丁苯橡胶的增强改性

丁苯橡胶的增强改性 丁苯橡胶（丁苯橡胶（SBR)是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。它是丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，耐磨、耐热、耐老化耐磨、耐热、耐老化较好，用途广泛。但纯丁苯橡胶强度和模量很低、内耗大、弹强度和模量很低、内耗大、弹性较小，性较小，往往需要与其他橡胶、树脂、增强剂等等进行共混改性。下面就丁苯橡胶下面就丁苯橡胶的增强共混改性进行讨论。的增强共混改性进行讨论。目录炭黑增强丁苯橡胶：炭黑增强丁苯橡胶：u 炭黑增强丁苯橡胶简介u 炭黑的补强机理u 工艺流程u 后加工工艺与应用u 强度测量聚苯乙烯增强丁苯橡胶聚苯乙烯增强丁苯橡胶：l聚苯乙烯增强丁苯橡胶简介l特点及用途l工艺流程l强度测量炭黑增强丁苯橡胶简介 炭黑增强丁苯橡胶是以橡胶为基体，以炭黑颗粒为增强相的复合材料。炭黑在橡胶体系中起补强和填充作用，以改炭黑在橡胶体系中起补强和填充作用，以改善橡胶制品性能。善橡胶制品性能。纯丁苯橡胶拉伸强度只有3.5MPa，没有应用价值，加入炭黑补强后，其拉伸强度提高到25MPa左右。炭黑增强橡胶主要用于轮胎行业，还用于橡胶密封件、胶炭黑增强橡胶主要用于轮胎行业，还用于橡胶密封件、胶鞋底、减震器等。鞋底、减震器等。轮胎密封件胶鞋底减震剂 炭黑是由烃类裂解或不完全燃烧而得的黑色粉末状物质，具有准石墨状结构，其表面含有羧基、其表面含有羧基、醌基等多种活性基团，具有亲油性。醌基等多种活性基团，具有亲油性。橡胶用炭黑占炭黑总量的94%，其中约60%用于轮胎制造。几乎所有的橡胶都可用炭黑来补强。几乎所有的橡胶都可用炭黑来补强。常用炭黑来补强的橡胶主要有丁苯橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶等。炭黑生胶炭黑的补强机理 在炭黑-丁苯橡胶体系中，炭黑以颗粒分散于橡胶体系中，炭黑的活性表炭黑的活性表面通过物理及化学作用与若干高分子面通过物理及化学作用与若干高分子链相结合形成一种交联结构，称为类链相结合形成一种交联结构，称为类交联结构。交联结构。当其中一根分子链受到应力时，可以通过交联点将应力分散到其他分子链上，如果其中某一根链发生断裂，其他链可以照样起作用，而不危及整体；从而使其力学强度大幅升高。工艺流程（一）、工艺流程图 在炭黑-橡胶体系中，炭黑的含量大约为生胶的一半，炭黑和橡炭黑和橡胶构成该复合材料的胶构成该复合材料的两个相。两个相。相的形态结构和相界面情况对材料性能有重要的决定作用，而混炼又对形态结构有重要影响。简而言之，炭黑和橡炭黑和橡胶的混炼情况对其性胶的混炼情况对其性能有重要影响。能有重要影响。生胶烘胶、切胶塑化塑化配合剂、填 充 剂（炭黑）（炭黑）预加工混炼混炼纤维材料（帘布）浸浆、热伸张压延压延挤出挤出硫 化剂预 加工成型成型硫硫化化成成品品金 属 材料化 学 处理橡胶制品基本成型工艺流程图工艺流程（二）、混炼前处理 生胶分子量很大，并伴有少量交联结构；为了提为了提高其可塑性、共混性等；在混炼前，往往需要塑高其可塑性、共混性等；在混炼前，往往需要塑炼。炼。塑炼前，生胶需预热等准备工作，而后，在开炼机进行塑炼。放置46小时后就可混炼。混炼前，应对炭黑种类选择；炭黑的种类不同，其粒径和比表面积不同；粒径小的，比表面积大，补强效果大，但不利于其分散。为提高炭黑与橡胶相容性，有时也加入少量偶联剂。其他配合剂有抗氧剂、紫外线吸收剂、促进剂等等；混炼前，有的需要预处理，并且以上原料都需要干燥。工艺流程（三）、炭黑-橡胶混炼 橡胶的混炼设备有开放式炼胶机、密闭式炼胶机、螺杆挤出机。将塑炼完的橡胶和炭黑及各种配合剂置于高速捏合机等进行粉料设备中进行粉料共混，再将粉料共混物置于上述的机器中，进行混炼；得到宏观均匀、力学性能良好的混炼胶。搅拌机搅拌机开炼机开炼机密炼机密炼机挤出机挤出机后加工工艺与应用后加工工艺与应用 将混炼后得到的混炼胶经干燥后，再加入硫化剂混合均匀通过挤出成型、压延成型、注射成型并发生固化（硫化）可得到各种制品。右边是一些制品的工艺及应用。将帘布、线绳、钢丝等做成车轮外胎的骨架，再用混炼胶和硫化剂均匀混合物进行压延，就可获得高强度、高稳定、强阻尼性的车轮外胎。将金属片材或金属网表面进行化学处理，在其两面覆盖混炼胶和硫化剂均匀混合物，经辊轴压实，得到金属复合橡胶板，具有高强度、表观低硬度及优异的密闭性等性能，广泛用于汽车、建筑等行业中。如用于发动机等高性能的垫圈，属于微型的金属复合橡胶板。强度测量 将炭黑-丁苯橡胶注塑成标准样条，置于万能拉伸试验机中进行拉伸，其断断裂强度比纯丁苯橡胶的拉裂强度比纯丁苯橡胶的拉伸断裂强度提高了好几倍，伸断裂强度提高了好几倍，甚至接近十倍，但断裂伸甚至接近十倍，但断裂伸长率有较大的减少。长率有较大的减少。炭黑的种类、用量对其断裂强度有重要的影响，我们可以通过实验确定其最佳用量及最佳种类。聚苯乙烯增强丁苯橡胶简介 除了炭黑增强丁苯橡胶外，还经常采用聚苯乙烯增强丁苯橡胶，其增强机理属于塑料增强橡胶机理。丁苯橡胶中含有少量苯乙烯链段，与聚苯乙烯有较好的相容性；聚苯乙烯增强丁苯橡胶体系中，聚苯乙烯含量较多（40%左右），聚苯乙烯与丁苯橡胶构成连续相，且相界面粘接力好，这使该共混物为硬弹性材料。丁苯橡胶丁苯橡胶苯乙烯苯乙烯聚苯乙烯增强丁苯橡胶特点及用途 该共混物有奇特的性能：第一次拉伸时表现出一般塑料的冷拉性质；紧接着第二次拉伸时表现出高弹性，无屈服、成颈现象；但拉伸强度仍比纯丁苯橡胶大好几倍；在室温一段时间后，又恢复拉伸前的硬弹性性质。这种性质又称应力诱发塑料橡胶转变。该共混物广泛用于制备胶管等制品。工艺流程 工艺流程与炭黑增强丁苯橡胶相同，只不过在混炼时，还要加入聚苯乙烯，且把填充剂炭黑改为钛白粉等。生胶烘胶、切胶塑化塑化配合剂、填充剂、聚 苯 乙聚 苯 乙烯烯预加工混炼混炼纤维材料（帘布）浸浆、热伸张压延压延挤出挤出硫 化剂预 加工成型成型硫硫化化成成品品金 属 材料化 学 处理橡胶制品基本成型工艺流程图强度测量 将该共混物注塑成标准样条，置于万能拉伸试验机中进行拉伸，其断裂强度比纯丁苯橡胶的拉伸断裂强度提高了更高的倍数但断裂伸长率也有较大的减少。随丁苯橡胶中苯乙烯含量的增加，界面粘接力提高，相容性增加，拉伸强度也增加。除此之外，聚苯乙烯的用量、加工温度对其拉伸强度和断裂伸长率有重要的影响，我们可以通过实验确定其最佳用量及最佳种类。