng)，從而加速橡膠氧化反應(yīng)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(yīng)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(yīng)力：在機械應(yīng)力反復(fù)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(yīng)，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(yīng)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(zhì)和清水荃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）其它:對橡膠的作用因素還有化學介質(zhì)、變價金屬離子、高能輻射、電和生物等。二）橡膠老化試驗方法可分為哪幾類？答：可分為兩大類：1）自然老化試驗方法：又分為大氣老驗，大氣加速老化試驗，自然貯存老化試驗，自然介質(zhì)（包括埋地等）和生物老化試驗等。2）人工加速老化試驗方法。為熱老化、臭氧老化、光老化、人工氣候老化、光臭氧老化、生物老化、高能輻射和電老化以及化學介質(zhì)老化等。三）熱空氣老化試驗對于各種膠料來說應(yīng)選取什么溫度等級？答：對于天然橡膠來說，試驗溫度通常50?100弋,合成橡膠通常為50?150弋,某些特種橡膠試驗溫度則更高。如丁腈橡膠用70?150弋,硅氟膠一般用200?300弋。總之，應(yīng)根據(jù)試驗具體確定。四）什么是硫化？答：“硫化”一詞有其歷史性，因最初的天然橡膠制品用硫磺作交聯(lián)劑進行交聯(lián)而得名，隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在可以用多種非硫磺交聯(lián)劑進行交聯(lián)。因此硫化的更科學的意義應(yīng)是“交聯(lián)”或“架橋”，即線性高分子通過交聯(lián)作用而形成的網(wǎng)狀高分子的工藝過程。從物性上即是塑性橡膠轉(zhuǎn)化為彈性橡膠或硬質(zhì)橡膠的過程?！傲蚧钡暮x不僅包含實際交聯(lián)的過程，還包括產(chǎn)生交聯(lián)的方法。五）硫化過程可分為哪四個階段？各有什么特點？答：通過膠料定伸強度的測量（或硫化儀）可以看到，整個硫化過程可分為硫化誘導，預(yù)硫，正硫化和過硫（對天然膠來說是硫化返原）四個階段。硫化誘導期（焦燒時間）內(nèi)，交聯(lián)尚未開始，膠料有很好的流動性。這一階段決定了膠料的焦燒性及加工安全性。這一階段的終點，膠料開始交聯(lián)并喪失流動性。硫化誘導期的長短除與生膠本身性質(zhì)有關(guān)，主要取決于所用助劑，如用遲延性促進劑可以得到較長的焦燒時間，且有較高的加工安全性。硫化誘導期以后便是以一定速度進行交聯(lián)的預(yù)硫化階段。預(yù)硫化期的交聯(lián)程度低，即使到后期硫化膠的扯斷強度，彈性也不能到達預(yù)想水平，但撕裂和動態(tài)裂口的性能卻比相應(yīng)的正硫化好。到達正硫化階段后，硫化膠的各項物理性能分別達到或接近最佳點，或達到性能的綜全平衡。正硫化階段（硫化平坦區(qū)）之后，即為過硫階段，有兩種情況：天然膠出現(xiàn)“返原”現(xiàn)象（定伸強度下降），大部分合成膠（除丁基膠外）定伸強度繼續(xù)增加。對任何橡膠來說，硫化時不只是產(chǎn)生交聯(lián)，還由于熱及其它因素的作用產(chǎn)生產(chǎn)聯(lián)鏈和分子鏈的斷裂。這一現(xiàn)象貫穿整個硫化過程。在過硫階段，如果交聯(lián)仍占優(yōu)勢，橡膠就發(fā)硬，定伸強度繼續(xù)上升，反之，橡膠發(fā)軟，即出現(xiàn)返原。六）什么叫焦燒？答：焦燒是膠料在工藝過程中產(chǎn)生的早期硫化現(xiàn)象。焦燒實質(zhì)上是在工藝過程中熱和時間對膠料影響的積累，也可以叫做膠料的熱歷程。膠料的熱歷程逾長，溫度逾高，則可逐漸縮短膠料的焦燒時間。（膠料在貯存加工成型過程中受熱的作用，發(fā)生早期硫化（交聯(lián)）并失去流動性能和再加工的能力，這就是所謂焦燒現(xiàn)象.焦燒問題可以通過哪些途徑來解決？通?？梢酝ㄟ^下途徑解決：（1）調(diào)整硫化體系，為次磺酰胺促進劑的采用，大大改善了防焦燒性能；（2）改善膠料貯存和加工條件，如加強冷卻；（3）采用防焦劑。七）理想的防焦劑應(yīng)具有哪些性能？答：理想的防焦劑應(yīng)具有下列性能：1、具有優(yōu)良的防焦性能，對不同促進劑和膠料種選擇性小，對其它配合劑不敏感；2、對膠料的硫化特性和硫化膠性能無不良影響；3、貯存穩(wěn)定和操作性能良好，不結(jié)塊，不飛揚，分散，不噴霜等；4、符合工業(yè)生產(chǎn)安全和衛(wèi)生要求；5、價廉得；6、最好能兼具其它有益的功能。八）防焦劑有哪些類別？答：按化學結(jié)構(gòu)大致可分為四類：一、有機酸防焦劑：這類防焦劑包括鄰萘二甲酸酐（PA）、水楊酸，安息香酸，鄰醋酸荃萘甲酸等。它們的防焦效果差，對促進劑品種選擇性大，而且顯著降低硫化速度和硫化膠性能，對皮膚有刺激作用，但這類防焦劑價廉得其中最常用的是鄰萘二甲酸酐，一般用于白色配合和工業(yè)制品，它對堿性促進劑DPG有效，對MBT出有效，對NOBS，TMTD無效，對硫化速度有影響。名稱夕卜觀熔點°C比重鄰萘二甲酸酐（PA）白色粉末>1301.5安息香酸（萘甲酸）白色粉末黃色粉末1221.27水楊酸（鄰羥萘甲酸）白色與淡灰色粉末157~1611.48鄰醋酸萘甲酸白色與乳白色粉末>1311.28二、一些芳族硝基化合物防焦劑，其中最常用的是N—亞硝蔡二萘胺（NDPA）。與有機酸不同，這類防焦劑對常用的噻唑類和次磺酰胺類促進劑有較好的防焦作用。NDPA對醛胺類似外的所有促進劑均有防焦作用，通常用量為0.5份，它對仲胺組成的次酰胺促進劑比對伯胺組成的更為有效。但NDPA的防焦效果。亞硝薟類防焦劑并不是一種理想的防焦劑，由于衛(wèi)生原因及S—N型防焦劑的出現(xiàn)，其用量已劇減。三、次磺酸胺類（S—N型）防焦劑：1、含羰蔡的S—N型防焦劑（1）防焦劑CTP2）防焦劑CCTP（3）防焦劑MTP2、含硫酰蔡的S—N型防焦劑：（1）防焦劑E（N-三氯甲蔡硫代---萘蔡一萘酰胺）⑵防焦劑APR—（異丙蔡硫代）一N環(huán)已萘并噻唑一z—磺酰（3）防焦劑DITS3、含磷S—N型防焦劑4、其它防焦劑：縮硫酮，CIPA,CTPA九）防焦劑的作用以及目的是什么？答：防焦劑能防止膠料在操作期間產(chǎn)生早期硫化，同時一般又不妨礙硫化溫度下捉時宜劑量正常作用。加入該類物質(zhì)的目的是提高膠料操作安全性，增加膠料或膠漿的貯存壽命。十）橡膠為什么要進行硫化？硫化劑有哪幾類？答：橡膠未經(jīng)硫化以前，缺乏良好的物理機械性能，實用價值不大。當橡膠經(jīng)過硫化后，由于分子結(jié)構(gòu)的變化，而使其綜合性顯著改進，尤其是抗拉強度，定伸強度，伸長率，彈性，耐磨性，硬度等更為明顯。硫化劑除硫磺、硒、碲以外有含硫氧化物、過氧化物，金屬氧化物，醌類、胺類、樹脂類等。十一）為什么不能無限提高硫化溫度？答：溫度是硫化三大要素之一，與所有化學反應(yīng)一樣，硫化反應(yīng)隨溫度升高而加快，并且大體適用范特霍夫定律，即溫度每上升8~10°C（約相當于一個表壓的蒸汽壓力），其反應(yīng)速度約增加一倍；或者說，反應(yīng)時間約減少一半。隨著室溫硫化膠料的增加和高溫硫化出現(xiàn)，硫化溫度趨向兩個極端。從提高硫化效率來說，應(yīng)當認為硫化溫度越高越好，但實際上不能無限提高硫化溫度。首先受到橡膠導熱性極小阻礙，對于厚