橡胶工艺原理复习题
橡胶工艺原理复习思考题 绪论 1. 橡胶制品品种繁多，但可归纳为哪几类？ 橡胶制品可归纳为五大类：轮胎、胶带、胶管、胶鞋和橡胶工业制品。 2. 简述橡胶的加工的基本工艺过程。 橡胶的加工的基本工艺过程为：塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化。 第一章 生胶 1. 简述天然橡胶的性能。 天然橡胶是不饱和、非极性、具有自补强性能橡胶。橡胶中综合性能最好的，它具有弹 性高、强度高、加工性能好，但它耐老化性差，耐（非极性）溶剂性差。 2. 简述天然橡胶的组成。 天然橡胶的主要成分为顺式-1，4-聚异戊二烯，含量在 90%以上，此外还含有少量的蛋 白质、丙酮抽出物、灰分和水分。 3. 何谓马来西亚标准橡胶分级法？这种分级法有何优点？ 马来西亚标准橡胶分级法（SMR 分级法）以有关的工艺性能为标准进行分级。其主要 指标为：杂质含量；次要指标为：塑性保持率；保证指标：氮含量、挥发分、灰分、颜色指 数。它具有级数少，而同一等级橡胶质量又较一致等显著的优点。 4. 天然橡胶在室温下是无定形的高弹态物质，但在较低温度下或应变条件下产生结晶， 是一种自补强橡胶。 5. 天然橡胶什么性能是橡胶中最好的？ 天然橡胶的综合性能是橡胶中最好的，它是高级橡胶制品的重要原料。 6. 为何天然橡胶不耐汽油、甲苯？ 由于天然橡胶主链结构是非极性， 根据极性相似原理它不耐汽油、 甲苯等非极性的溶剂。 7. 何谓橡胶的丙酮抽出物？ 橡胶的丙酮抽出物主要成分是脂肪酸和固醇类物质， 它们分别有促进硫化和防止老化的 作用，是天然的增塑剂、防老剂和硫化促进剂。 8. 天然橡胶中含过多的水分会产生什么后果？ 天然橡胶中含水量过多，生胶易霉变，硫化时会产生海绵等。但 27 阻燃性材料，离火自熄。 4. 何谓阻燃剂？ 阻燃剂指能保护材料不着火或使火焰难以蔓延的配合剂。 5. 燃烧过程一般包括哪些步骤？ 燃烧过程一般包括加热、熔融、解聚或分解、氧化着火、燃烧、延燃等步骤。 6. 试述水合金属氧化物阻燃剂的优缺点？ 主要有氢氧化铝、 氢氧化镁等， 其中氢氧化铝的吸热效应最大， 阻燃效果好。 它 是一种无毒、白色至浅白色的粉末，当加热到高于 320时，它因失水而损失其质量的 34.6 。它的最大优点是无毒，还起消烟剂作用。最大缺点是分解温度低，应用时使用量大。 第八章 橡胶的骨架材料 1. 橡胶骨架材料的作用是什么？ 橡胶骨架材料是含骨架材料复合橡胶制品中的受力的主要部件， 同时也对这类橡胶制品 在使用中的形状的稳定起了重要的作用。它赋予橡胶制品更高的强度与尺寸稳定性。 62. 简述橡胶骨架材料的种类和分类？ 骨架材料的材质主要有三大材料制成：天然纤维、各种化学纤维及金属材料。 第九章 橡胶的配方设计 1 何谓橡胶的基础配方？ 橡胶的基础配方又称标准配方，一般用于生胶和配合剂的鉴定，基础配方应尽可能的 简化，仅包括能反映出胶料的基本工艺性能和硫化胶的基本物理性能的基本组成。 2. 同一种橡胶配方有哪几种表示形式？ 同一个橡胶配方，可以用四种不同的形式来表示：基本配方、质量分数配方、体积分数 配方和生产配方。 3. 对一个好的橡胶配方有何要求？ 一个好的橡胶配方应使制品的性能、成本和工艺可行性三者取得最佳的综合平衡。 4. 熟悉同一个橡胶配方的四种不同的表示形式。 P263 T9-17，P 264 T9-18 5. 熟悉母炼胶（膏剂）的换算方法。 76. 填写下面的配方表。 原材料 基本配 方/份 质量分数/ 密度/ （g/cm3）体积/ cm3 体积分数/ 生产配方/ kg 天然橡胶 100.0062.11 0.92 108.70 76.70 50.00 硫黄 3.00 1.86 2.05 1.46 1.03 1.50 促进剂 M 1.00 0.62 1.42 0.70 0.50 0.50 氧化锌 5.00 3.11 5.57 0.90 0.63 2.50 硬脂酸 2.00 1.24 0.92 2.17 1.53 1.00 炭黑 50.00 31.06 1.80 27.78 19.60 25.00 合计 161.00100.00 * 141.71 100.00 80.50 8. 母炼胶的作用是什么？ 母炼胶能使配合剂易于分散，防止结团，减少在混炼过程中的飞扬损失，改善混炼加工 环境。 第十章 塑炼、混炼工艺 1. 何谓橡胶的塑炼工艺？ 经过适当的加工，使生胶由强韧的高弹性状态转变为柔软而富有可塑性的状态的工艺 过程。 2. 开炼机塑炼工艺有哪几种操作方法？ 有包辊塑炼法、薄通塑炼法和化学增塑塑炼法。其中薄通塑炼效果好，塑炼胶可塑度大 而均匀，胶的质量高，是开炼机塑炼中应用最广泛的塑炼方法。 3. 影响开炼机塑炼的因素有哪些？ 有容量、辊距、辊速和速比 、辊温、塑炼时间和化学塑解剂。 4.何谓包辊塑炼法？此法有何优缺点？ 包辊塑炼法也称一段塑炼法，是生胶包辊后连续过辊，不经过停放。此法的塑炼时间 短、操作方便、劳动强度低，但塑炼效果不理想。 5. 何谓分段塑炼法？此法有何优缺点？ 分段塑炼法是当塑炼胶可塑度要求较高， 用一次或薄通塑炼达不到目的时而采用的有效 方法。采用此法加工的塑炼胶可塑性高且均匀，但管理难度高、占地面积大、不适合连续化 生产。 6. 开炼机的混炼过程分为几个阶段？ 整个混炼过程分为包辊、吃粉和翻炼三个阶段。 7. 混炼过程中加料顺序的一般原则是什么？ 用量少而作用大的配合剂要先加； 在胶料中难分散的配合剂要早加； 硫黄和超速促进剂8在混炼后期降温分开添加。 8. 生胶机械塑炼的实质是什么？ 生胶机械塑炼的实质就是使大分子链断裂破坏，使分子量和粘度减少，可塑度增大。 9. 下图是温度对 NR 塑炼效果的影响，试讨论之。 NR 低温机械塑炼效果随温度升高而减少；高温机械塑炼效果随温度升高而急剧增大， 这样这样整个曲线是由两条不同的曲线所组成，在最低值 110左右附近两条曲线相交，此时机 械塑炼的效果最小。 曲线的左边部分相当于低温塑炼过程， 其塑炼效果随温度升高而减少， 这时主要是由机 械破坏作用使橡胶分子断链； 曲线的右边部分相当于高温机械塑炼过程， 其塑炼效果随着温 度升高而急剧增大，这时是由由氧的氧化裂解作用使橡胶分子断链。 10. 混炼后胶料为何要停放？ 混炼后胶料要冷却停放 8h 以上方可使用。目的使应力松弛，减少收缩率；使配合剂继 续扩散，提高均匀程度；有利于生成结合橡胶。但停放时间不能超过 36h。 第十一章 压延工艺 1. 何谓压延工艺？它包括哪些作业？ 压延是将混炼胶在压延设备上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程。 它包 括压片、贴合、压型、贴胶和擦胶等作业。 2. 按用途压延机可分为几种？ 可分为五种，分别是：压片压延机、擦胶压延机、通用压延机、压型压延机和钢丝压延 机。 3. 何谓压延效应？如何消除它？ 压延效应是压延的胶片出现性能上的各向异性的现象。 这是由于胶料通过辊距时， 线型 大分子链被拉伸变形和取向， 几何形状不对称的配合剂粒子沿压延方向取向所致。 消除的方 法是： 提高压延温度； 减慢压延速度； 增加胶料的可塑度； 避免采用各向异性粒子的配合剂。 94. 何谓辊筒的挠度？ 压延时， 在胶料横压力的作用下辊筒会产生弹性弯曲变形， 其辊筒轴线中央处会偏离原 水平位置一定距离。挠度的产生使压延半成品宽度方向上的断面厚度不均匀，中间厚，两边 薄，影响压延质量。 采用的补偿措施有三种：辊筒的中高度法、辊筒轴线交叉法和辊筒预弯曲法。 第十二章 挤出工艺 1. 何谓挤出工艺？它包括哪些操作？ 挤出是使胶料通过挤出机连续地制成各种不同形状半成品的工艺过程。它广泛地用于 制造胎面、内胎、胶管、各种断面形状复杂或空心、实心的半成品，并用于包胶操作。 2. 何谓口型？口型设计的关键是什么？ 口型是决定挤出半成品形状和规格的模具。掌握胶料的膨胀率是口型设计的关键。 第十三章 硫化工艺 1. 何谓硫化三要素？ 硫化三要素是指硫化的温度、硫化时间和硫化压力。 2. 简述橡胶的硫化历程图。 橡胶的硫化历程图可分四个阶段： 焦烧阶段、 热硫化阶段、 平坦硫化阶段和过硫化阶段。 （1）焦烧阶段：热硫化开始前的延迟作用时间，相当于硫化反应的诱导期，也称为焦烧时 间。 （2）热硫化阶段：为硫化反应的交联阶段，该段斜率的大小代表硫化反应速度的快慢， 斜率越大，硫化反应速度越快，生产效率越高。 （3）平坦阶段：交联反应已趋于完成，开始 发生交联键的重排和裂解反应，这个阶段硫化胶的性能保持最佳。 （4）过硫化阶段：为硫化 反应中网络结构形成的后期，主要以交联键发生重排和裂解反应为主。 3. 何谓正硫化？ 正硫化又称最宜硫化， 是制品性能达到最佳值时的硫化状态。 处于正硫化前期称为欠硫， 后期称为过硫，橡胶物理机械性能都较差。 4. 理论正硫化、工艺正硫化和工程正硫化的三者的区别。 理论正硫化是胶料从加入到模具中受热开始到转矩达到最大值所需要的时间， 此时， 胶 料达到了最大交联密度。工艺正硫化是达到最大交联密度 90时的硫化程度，而工程正硫 化是整个制品的各个部件都要处于理论正硫化的平台内。 5.简述正硫化的测定方法。 正硫化的测定方法有物理-化学法、物理机械性能法和专用仪器法。 6. 何谓等效硫化时间？如何换算？ 一个温度下的硫化时间可以等效另一个温度下的硫化时间，它可以用阿累尼乌斯方程 计算。 1011
