橡膠的基礎(chǔ)初級篇

橡膠的基礎(chǔ)初級篇第1頁/共86頁１ 橡膠是？ ２ 橡膠的歷史

３ 關(guān)于橡膠的用途４ 對橡膠的性能要求５ 橡膠的分類

６ 橡膠的加工方法?密煉工程?加硫工程?金具處理?接著工程

７ 關(guān)于防震橡膠８ 關(guān)于管子９ 今后橡膠的發(fā)展方向目次第2頁/共86頁橡膠是？第3頁/共86頁（橡膠的種類）

橡膠有生橡膠(原料橡膠)和彈性橡膠(加硫橡膠)2種、通常看到的橡膠、是加硫過的產(chǎn)品，有彈性。（橡膠分子的塑性變形和彈性變形）

所謂塑性變形是指拉伸后不能返回到原來形狀的變形、彈性變形是指停止拉伸后馬上返回到原來的形狀的變形。橡膠？第4頁/共86頁橡膠是什么？因為橡膠的復(fù)雜性，所以學(xué)術(shù)上沒有明確對其定義、從而一直使用著ＪＩＳ(日本工業(yè)規(guī)格)的定義、ASTM(美本工業(yè)規(guī)格)的定義、日本海關(guān)的定義等。(1)JIS

(JapaneseIndustrialStandard)的定義

持有以下性質(zhì)或能給與以下性質(zhì)的高分子物質(zhì)。

(a)在室溫下用很小的應(yīng)力就可引起相當大的變形，而這個變形又能快速的恢復(fù)到基本與原先形狀相同。

(b)通過加熱及一定的壓力，不能使永久的形狀再次成形。第5頁/共86頁(2)ASTM

(AmericanSocietyforTestingandMaterials)

的定義

能從很大變形急速且強有力的恢復(fù)到原樣、還有在沸騰了的溶劑、例如苯、丁酮、還有乙醇甲苯共沸混合物中是否能改質(zhì)變?yōu)楸举|(zhì)不溶狀態(tài)（有膨脹）還有已經(jīng)變?yōu)槟菢訝顟B(tài)的物質(zhì)。被改質(zhì)了狀態(tài)的橡膠，在沒有稀釋液時、在室溫

(18～19℃)中、拉伸到原來長度的2倍、保持1分鐘后放開，能在1分鐘內(nèi)收縮到原來長度的1.5倍以下。

橡膠是什么？第6頁/共86頁應(yīng)力只是分子間的熱力學(xué)的結(jié)合

(氫結(jié)合、ファン?デル?ワールス力)，結(jié)合力很弱、來自外部的應(yīng)力變得很大了的話會在分子間引起偏離，導(dǎo)致永久變形。為了防止發(fā)生此類事情，可以通過加硫、添加強劑來產(chǎn)生效果。假設(shè)分子量為1萬則n=147

n自由旋轉(zhuǎn)天然橡膠???單體分子量68一旦施加應(yīng)力分子鎖拉伸?！鹉z拉伸橡膠為何能拉伸呢？第7頁/共86頁橡膠的歷史第8頁/共86頁作為汽車用橡膠的歷史哥倫布在第二次航海中，登上波多黎各

、牙買加、看到當?shù)氐挠〉诎踩嗽谑褂煤谏某林氐那虍斖婢?，非常的驚嘆。就是現(xiàn)代人所說的橡膠。英國人的防水膠布、用溶解在乙醚中的橡膠涂著在布上制成雨衣。然而、因為天然橡膠只能在亞馬遜流域得到、所以被稱為高價的”黑色黃金”。隨著產(chǎn)業(yè)革命的進展、英國、美國、法國、德國等相續(xù)開通了鐵路。車輛用的緩沖器、震動吸收器都使用上了橡膠。1832年左右開始、美國的康涅狄格州出生的查爾斯·固特異，偶然發(fā)現(xiàn)了硫化法。英國的漢考克看穿硫化橡膠的本質(zhì)為橡膠和硫磺化學(xué)結(jié)合的物產(chǎn)的事。開發(fā)種種的硫化法，近代的橡膠工業(yè)開始了。戴姆勒和奔馳把汽油機械連接起來，發(fā)明了自動車。愛爾蘭出生的獸醫(yī)，約翰·void·鄧祿普設(shè)計空氣輪胎，使用在3輪車上。英國モート等人發(fā)明了炭黑作為增強劑，使橡膠的強度有了飛躍的增強。依靠美國人オーエンスレーガー發(fā)現(xiàn)了加硫促進劑、使得硫磺的添加的量、加硫的時間、加硫的溫度等有了大幅的縮減。隨著福特公司(美國)推出T型轎車、依靠大批量的生產(chǎn)，從而降低了成本，使得低價的汽車變得大眾化，也為以輪胎為中心的橡膠工業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。1493年～1496年15世紀～16世紀1830～18401839年1843年1885年頃1887年1904年1905年1908年第9頁/共86頁1830年～1870年～1876年1877年1880年～1940年頃1945年～天然橡膠（NR）的消費量急劇增加、不過野生橡膠唯獨南美的亞馬遜流域有。所以工業(yè)（英國?美國?德國）各國都很眼紅，試圖獲取。

※橡膠樹零散的分布于寬廣的熱帶雨林中（１英里1棵）、走在熱帶雨林中難得能發(fā)現(xiàn)橡膠樹，一旦發(fā)現(xiàn)就從它的樹干中取樹汁。為此、據(jù)說幾萬印第安人和奴隸為了橡膠而死于瘧疾與毒蛇等。英國計劃把野生的NR移植到英國進行圈地栽培，首先迫使巴西廢除奴隸制度。H.ウィッカム俗稱へベア?ブラジリエンス「とうだい科?へベア屬?半落葉族」，被帶回了7萬粒種子，約2800粒發(fā)芽成功。英國把苗木移植到斯里蘭卡的植物園，并在東南亞各國制作農(nóng)場，這些成長為馬來半島等地橡膠栽培的母體。

※這個就是現(xiàn)在的NR基本就hebea樹一個種類的理由。

荷蘭也對NR進行了移植?栽培，但以失敗告終。英國獨自占有NR，直到第2次世界大戰(zhàn)日本軍占領(lǐng)東南亞。第2次世界大戰(zhàn)后，hebea樹被品種改良，通過植樹造林，科學(xué)的管理，栽培效率等被明顯提高，現(xiàn)在馬來西亞，印度尼西亞，泰國，中國，越南等也變得能栽培了。天然橡膠的歷史第10頁/共86頁1860年1879年～1913年1914年1933年1934年1942年C.威廉姆斯對NR進行干餾，分離出液態(tài)異戊二烯（IR），從而發(fā)現(xiàn)NR的結(jié)構(gòu)單元。

異戊二烯，2,3-二甲基丁二烯，1,3-丁二烯在聚合上獲得成功，制作通用合成橡膠的研究大體上被確立了。

※合成橡膠的工業(yè)化是以沒有NR的生產(chǎn)基地，為得到生橡膠而苦思焦慮的美國和德國成為了中心展開。德國因為第一次世界大戰(zhàn)，開始計劃年產(chǎn)8000噸2,3二甲基丁二烯，結(jié)果生產(chǎn)到2300噸時戰(zhàn)爭結(jié)束了。德國的IG(イー?ゲー)公司、用鈉觸媒制成最初的SBR(丁鈉橡膠s)

、此后的制造方法變成了乳化聚合。同樣是德國的IG(イー?ゲー)公司、成功開發(fā)了丁鈉橡膠N。因為馬來半島被日軍占領(lǐng)，所以美國不能再從英國那里進口NR，而從德國那得到丁鈉系列橡膠也很困難，所以羅斯福總統(tǒng)制定總統(tǒng)令，把合成橡膠的制造當作國家管理來推進。結(jié)果美國也成功了，1945年達到82萬噸的生產(chǎn)量。合成橡膠的歷史（軍需用）第11頁/共86頁1924年1931年1940年1944年1945年1952年1954年1959年1967年美國J.C.Patrick從二氯化乙烯和多硫化鈉中得到耐油的橡膠狀物質(zhì)，這種命名為聚硫橡膠的東西是最初的特殊橡膠。作為尼龍的發(fā)明者，杜邦公司的W.H.karozasu，由乙炔合成氯丁二烯單體，并再進行聚合便制作了氯丁二烯橡膠(CR)。C.H.Fisher開發(fā)了丙烯橡膠(ACM)，后被古德里奇公司工業(yè)化了。美國標準油公司通過低溫聚合成功制成了異丁橡膠(IIR)。德國的0.拜耳開發(fā)了聚氨酯橡膠。通用(GE)公司的L.G.roko通過金屬硅素和アルキルクロリド的直接法，發(fā)明了硅橡膠。由杜邦公司發(fā)明了氯磺化聚乙烯(CSM)的海帕倫。美國的杜邦公司和スリーエム(3M)制造了氟素橡膠意大利的montekachini公司、通過釩系列的齊格勒觸媒，成功制造出由乙烯丙烯二烯聚合而成的EPDM。美國hakyuresu·粉末公司開發(fā)了氯醇橡膠。合成橡膠的歷史（特殊橡膠）第12頁/共86頁橡膠制品的

性能要求第13頁/共86頁在各個領(lǐng)域使用的橡膠制品的例子橡膠的種類自動車?車輛航空?宇宙?原子力工業(yè)用品信息?通信生物?醫(yī)療運動通用橡膠NR,BR,IR,SBR輪胎,防振橡膠,鐵道墊等輪胎輻射屏蔽防振橡膠膠管皮帶電線衛(wèi)生用品手套高爾夫球足球特殊橡膠(1)NBR,ACM,Q，F(xiàn)KM膠管，襯墊

，密封件膠管皮帶卷光纖抗血栓材料人造皮草各種地板特殊橡膠(2)EPDM，CR，IIR，CSM，U防振橡膠，膠管，緩沖器，輪胎軟管輪胎皮帶卷電線抗血栓材料跑道功能橡膠接著劑導(dǎo)電性橡膠乳膠涂料粉刷紙水中呼吸器新形態(tài)橡膠緩沖器長筒靴吸音材內(nèi)部裝飾

機器人防寒衣球拍握柄第14頁/共86頁使用商品群膠管?軟管類發(fā)動機懸置類接管嘴類

懸掛系列銷套類第15頁/共86頁橡膠的性能要求【發(fā)動機懸置類】機器的強度，耐熱性動態(tài)特性，耐臭氧性低溫性，接著性耐久性【懸掛銷套類】機器的強度，耐磨性動態(tài)特性，耐臭氧性低溫性，接著性，耐久性熱?低溫臭氧振動鹽【膠管?軟管類】機器的強度，耐熱性耐液性，耐臭氧性，低溫性，耐久性第16頁/共86頁橡膠的種類第17頁/共86頁聚合物的種類（１）第18頁/共86頁聚合物的種類（２）第19頁/共86頁普通橡膠?特殊橡膠的大致區(qū)別在于（機能、用途方面）。聚合物的定位第20頁/共86頁橡膠的分類第21頁/共86頁代表橡膠分類一覽(1)第22頁/共86頁代表橡膠分類一覽(2)第23頁/共86頁粒徑(碘吸著量)和結(jié)構(gòu)(DBP吸油量)上的大致區(qū)別。碳黑的種類第24頁/共86頁橡膠材料評價解析工具（１）第25頁/共86頁ゴム材料評価解析ツール（２）第26頁/共86頁第27頁/共86頁橡膠的

加工方法第28頁/共86頁原料橡膠（聚合物）產(chǎn)品增強劑?填充劑?防老化劑等加硫劑加硫促進劑處理工程混煉膠A煉工程B煉工程社外工程加硫橡膠母煉膠金具加硫工程后工程社內(nèi)工程加工工序（全體）第29頁/共86頁加工方法

（煉膠工程）第30頁/共86頁橡膠的混煉機（班伯里混煉機）主要A煉（聚合物、碳黑等與增強劑進行混煉）使用密密閉式混煉機藥品投入口轉(zhuǎn)子第31頁/共86頁橡膠的混煉機（捏合混煉機）A煉?B煉（聚合物、碳黑等與增強劑＋加硫劑進行混煉）使用密閉式混煉機。同班伯里混煉機比較，混煉橡膠時，發(fā)熱低、混煉時間長。第32頁/共86頁橡膠的混煉機（敞開式軋輥機）主要使用在B煉（軋輥煉膠）、加入加硫劑進行混煉?；鞜挄r橡膠的發(fā)熱低、煉膠時間比上述的機器還要長。第33頁/共86頁加工方法

（加硫工程）第34頁/共86頁原料橡膠（聚合物）產(chǎn)品增強劑?填充劑?防老化劑等加硫劑加硫促進劑處理工程混煉膠A煉工程B煉工程社外工程加硫橡膠母煉膠金具加硫工程后工程社內(nèi)工程加硫工程加工工序（全體）第35頁/共86頁ＪＩＳ中加硫的定義通過改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)、使橡膠附有彈性、并改良了其回復(fù)性。還有，在不同的溫度領(lǐng)域中，彈性的狀態(tài)也將隨之改變的一個工序。根據(jù)情況的不同，直到硬質(zhì)化為止。在原料橡膠中添加硫磺等加硫劑、如果不加也可以通過加熱等其他適當?shù)奶幚?，使橡膠的分子間堅固的結(jié)合，從而減輕了不同的溫度范圍內(nèi)的塑性流動并增加彈性和拉伸強度，并且還降低在溶劑中的膨脹率變化。加硫？第36頁/共86頁用分子水平模式來考慮的話，生橡膠的分子正像很多柔軟橡膠絲排列而成，作為整體形成自然蜷曲的形式。

硫磺的量是橡膠100部相對有0-5部左右，所以彈性體中結(jié)合部分（架橋點）的地方變得非常少。SXSSS多硫化合物架橋

二流化合物架橋

單硫化合物架橋

非硫磺架橋（C―C)（C＝C) 橡膠的耐熱性變高橡膠的架橋形態(tài)第37頁/共86頁未加硫橡膠測定機（流變儀）在所定溫度下，通過印模的振動抵抗的抵抗變化來測定未加硫橡膠的粘度、加硫度的裝置。第38頁/共86頁ＭH(Kg-cm)扭矩ＭL(Kg-cm)時間(分)100%90%10%t10

t90隨著時間的推移硫化進展中扭矩（彈性）值上升。ＭＨ達到平衡的時點為最適合的加硫時間。橡膠的加硫特性第39頁/共86頁加硫機（傳輸（壓）成形機）在壺中對混煉質(zhì)料（橡膠）進行預(yù)熱后通過橡膠活塞注入橡膠。

通過熱板的熱進行加硫。主要被使用在防振橡膠模具的產(chǎn)品的加硫上使用?；钊＞叩?0頁/共86頁加硫機（注射射出成形機）軸向式的螺旋槳把混煉質(zhì)料（橡膠）可塑化后注入橡膠。通過熱板的熱進行加硫。主要被使用在防振橡膠模具的產(chǎn)品的加硫上使用。與壓加硫比較，橡膠射出時橡膠發(fā)熱高、加硫時間短。螺旋槳模具第41頁/共86頁加硫機（罐（蒸氣鍋）加硫）主要被用于軟管?膠管的硫化、加壓水蒸氣成為熱媒體，進行硫化。第42頁/共86頁主要被用于軟管?膠管的連續(xù)硫化。高頻（UHF）＋熱空氣成為熱媒體，進行硫化。蒸氣加硫工法：常圧加硫工法冷卻押出滾鍋蒸氣鍋加硫(25min)切押出ＵＨＦHAV熱風(fēng)爐加硫(6min)冷卻切加硫機（連續(xù)狀圧加硫）第43頁/共86頁橡膠硬度表測量硫化橡膠的橡膠硬度(彈性率)?？紤]到其的簡便性，所以必須作為評價項目之一被列舉在上面試驗規(guī)格①：JISK6253-5②：JISK6301①②第44頁/共86頁橡膠的加工方法

（金具處理接著）第45頁/共86頁原料橡膠（聚合物）產(chǎn)品增強劑?填充劑?防老化劑等加硫劑加硫促進劑處理工程混煉膠A煉工程B煉工程社外工程加硫橡膠母煉膠金具后工程社內(nèi)工程加硫工程橡膠加工工序（全體）第46頁/共86頁金具（鐵?鋁）化成皮膜層接著剤（プライマー）層接著劑（カバーコート）層橡膠接著劑（防銹用涂料）層涂裝層?????#225X,#252HT????OSN-2?????#205，????P6-1金具－橡膠的界面第47頁/共86頁金具處理（噴砂工程）工程目的素材金具受入檢查鋁,鐵,樹脂,不銹鋼↓噴砂

除去酸化皮膜/面粗糙化

????????,?????????etc脫脂

除去油份

堿脫脂↓水洗

除去脫脂劑↓表面調(diào)整

化成處理前的表面安定化（飾邊）↓

接著前處理是為了形成安定的皮膜鐵：磷酸亞鉛

使接著處于安定性。

(鈣)皮膜

還有、接著的抗腐蝕性也會提高。鋁：磷酸鹽皮膜↓水洗

除去酸性成分↓開水洗

除去水分防止生銹（干燥時間縮短）↓干燥除去水分防止生銹化成處理第48頁/共86頁金具（鐵?鋁）化成皮膜層接著剤（プライマー）層接著劑（カバーコート）層橡膠接著劑（防銹用涂料）層涂裝層金具－橡膠的界面第49頁/共86頁工程目的素材防銹用涂料涂布

確保與被著體接著性。

樹脂系列

(#205等)↓干燥

溶劑干燥↓???????涂布

確保與橡膠的接著性。

鹽化橡膠系列

(#225X,#252HT)↓加硫接著

通過加熱促使橡膠/接著劑

進行化學(xué)反應(yīng)，使橡膠/被著體

強有力的接著在一起?！垦b

通過在金屬表面涂層薄膜醇酸樹脂

從而可以防止來自環(huán)境變+合成樹脂

化帶來的侵蝕。

丙烯變性樹脂接著劑涂布?涂裝工程第50頁/共86頁關(guān)于防振橡膠（素材）

第51頁/共86頁防振橡膠聚合物的定位防振特性被重視，耐熱性要求在max１２０℃左右第52頁/共86頁彈簧振動フォークトモデル橡膠的2大性質(zhì)(兼具彈力和減震2個性質(zhì))緩沖筒?減震器架橋橡膠的粘性彈性力學(xué)模型第53頁/共86頁防振橡膠耐久性的變遷開發(fā)年份耐久性水平１９８０年１９９０年２０００年高耐久材標準材料高耐久材發(fā)動機輸出提高輕量化?小型化確保壽命第54頁/共86頁防振橡膠材料的變遷耐熱性能疲勞性能動的性能低動倍高減衰標準超低動倍低動倍耐熱超超耐熱車輛要求性能防振橡膠的材料１９８０１９９０２０００輕量化追求舒適性發(fā)動機的高輸出力化ＮＶＨ的提高標準高耐久標準超耐熱第55頁/共86頁防振橡膠材料減衰和動倍率的關(guān)系1996年超耐熱STD材↑1986年耐熱STD材↑1984年STD材1988年高減衰材２０００年低動倍高減衰材動倍率（Kd/Kｓ)減衰(ｔａｎδ)200X年超耐熱EPDM材↑1997年超耐熱低動倍材↑1990年耐熱低動倍材↑1986年低動倍材1995年超低動倍材↓1998年耐熱超低動倍材→200X年超耐熱超低動倍材２００X年低動倍高減衰材不良

振動（乘車感覺）良良

車內(nèi)噪音

不良第56頁/共86頁耐熱性動倍率耐熱超低動倍材（SLH/SLR）46～65Hs超低動倍材（SLD）45～75Hs耐熱低動倍材（LNH）40～65Hs超耐熱低動倍材（LNHR）45～65Hs超耐熱中間材(NHR)45～65Hs耐熱STD材（NH）51～65Hs140℃120℃100℃80℃1.21.51.8EPDM材

(過酸化物過架橋)ST耐磨耗材（BN）45～75Hs耐久改良STD耐磨耗材(FCC材)超耐熱超低動倍材（開發(fā)中）低動倍EPDM材（開發(fā)中)EPDM材

(硫黃加硫)耐熱超超低動倍（開發(fā)中）防振橡膠材料系列一覽STD材（N）40～75Hs絕緣STD材(ZN)52～66Hs低動倍材（LDN）45～73Hs低動倍耐磨耗材(LNX)耐久改良ＨD材(FCC-10材)第57頁/共86頁橡膠材料技術(shù)接著劑技術(shù)低動倍EPDM防振材非接著技術(shù)開發(fā)（D開發(fā)）高耐熱ＮＲ系列橡膠耐熱超超低動倍材高硬度低動倍高減材高疲勞性防振橡膠材水溶性接著劑脫鹽素水溶性接著劑檢討適用檢討量產(chǎn)防振橡膠材料的今后的進化（１）第58頁/共86頁環(huán)境對應(yīng)技術(shù)考慮到環(huán)境對應(yīng)，謀求防振橡膠材料技術(shù)上的進步化成處理技術(shù)脫鉛接著劑鋁/鐵同時處理技術(shù)脫六價鉻表面處理脫鉛電著涂裝亞硝胺對應(yīng)橡膠再生技術(shù)脫鎳化成處理脫化成理技術(shù)防振橡膠材料的今后的進化（2）第59頁/共86頁關(guān)于發(fā)動機支架第60頁/共86頁發(fā)電機支架的機能１）

發(fā)動機的支持２）發(fā)動機的變位規(guī)制３）發(fā)動機的振動截斷第61頁/共86頁ENGMT配置MISSMT

(AT)buroqku

MTRRECM(AT)液封MT現(xiàn)行一致（ＡＴ車）４點式ENGMT配置SIDE

MT液封MTFRSTPR

(AT)buroqku

MT第62頁/共86頁ＢＬＯＣＫ

ＭＴ類ⅠＢＬＯＣＫＭＴ２色成形ＢＬＯＣＫＭＴＢＬＯＣＫＭＴ第63頁/共86頁ＢＬＯＣＫ

ＭＴ類ⅡＡＬＭＴＡＬＭＴ樹脂ＭＴ第64頁/共86頁液封ＭＴ類圓錐形液封ＭＴ電子制御液封ＭＴBUSH型液封ＭＴ第65頁/共86頁ＥＮＧＭＴ的變遷實車事象１９７０１９８０１９９０２０００?????域低動彈力アイドルＮＶ高周波域低動彈力

中高周波ENG騒音中周波域低動彈力

輕量化中周波ＮＶ低動彈力

減衰力ＵＰ支持?規(guī)制一般走行ＮＶ乗心地ＭＴ的變遷フルアクティブセミアクティブ電子制御液封ＭＴＢＵＳＨ型液封ＭＴ圓錐形液封ＭＴ

ＢＬＯＣＫＭＴＳＰＢＲＫＴＡＬＢＲＫＴ樹脂ＢＲＫＴ２色成形ＢＬＯＣＫＭＴ第66頁/共86頁關(guān)于懸掛銷套第67頁/共86頁關(guān)于懸掛第68頁/共86頁銷套類Ⅰ外環(huán)BUSH內(nèi)、外筒付BUSH內(nèi)側(cè)異型BUSH內(nèi)、外筒付BUSH內(nèi)側(cè)異型BUSH第69頁/共86頁銷套類Ⅱ傳動軸系列BUSH滑動BUSHインターリング入りBUSH帶法蘭盤BUSHインターリング異型BUSH第70頁/共86頁懸掛銷套的變遷車輛動向車輛后部正面1990198019701999銷套的動向第一世代（靜特性）第二世代（動特性）第三世代（多功能兩立）

高輸出化（渦輪、DOHC）、追求舒適性FF車増加アクティブサス4WSリーフスプリング4リンクフルトレパラレルリンクダブルウィッシュボーンマルチリンクトーションビームダブルウィッシュボーンマクファーソンストラットマルチリンク?外環(huán)銷套?壓入銷套?內(nèi)外筒焼付銷套?有縫隙銷套?低動倍率銷套?帶法蘭盤銷套?