1、橡胶工艺学复习题一、 填空 10分注：红字为答题部分。1碳链橡胶中，饱和橡胶有乙丙橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶， 不饱和橡胶有天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶。2通用合成橡胶包括丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶、 氯丁橡胶、乙丙橡胶和丁基橡胶。3、促进剂按结构可分为噻类、秋兰姆类、次磺酰胺类、胍类、二硫代氨基甲酸盐、硫脲类、醛胺类、黄原酸盐类八类；按 PH值可分为酸性、碱性和中性三类；按硫化速度可分为超超速级、超速级、准速级、中速级和慢速级五类。4、促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的英文缩写CZ，结构式为_，呈中性，准速级，迟效性促进剂；二硫化二苯并噻唑
2、的英文缩写为DM，结构式为_，呈酸性，准速级促进剂；四甲基二硫化秋兰姆的英文缩写为TMTD，结构式为_，呈酸性，超速级促进剂。5、适合高温快速硫化的橡胶结构为低双链含量的橡胶，可采用的硫化体系有EV和SemiEV两种。6、氧化锌在CR配方中的作用是硫化剂，在NR配方中的作用是活性剂。7、在-C-S-C-、-C-S2-C-、-C-SX-C-三种交联键中，-C-S-C-热稳定性好，-C-Sx-C-耐动态疲劳性好，-C-Sx-C-强度高。8、为获得有效硫化体系可采取两条途径，采用无硫酸和提高促进剂用量，降低硫磺用量。9、NR热氧老化后表观表现为变软发粘，BR热氧老化后表现为变硬变脆。10、链终止型防
3、老剂根据其作用方式可分为自由基捕捉体、电子给予体和氢给予体三类;胺类和酚类防老剂属于氢给予体。11、当防老剂并用时，可产生对抗效应、加和效应和协同效应，根据产生协同效应的机理不同，又可分为杂协同效应和均协同效应两类。12、 炉法炭黑的表面含氧基团比槽法炭黑少，呈碱性，会使胶料的焦烧时间缩短。13、 炭黑的结构度越高，形成的包容橡胶越多，胶料的粘度越高，混炼的吃粉速度慢，在胶料中的分散性越高。14、 吸留橡胶生成量的多少与炭黑的结构有关，而混炼时结合橡胶生成量的多少与炭黑的活性集团有关。15、 炭黑的粒径越小，混炼的吃粉速度越快，在胶料中的分散性越好；炭黑的粒径越小，对橡胶的补强性越高。16、开
4、炼机塑炼的操作方法主要有包辊塑炼法、薄通塑炼法和化学塑解塑炼法。17、当橡胶的门尼粘度为60时可不用塑炼。18、利用开炼机塑炼时氧的作用是大分子自由基活性终止剂，利用密炼机塑炼时氧的作用是大分子氧化裂解反应引发剂。19、生胶的塑炼方法有物理增塑法、化学增塑法和机械增塑法；机械增塑法依据设备类型不同又可分为三种开炼机塑练法、密炼机塑练法和螺杆式塑炼机塑练法，依据塑炼工艺条件不同，又可分为低温机械塑练法和高温机械塑练法。20、低温机械塑炼过程中，橡胶的分子量分布逐渐变宽(窄或宽)。21、氧在橡胶的机械塑炼过程中起着大分子自由基活性终止剂和大分子氧化裂解反应引发剂的双重作用，其中在低温下，氧和橡胶分
5、子的化学活泼性均较低，氧主要起大分子自由基活性终止剂作用，而在高温下氧起大分子氧化裂解反应引发剂作用。22、开炼机混炼时应最后添加的配合剂是硫化剂，目的是防止焦烧。23、混炼胶快检的项目有可塑度测定、相对密度测定和硬度测定。24、开炼机混炼过程可分为包辊、吃粉和翻炼三个阶段，其中_阶段是关键。25、在混炼准备工艺中，要求称量配合操作必须做到精密、准确、不漏、不错。26、胶料的包辊性与生胶本身性质、混炼温度和机械加工变速率有关。27、开炼机混炼时前后辊温度应保持510温差，NR易包前辊，多数合成橡胶易包后辊，因合成橡胶混炼时生热量比NR多，故混炼时的两辊温度均应比NR低510。28、提高温度能降
6、低压延效应，胶料的粘度与温度的关系是_。29、为减小挠度对压延半成品宽度方向上厚度不均匀的影响,通常采用三种补偿方法,即辊筒中高度法、辊筒轴线交叉法和辊筒预弯曲法.30、纺织物擦胶要求所用胶料可塑度高,其目的是增加胶料对纺织物缝隙的渗透与结合作用，压片和压型的胶料可塑度较低，其目的是为了增大胶料的挺性，防止半成品发生变形。31、胶片压延工艺可分为压片、胶片贴合和压型；纺织物挂胶艺可分为贴胶、压力贴胶和擦胶。32、用压出机加工橡胶制品时，压出机的温度是机身机头口型，这样做的目的是使压出的半成品表面光滑，压出膨胀率小，不易产生焦烧等质量问题。33、压延和压出时胶料均需热炼，热炼包括粗炼和细炼两个阶
7、段，粗炼的目的是使胶料补充混炼均匀，并可适当提高其真可塑性，细炼的目的是使胶料达到加热软化。二、简答题(名词解释) 3*5=15分生胶：一种高弹性聚合物材料，是制造橡胶制品的基础材料。自补强橡胶：不需要加补强剂自身就有较高强度的橡胶。促进剂：指能降低硫化温度、缩短硫化时间、减少硫磺用量，又能改善硫化胶的的物理性能的物质。活化剂：在脱硫过程中，能加速脱硫过程的物质称为再生胶活化剂。焦烧：在加工工序或胶料停放过程中，可能出现早期硫化现象，即胶料塑性下降、弹性增加、无法进行加工的现象。补强：能使橡胶的拉伸强度、撕裂强度及耐磨耗性同时获得明显提高的作用。老化：所谓橡胶的老化，是指生胶或橡胶制品在加工，
8、贮存或使用过程中，由于受热、光、氧等外界因素的影响使其发生物理或化学变化使其性能下降的现象协同效应：当俩种或多种防老剂共同使用时的效果大于每种防老剂单独使用时的效果之和称之为协同效应压延效应：压延后的胶片还会出现性能上的各向异性的现象称之为压延效应挤出膨胀：压出物的直径大于口型直径而轴向出现回缩的现象挂胶：挂胶是利用压延机将胶料渗透入纺织物结构内部缝隙并覆盖附着于纺织物表面成为胶布的压延作用，又叫做胶布压延工艺等效硫化时间：在不同温度下取得相同硫化效果的时间称为等效硫化时间硫化效应：等效硫化强度与硫化时间的乘积即E=I硫化：是指橡胶的线型大分子链通过化学交联而构成三维网状结构的化学变化过程结合
9、橡胶：也称炭黑、凝胶，指填充的未硫化混炼胶中不能被它的良溶剂溶解的那部分橡胶物理增塑剂：增塑剂低分子物质进入到橡胶分子内，增大橡胶分子间距离，减弱大分子间作用力，使大分子链较易滑动，宏观上增大了胶料的柔软性和流动性，这一类物质被称为物理增塑剂。塑解剂塑剂：通过力化学反应能促使橡胶大分子断裂，降低分子量，增大橡胶可塑性，也被称为化学增塑剂混炼：通过适当的加工将配合剂与生胶均匀混合在一起，制成质量均一的混合物，完成这一加工操作的工艺过程叫作胶料混炼工艺，简称混炼。母炼胶：又称为母胶，是将在混炼条件下短时间难以混合均匀且混炼生热量又多，能耗较大的某些配合剂以较大比例事先与生胶单独制成组分比较简单的混
10、合物料，称为该配合剂的母炼胶。填充：将丙烯酸树脂、氨基树脂、蛋白质填料和栲胶等填充物质引入到皮革在制品中以改善皮革产品的丰满性能和紧实性能等的操作。压延：混炼胶或与纺织物通过压片、压型、贴合、擦胶、贴胶等操作制成一定规格的半成品的工艺过程。橡胶：玻璃化温度低于室温，在环境温度下能显示高弹性的高分子材料。格林强度：未硫化橡胶的拉伸强度称为格林强度。冷流性：橡胶在其自重影响下向四周底部流散的现象为冷流。橡胶冷流性源于分子间作用力小，分子链柔顺性好，且无支化、交联等其他阻碍分子链相对位移的因素存在。促进剂的迟效性： 不会喷霜：硫磺溶于橡胶后易于扩散，温度降低容易形成过饱溶液，过量的硫磺则扩散到胶料表
11、面，重新结晶出来形成一层霜状粉末，这种现象叫做喷霜现象。无硫硫化：指含硫的有机或无机化合物，在硫化过程中析出活性，使橡胶交联的硫化。硫载体：又称为硫磺给予体，指那些含硫的有机或无机化合物，在硫化过程中析出活性，使橡胶交联的物质。硫化强度：指胶料在一定的温度下，单位时间所达到的硫化程度或胶料在一定温度下的硫化速度。硫化温度体系：指橡胶加热硫化时的一定温度范围内的硫化速度的现象。交联密度：就是单位体积交联点数目，它和单位有效链数目有关。硫化诱导期：橡胶硫化反应的速度由零加速至反应明确出现为止所经历的时间，也叫焦烧阶段。硫化返原：橡胶硫化过程中，由于硫化温度高、硫化时间过长而产生的硫化胶交联网出现裂
12、解，继而硫化胶料的性能降低的现象。欠硫：主要是促进剂、硫化剂和氧化锌等漏配或少配所致。如果混炼操作不当、粉剂飞扬过多也会导致胶料欠硫。过硫 ：橡胶实际操作硫化时间比理论正硫化时间长,橡胶的性能下降的行为.理论正硫化时间 ：胶料达到最大交联密度时所需要时间。工艺正硫化时间：物理机械性能处于最高值或接近最高值的硫化状态称为工艺正硫化，对应的正硫化时间称为工艺正硫化时间。橡胶的老化 ：是指生胶或橡胶制品在加工，贮存或使用过程中，由于受热，光，氧等外界因素的影响使其发生物理或化学变化，使性能逐渐下降的现象。自催化氧化作用 ：防老剂的对抗效应：是指两种或两种以上的防老剂并用使用时，所产生的防护效能小于它
13、们单独使用时的效果之和。疲劳老化 ：是指在交变应力或应变作用下，使橡胶的物理机械性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值的现象。防老剂的加和效应：防老剂并用后所产生的防护效果等于它们各自作用的效果之和时。补强剂：用于提高橡胶力学强度的物质叫补强剂。硬质炭黑 ：粒径在40nm以下，补强性高的炭黑。软质炭黑 ：粒径在40nm以上，补强性低的炭黑。吸留橡胶 ：结合橡胶 :指填充的未硫化混炼胶中不能被它的良溶剂溶解的那部分橡胶。偶联剂：能提高树脂与固体表面黏合强度的助剂。炭黑 ：烃类化合物经不完全燃烧或热裂解生成的，主要由碳元素组成，以近似于球体的胶体粒子及具胶体大小的聚集体形式存在的物质。炭黑的一次结构
14、也就是炭黑的聚集体。炭黑的二次结构：由炭黑的一次结构及聚集体之间存在范德华力的作用，有时也有氢键作用，所以粒子间能产生凝聚称凝聚体为二次结构。三、问答题 6*7=42第一章生胶1-8、天然胶、异戊胶、丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、丁基胶、氯丁胶、丁腈胶的英文代号，品种和化学结构式如何？主要特性和主要用途？天然胶 NR 天然胶：1、通用类2、特种类3、改性类。在所有胶中，产量消耗最大，综合性能最好。轮胎异戊胶 IR 分类不会。结构与天然橡胶一样，性能与天然橡胶差不多。应用：轮胎丁苯胶 SBR 丁苯胶：1、乳液聚合丁苯橡胶2、溶液聚合丁苯橡胶。应用：轮胎工业顺丁胶 BR 按制法分类：溶聚、乳聚、本体聚
15、合。在通用橡胶中，弹性、耐寒性最好，耐磨性最好。 乙丙胶 EPM 按所含单体分类：1、二元乙丙橡胶2、三元乙丙橡胶。在通用橡胶中，各种耐老化性能最好，耐臭氧最好。应用： 轮胎的浅色胎侧、耐热运输带、电缆、电线、防腐衬里、密封垫圈、建筑防水片材、门窗密封条等。丁基胶 IIR 按是否卤化分类：1、一般品种2、卤化品种。通用橡胶中，阻尼性、气密性最好。应用：轮胎业氯丁胶 CR 分类 1、通用型：硫调型、非硫调型 2、专用型：粘接型、特殊用途型 3、氯丁乳胶：通用胶乳、特殊胶乳 在通用橡胶中，性能介于饱和胶和不饱和胶之间，惟一具有阻燃性。 应用：阻燃制品、耐油制品、耐天候制品、粘着剂等领域。丁腈胶 N
16、BR 分类1、普通品种：极高ACN含量、高ACN含量、中高ACN含量、中ACN含量、低ACN含量。2、特殊品种在通用橡胶中，极性最大，耐油性最好，导电性最好。应用：各种耐油制品，例如各种密封制品。9、在NR、IR、SBR、BR、EPR、IIR、CR和NBR中，哪些属于结晶自补强橡胶?结晶是通过什么途径对橡胶起补强作用?答：结晶自补强NR IR IIR CR结晶时大分子链沿应力方向取向，晶粒在无定形大分子中起到补强作用。10、试简述NR与IR在性能上的主要不同点及原因答：与天然橡胶相比，异戊橡胶质量及外观都较均匀，颜色较浅，塑练快。未硫化胶流动性能好于天然橡胶，生胶又冷流倾向，格林强度较低，硫化
17、速度较慢，压延、压出时的收速率较低，粘合性不亚于天然橡胶。 与硫化的天然橡胶比，异戊橡胶硫化胶的硬度、定向应力和拉伸强度比较低，扯断伸长率稍高，回弹性与天然橡胶相同，在高温下回弹性比天然橡胶稍高，生热性及压缩永久变形、拉伸永久变形都较天然橡胶的低。异戊橡胶的耐老化性能稍逊于天然橡胶。11、试比较一下NR、SBR和BR的弹性、耐老化性与硫磺反应性等有何差异?并从化学结构上加以解释。12、试从化学结构上说明IIR为何具有优良的耐老化和耐气透性?硅橡胶为何耐高温?答：分子主链周围有密集的侧甲基，且无极性基团和活性基团。异戊二烯的数量相当于主链上每100个碳原子才有一个双键（单个存在），可近似看作饱和
18、橡胶，所以它耐老化，透气性好。对于硅橡胶来说，硅橡胶是分子主链中为SiO无机结构，热稳定性好，因此耐高温。 13、什么是再生胶?橡胶再生过程的实质是什么?再生胶有何用途?答：再生胶的定义：由废旧橡胶制品和硫化胶的边角废料、经粉碎、脱硫等加工。处理制得的具有塑性和粘性的材料。实质：橡胶的再生是废胶在增塑剂（软化剂和活化剂）、氧、热和机械剪切的综合作用下，部分分子链和交联点发生断裂的过程。应用：（1）在轮胎工业中，再生胶主要用于制造垫带，另外也可用于外胎中的钢丝胶、三角胶条以及小型轮胎、力车胎中等。（2）在工业用橡胶制品中也有应用，如胶管、胶板等橡胶制品中。14、试分析丁苯胶中苯乙烯对其性能的影响
19、答：结合苯乙烯含量增加，硬度上升，模量上升，弹性下降；压出收缩率下降，压出制品光滑；耐低温性能下降；在空气中热老化性能变好；此外，随着结合苯乙烯含量的增加，溶聚丁苯橡胶的磨损指数下降，加工性能及抗湿润滑性提高。15、为什么丁苯胶的硫化速度比天然胶慢?16、SBR在哪些性能上优于NR?试从结构上解释之答：（一）：物理机械性能：1：具有较好的弹性：虽然丁苯橡胶的弹性低于天然橡胶，但在橡胶中仍属于较好的。这是由分子的柔性决定的，由Tg可以做出判断，SBR的Tg比NR高15，这说明SBR的分子柔性低于NR，因为其分子链上侧基是苯基及乙烯基，他们的摩尔体积大于分子链上有侧甲基的NR的摩尔体积； 其次，
20、SBR的内聚能密度稍高于NR，所以，其大分子间作用力就大，分子的旋转运动受到的约束力就大。2：SBR是非自补强橡胶：SBR不能结晶，其未补强的硫化胶的拉伸强度，撕裂强度以及生胶的格林强度低于NR。3：SBR的耐磨性能优于NR；4：SBR耐龟裂性能优于NR：其双键数量比NR少，与空气中臭氧发生反应产生龟裂。5：SBR的抗湿滑性比顺丁橡胶大；6：SBR的电性能及介质性能与NR相近：因为他们都是非极性二烯类橡胶。：化学性质 1：SBR与NR一样都是不饱和非极性碳链橡胶，所以具有类似化学反应性，即可以用硫磺硫化，不耐老化等共性。SBR反应性略低，因为SBR分子链的侧基为弱吸电子基团，NR为推电子基团，
21、前者对于双键及双键的氢有钝化作用，后者有活化作用： 2：苯基体积较大，对于反应可能有位阻作用，SBR中双键浓度比NR稍低，所以其活性比NR稍低，表现在硫化速度慢，耐老化性稍好，使用上限温度比NR高1020。第二章硫化体系1硫化剂的作用是什么?答：与橡胶大分子起化学作用，使橡胶线性大分子交联形成空间网络结构，提高性能，稳定形状。2硫磺在NR、SBR、BR和NBR这几种橡胶中的溶解性怎样?硫磺交联键的类型有哪几种?答：室温下，硫磺在NR（天然橡胶）和SBR（丁苯橡胶）中溶解较为容易，而在BR（顺丁橡胶）、NBR（丁腈橡胶）中的溶解就比较困难。硫磺交联键的类型有：单硫键、双硫键和多硫键3哪些橡胶可用
22、硫磺硫化，单用硫磺硫化有何缺点?答：不饱和橡胶即二烯烃类橡胶一般都能与硫磺进行反应。不耐热养老化，硫化胶不能在较高温度下长期使用。4喷霜产生的原因是什么?为避免喷霜应采取哪些措施?答：喷霜是指配合剂（如硫磺、TMTD、硬脂酸、石蜡、防老剂等）从胶料中迁出表面的现象。喷霜产生的原因，从配方上说，主要是由于这些配合剂的用量超过了其饱和的溶解度用量所致。为了防止喷霜，首先应注意硫磺和促进剂的用量要适当，应严格控制正硫化，并加强对游离硫的控制，必要时可采用不溶性硫磺。5什么是传统硫化体系、有效硫化体系和半有效硫化体系?答：普通硫化体系：有常用硫磺量（1.5份）和常用促进剂量配合组成。使用这种硫化体系能
23、使硫化胶形成较多的多硫键和少量的低硫键。有效硫化体系：由低硫磺量（0.3 0.5份）或部分硫给予量与高促进剂量（一般为2 4份）配合组成。使用这种硫化体系能使硫化胶形成占绝对优势的低硫键（单硫键和双硫键）。半有效硫化体系：由硫磺量0.81.5份（或部分硫给予体）与常用促进剂量配合所组成。使用这种硫化体系能使硫化胶形成适当比例的低硫键和多硫键。6用过氧化物硫化和树脂硫化各须注意哪些问题?答：用过氧化物硫化需注意：尽量避免使用或少用酸性物质，配方中应少用防老剂或使用低量酚类防老剂。用树脂硫化需注意：硫化温度7用硫磺、有机多硫化物、过氧化物、树脂硫化时，其硫化胶性能有何特点?答：硫磺硫化：具有高强高
24、高抗撕性、耐热氧、抗硫化返原、耐动态疲劳性和生热低的特点。有机多硫化物硫化：交联键的互换反应使网络内部产生瞬时流动，在一定程度上改变了初始硫化过程中的网络不均匀性，使硫化胶承受更大的变形和应力。过氧化物硫化：具有优越的抗热养老化性能、化学稳定性高，压缩永久变形小的特点。树脂硫化：高耐热性，高曲挠性。8传统硫化体系、有效硫化体系、半有效硫化体系对硫化胶结构与性能有何影响?其应用范围怎样?答：普通硫化体系：使用这种硫化体系能使硫化胶形成较多的多硫键和少量的低硫键（单硫键和双硫键）。硫化胶的拉伸强度较高，耐疲劳性好。缺点是耐热和耐老化性能较差。应用范围：常温下各种动、静态条件下用制品。有效硫化体系
25、由低硫磺量（0.3 0.5份）或部分硫给予量与高促进剂量（一般为2 4份）配合组成。使用这种硫化体系能使硫化胶形成占绝对优势的低硫键（单硫键和双硫键）。硫化胶的耐热、耐老化性能好。缺点是拉伸强度和耐疲劳性能较低。应用范围：适用于高温硫化、厚制品硫化，耐热的和常温静态制品。半有效硫化体系：由硫磺量0.81.5份（或部分硫给予体）与常用促进剂量配合所组成。使用这种硫化体系能使硫化胶形成适当比例的低硫键和多硫键。硫化胶的扯断强度和耐疲劳性适中，耐热、耐老化性能较好。应用范围：中等温度耐热氧的各种动静态制品。9CR适用的硫化剂是什么?为什么不用硫磺硫化?答：硫调型的CR用ZnO和MgO硫化，非硫调型
26、的CR除了用ZnO和MgO硫化外，还要配合假如硫脲类促进剂如NA-22等。在氯丁橡胶中，一般不单独使用硫磺硫化体系的促进剂，因为各种促进剂对氯丁橡胶硫化影响不同，有些对氯丁橡胶的硫化起滞后作用，有的使硫化速度太快。最好的是TMTD/S/D/ZnO/MgO并用的体系，能获高的硫化状态，较高的强力、回弹性及伸长率。硫化胶具有良好加工安全性和网络稳定性。10MgO在CR配方中的作用是什么?答：MgO在加工过程中起防焦剂作用，炼胶时起塑化作用，硫化时吸卤化氢，防止氯化氢对纤维的侵蚀，增加硫化胶的定伸应力。11在过氧化物硫化体系中，硫化有什么作用?答：可配用少量硫磺作辅助硫化，使之生成少量的低硫键，提高
27、硫化胶的强伸性能。12有机促进剂的作用；有几种分类方法，各是怎样分类的?答：作用：促进剂加到硫磺硫化的胶料中与活化剂组成了一个完整的硫化体系。在硫化反应的前期即诱导期 期间，各种促进剂与活化剂硫磺相互作用，使胶料的粘度发生了显著变化。分类;(1)按促进剂的结构分类根据促进剂的化学结构可分为八大类噻唑类：M,DM等秋兰姆类：TMTD,TMTM等次磺酰胺类:CZ,NOBS,等胍类：D(DPG)等二硫化氨基甲酸盐类：ZDC，ZDMC等硫脲类:NA-22,(EDU)等醛胺类：促进剂H等黄原酸盐类：ZIX等（2）按PH值分类 7碱类 =7中性（3）按硫化速度分类超级速级 超速级 准速级 中速级 慢速级1
28、3指出下列促进剂的化学名称、结构式和硫化特性D DM M CZ NOBS DZ TMTD PZD，二苯胍 中慢速碱性促进剂DM ，二硫化二苯并噻唑准速级酸性促进剂M，硫醇基苯并噻唑准速级酸性促进剂CZ， N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺准速级中性促进剂NOBS，N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺准速级中性促进剂DZ，N,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺准速级中性促进剂TMTD，二硫化四甲基秋兰姆超速级酸性促进剂PZ，二甲基二硫代氨基甲酸锌超超速级酸性促进剂14在制定胎面胶配方时，常采用哪些促进剂?答：胎面胶应具有的使用性能：机械强度高，耐磨，弹性好，有一定的耐热耐老化性能。因以合成胶为原
29、料时加入炉里作补强剂，它对胶料有促胶烧作用，故要求促进剂有一定长的焦烧时间，为此可选择常硫量+（噻唑类，次磺酰胺类）这样一种硫化体系，此硫化体系含适当低硫键和可满足性能要求的硫键。15促进剂并用形式有哪几种?如要提高DM和NOBS的硫化活性时，应并用何种促进剂?答：（1）活化噻唑类硫化体系DM(或M)/D(H)是A-B型并用活化体系（2）活化次磺酰胺类硫化体系，这个并用体系有俩种并用方式即：CZ/D属N-B型活化并用体系：CZ/TMTD（ZDC）属N-A型活化并用体系，并用噻唑类或秋兰姆类的酸性促进剂如：DM，TMTD16防焦剂的种类及特性答：（1)有机酸如水杨酸、领苯二甲酸酐。优点是价格便宜
30、缺点是反对酸性促进剂起延滞作用，对次磺酰胺类促进剂无效，又影响硫化速度，不是一种理想防焦剂，（2）亚硝基化合物亚硝基二苯胺是目前最广泛使用的防焦剂，它对硫化速度不产生干扰，在加工温度下易分散于胶料中，无喷霜之危，缺点是有污染易使胶料颜色变黄，仅限于深色胶料中使用。（3）PVI（又称CTP）优点是不影响硫化胶的结构和性能不影响硫化速度，PVI于焦烧时间的关系是线性的，可以随意调节诱导期的长短，便于生产安全的控制。18请指出NR、SBR、EPDM、NBR、BR的反应活性中心位置19活性剂(氧化锌和硬脂酸)在硫磺硫化体系中的作用是什么?答：1）活化整个硫化体系 2）提高硫化胶的交联密度 3）提高了硫
31、化胶的耐热老化性能。20写出下列具有代表性的促进剂结构，并指出它们互相并用时对诱导期和硫化速度的影响 DM TMTD NOBS D ZDCDM ：TMTD：NOBS：D：ZDC：影响：在保证生产安全的前提下既缩短了硫化诱导期，提高了硫化速度，降低了促进剂的总用量，有改善了硫化胶的性能。21试说明NR中不同硫磺用量和促进剂用量对硫化体系类型、交联结构及硫化胶性能的影响。答：随着硫化体系中促进剂对硫磺比率有大到小的变化，则硫化体系由普通硫化体系过渡到半有效硫化体系，最后变成有效硫化体系。硫化胶交联结构则有多硫交联键为主转变为多硫键，双硫键，单硫键并存的分布，最后变为单硫键和双硫键为主的结构，硫化胶
32、的物理性能也随之变化；初始疲劳性能逐渐降低，拉伸强度逐渐升高22为什么在过氧化物硫化体系中，NR、BR和SBR的交联效率会产生很大差异?答：由于NR、BR、和SBR橡胶的大分子链的结构对过氧化物的交联效率有很大影响，在天然橡胶中，交联以夺取亚甲基反应形成大分子自由基的方式进行，应为侧甲基的存在限制了自由基对双键的加成反应。但在丁二烯类橡胶SBR和BR条件下，交联反应可通过自由基加成或反应或夺取亚甲基活泼氢进行。所以，橡胶分子链结构的不同对交联效率产生很大差异。23高温快速硫化体系的配方设计应注意哪些问题?答：1）选择耐热的胶种 2）采用有效和半有效硫化体系配合 3）硫化的特种配合第三章补强填充
33、体系1炭黑有几种制法?各种制法各有何特点?答：（1）接触法炭黑：接触法炭黑，其中包括槽法炭黑、滚筒法炭黑和圆盘法炭黑。 槽法炭黑转化率大约为5%。其特点是含氧量大（平均可达3%），呈酸性，灰分较少（一般低于0.1%）。 （2）炉法炭黑： 炉法炭黑的特点是含氧量少（约1%），呈碱性，灰分较多（一般为0.2%0.6%），这可能是由于水冷时水中矿物质带来的。 （3）热裂法炭黑：转化率30%47%。炭黑粒子粗大，补强性低，含氧量低（不到0.2%），含碳量达99%以上。 （4）新工艺炭黑：新工艺炭黑的聚集体较均匀，分布较窄，着色强度比传统的高十几个单位，形态较开放，表面较光滑。N375、N339、N35
34、2、N234、N299等均为新工艺炭黑。2炭黑的ASTM标准分类法是怎样的?该方法有什么优缺点?答：该分类方法由四位数码组成一个炭黑的代号（名称）。第一位是英文字码，有N和S两个，代表硫化速度。若是N，表示正常硫化速度，若是S，表示硫化速度慢。第二位数字从0到9共10个数字，代表10个系列炭黑的平均粒径范围。例如0代表炭黑平均粒径的范围在110nm这一系列的炭黑，9代表炭黑平均粒径范围在201500nm这一系列的炭黑。第三、四位都是数字，这些数字是任选的，代表个系列中不同牌号的区别。3炭黑聚集体是怎么形成的? 答：初生的炭黑粒子在高温气流中相互碰撞从而形成了链状的结构聚集体，在这里有两种情况：
35、粒子最初生成的瞬间发生了彼此碰撞并熔融在一起形成炭黑的永久结构即一次结构，这种结构力是非常强大的很难被拆开；当粒子已经形成并融融在一起，然后粒子碰撞在一起形成附聚体这种结合力是比较弱的，容易使链状结构拆开，这样的聚集体称为炭黑的“二次结构”。 4炭黑的粒径大小有哪几种表示方法?举出炉法炭黑、槽法炭黑、热裂法炭黑中各一个牌号的炭黑？5炭黑聚集体的形态与炭黑结构程度高低有什么关系?答：炭黑聚集体形状不规则，一般炭黑聚集体的形状为链枝状，链越长，枝越多，结构越高。6炭黑聚集体表面有什么基团?炭黑的PH值与表面基团有什么关系?答： 炭黑聚集体表面有自由基、氢、和含氧基团（羟基、羧基、内酯基、醌基）。影
36、响炭黑PH值的基团主要是含氧基团，含氧基团含量越高，PH越小。7什么是结合橡胶?结合橡胶形成的途径有哪些?哪些因素影响结合橡胶的生成量?答：结合橡胶也称炭黑凝胶，指填充的未硫化混炼胶中不能被它的良溶剂溶解的那部分橡胶。形成途径有两个，一是化学吸附，二是物理吸附。影响结合橡胶的因素：炭黑的因素，炭黑的比表面积(比表面积增大，结合橡胶增加)、混炼薄通次数、温度（温度升高，结合橡胶量升高）、橡胶性质（不饱和度高，分子量大的橡胶生成的结合橡胶多）、陈化时间（时间增加，结合胶量增加，约一周后趋于平衡）8炭黑的粒径、结构度、表面活性及表面含氧基团对胶料的混炼、加工工艺性能和焦烧性有何影响?答：对于混炼，粒
37、径：粒径小，吃料慢，难分散，生热高，黏度高；结构：结构高，吃料慢，易分散，生热高，黏度高。对吃料、分散影响不显著。对于加工工艺（压延、挤出），炭黑粒径小，结构度高、用量大，压延挤出半成品表面光滑，收缩率低，压出速度快。对于焦烧性，炭黑表面含氧基团多，PH值低，硫化速度慢；炭黑粒径小，结构度高，易焦烧，硫化速度快。9炭黑的基本性质对硫化胶的拉伸强度、定伸应力、扯断伸长率、耐磨性有何影响?解：(1)炭黑的化学活性越大，混炼时生成的结合橡胶数量越多，从而使胶料的门尼粘度提高，压出时口型膨胀率和半成品收缩率加大，压出速度减慢。而硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性等越高。(2) 炭黑的粒径越小，硫化胶的
38、拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、耐磨性、硬度越高，耐屈挠龟裂性越好，回弹性和扯断伸长率减小(3) 当粒径相同时，高结构炭黑对非结晶橡胶的补强作用大，一般有较高的拉伸强度和撕裂强度，这是由于炭黑的结构提高了非结晶橡胶的结晶倾向所致。而较低结构的炭黑对结晶性橡胶的拉伸强度和撕裂强度的提高较为有利，这主要是由于结构性低时，被吸留的橡胶少，有利于橡胶的伸长结晶所致。(4) 当炭黑粒径相同时，增大表面粗糙度会使硫化胶的拉伸强度、定伸应力、耐磨性性能下降,但扯断伸长率性能提高。10在配制导电胶料时应选用何种炭黑?为什么?解：选用粒子小、结构高、表面纯净和表面粗糙度大的炭黑因为炭黑粒子越小，即单位体积胶料的炭
39、黑粒子越多，炭黑粒子间接触的几率越大或粒子间间距越小，电阻越小，导电性越好。在粒径相同的炭黑中，高结构炭黑的导电性好，这是高结构炭黑具有较多链枝，从而形成较多链枝交织的导电通道所致。炭黑表面挥发物或残留焦油状物多会在炭黑表面形成绝缘膜而降低炭黑导电性。表面粗糙度越大的炭黑导电性越好，这是因为在炭黑用量相同的胶料中，粗糙炭黑粒子间接触的几率比光滑炭黑粒子间大。11白炭黑分为几类?各有何特点?白炭黑表面有什么基团?气相法白炭黑和沉淀法白炭黑结构上有什么不同?答：白炭黑按生产方法大体分为二氧化硅类和硅酸盐类。白炭黑表面有：白炭黑表面有羟基，硅氧烷基。气相法白炭黑的粒子内部为无规则的三元体型结构，是密
40、集填满状态。沉淀发白炭黑的例子内部有无规则的二元线形结构，因而有毛细孔表面。12炭黑在橡胶中为何有最大填充量?若实际用量超过该最大值后会怎样?答：因为炭黑可以明显的提高橡胶的拉伸强度、撕裂强度及耐磨性，同时价格便宜，所以炭黑在橡胶中有最大的填充量。若实际用量超过最大值后，会产生应力松弛性能变差、弹性下降、滞后损失增大、压缩永久变形增大。13通常所说的硬质炭黑和软质炭黑各包括哪些品种，有何特点?答：硬质炭黑：粒径在40nm以下，补强性高，包括：超耐磨，高耐磨炭黑。软质炭黑：粒径在40nm以上，补强性低，包括：半补强炭黑，热裂解炭黑。14可用哪些方法来提高白色填料的补强性?答：,填料的粒径越细，一
41、次粒子的形状越不规整，最大线度与最小线度比值越大，比表面积越大，补强性越强。填料的对橡胶吸附性越大，补强性越好。15N110,N220,S300,N330,N440,N550,N660,N770英文代号及中文名称是什么？属于硬质CB还是软质CB？答：N110: SAF超耐磨炉黑N220: ISAF中超耐磨炉黑 N330: HAF高耐磨炉黑N440：FF细粒子炉黑 N550：FEF快压出炉黑 N660：GPF通用炉黑 N770：SRF半补强炉黑硬质CB：N110,N220,N330,N440 软质CB:N550,N660,N770第四章老化防护体系1引起橡胶老化的内因、外因有哪些?内因：分子结构
42、影响。外因：物理因素；化学因素；生物因素；2为什么IR、NR热氧老化后变软，BR、SBR和NBR热氧老化后变硬?答：IR NR：分子链降解，分子量减小，软化 ；BR SBR NBR：分子链之间产生交联分子量变大，变硬。3影响热氧老化的因素主要有哪些?答：橡胶种类 氧的影响 试样厚度的影响 温度 硫化的影响4臭氧老化的机理是怎样的? 影响臭氧老化的因素有哪些? 为什么温度对臭氧老化影响不大，而应变影响较大?石蜡为何能防护静态使用条件下的橡胶臭氧化?答：氧化机理：双键反应链断裂生成双分子。 影响因素：橡胶种类；氧的浓度；应力应变；温度 ；？ 硫化完全冷却后，在橡胶表面形成了一层蜡膜，阻止空气中的臭
43、氧进入，防止氧化的形成。5通常有几种因素催化橡胶的氧化，其作用机理如何?怎样防护?答：金属离子的催化氧化，其机理是变价金属离子降低反应活化能，使反应更易进行；其防护有两个途径：将金属离子稳固的络合至最高配位数；或是将金属离子稳定在一个稳定的价态，摈弃其他价态。此外还可以形成不溶物也能钝化金属离子。6说明自由基链终止型防老剂的结构与防护效能的关系?何以说明抗氧剂脱氢越容易防护效果越高?答：胺类防老剂：取代基为吸电性基团，防护性能降低；供电性取代基，防护性能升高；酚类防老剂：推电子取代基的导入，防护性能提高；吸电子取代基的导入，防护性能降低； 防老剂脱下来的氢和大分子链断裂的自由基结合，从而终止老
44、化作用，所以抗氧剂脱氢越容易，防护效果越好。7何谓防老剂的协同效应、对抗效应、加和效应?什么情况下防老剂之间可能有协同效应?答：协同效应：当两种或多种防老剂一起使用时的效果大于每种防老剂单独使用的效果之和时，称为协同效应。对抗效应：当两种或多种防老剂一起使用时的效果小于每种防老剂单独使用的效果之和时，称为对抗效应。加和效应：当两种或多种防老剂一起使用时的效果等于每种防老剂单独使用的效果之和时，称为加和效应。当同一防老剂分子上同时具有按不同机理起作用的基团时可能发生协同效应。8影响臭氧老化的因素有哪些?答:影响因素：橡胶种类；氧的浓度；应力应变；温度 ；9.防老剂为什么有适当的用量?10.防老剂
45、按结构可分为几类?各有何特点?答：胺类防老剂；防护效果突出（主要用于抑制热氧老化，臭氧老化，疲劳老化及重金属离子的催化氧化），但具有污染性。酚类防老剂；防护效果不好（作抗氧剂使用），废污染性，适用于浅色橡胶制品。有机硫化物类防老剂。其他类防老剂。11.橡胶臭氧老化的特征是什么?答： 橡胶的臭氧老化是一种表面反应。 未受拉伸的橡胶在臭氧环境中，和橡胶表面分子双键完全反应，在表面形成一层类似喷霜状的灰白色脆膜，使其失去光泽。受拉伸的橡胶发生臭氧老化时表面形成龟裂，但此时橡胶的伸长或是所受应力必须高于它的临界应力。当低于临界值时则不会产生龟裂。 橡胶在产生臭氧龟裂时，裂纹的方向与受力方向垂直。12.
46、试解释将防老剂D与防老剂TNP并用时会产生什么效果?为什么?答：会产生协同效应；应为防老剂D和TNP是按照两种不同的机理其防护作用的，所以在一起使用时会发生协同效应。13.橡胶臭氧老化的物理防护方法有哪几种?答：覆盖或涂刷橡胶表面；在橡胶中加入蜡；在橡胶中混入耐臭氧的聚合物。14.为什么链终止型防老剂和破坏氢化过氧化物型防老剂并用会产生协同效应?答：破坏氢过氧化物型防老剂分解过程中产生的氢过氧化物为非自由基，使作为自由基来源的氢过氧化物的链引发作用减小到可以忽略不计的程度，从而减少了链断裂型防老剂的消耗，使其能在更长的时间内发挥抑制作用。同样，链断裂型防老剂可以有效的终止产生链传递的自由基，使氧化的动力学链长缩短，仅生成少量的氢过氧化物从而大大减慢了破坏氢过氧化物型防老剂的消耗。15.试分析比较NR、CR、BR的耐臭氧老化性能？答：与臭氧反应速率CRBRNR；由于臭氧与双键作用是亲电反应，相对于BR,NR的双键上连有供电子的甲基，促进了亲电反应；而CR上有Cl（吸电子基），抑制了亲电反应的发生。16.试分析轮胎的胎侧在使用过程中发生的老化形式，根据所发生的老化形式应选用何种防老剂? 答：由于轮胎受交变应力
