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【产品特色】

【编辑推荐】

近年来我国橡胶工业取得了巨大的进步，也面临着重大的变革。自2006年以来，我国轮胎产量和橡胶消耗量稳居世界前列。橡胶工业由大到强，建设世界橡胶工业强国，也将是历史必然。随着橡胶工业的不断发展壮大，产品结构调整、自主创新对橡胶行业技术人员的要求越来越高。为了适应形势需要，我们在《实用橡胶工艺学》的基础上，结合新材料、新技术、新工艺的发展，编写了本书。

【内容简介】

本书首先介绍了橡胶制品中常见的原材料，如生胶、硫化体系、补强填充体系、防护体系和增塑体系的品种、性能特点、作用原理；然后介绍了橡胶加工工艺，包括塑炼、混炼、压延、挤出和硫化等工艺过程;最后简介了橡胶行业的环保要求。本书适合高分子材料与工程专业的学生和橡胶行业工程技术人员学习使用。

【目录】

绪论001

第一节橡胶在国民经济中的重要性001

第二节橡胶材料的特征002

一、结构特征002

二、性能特点002

第三节橡胶的定义003

第四节橡胶的配合与加工003

一、原材料配合003

二、橡胶的加工过程004

三、检测004

四、橡胶的性能表征004

第五节橡胶的历史与发展现状005

一、天然橡胶的认识与发展005

二、合成橡胶的诞生与发展006

三、橡胶工业的发展007

四、橡胶行业的发展现状007

参考文献010



第一章生胶011

第一节概述011

一、橡胶的种类011

二、橡胶的产量及应用011

第二节天然橡胶013

一、天然橡胶植物013

二、天然橡胶的制造014

三、天然橡胶的分类和等级015

四、天然橡胶的成分及其对加工、使用性能的影响017

五、天然橡胶的分子链结构和聚集态结构017

六、天然橡胶链烯烃的化学性质和物理机械性能019

七、天然橡胶的配合与加工023

八、天然橡胶的质量控制024

九、天然橡胶的代用品024

十、天然橡胶的应用024

第三节丁苯橡胶024

一、单体及分类025

二、丁苯橡胶的聚合工艺026

三、丁苯橡胶的结构与性能028

四、丁苯橡胶的典型性能参数031

五、丁苯橡胶的配合与加工032

六、丁苯橡胶的应用032

第四节聚丁二烯橡胶032

一、聚丁二烯的分类033

二、聚丁二烯橡胶的聚合工艺034

三、聚丁二烯橡胶的结构与性能035

四、聚丁二烯橡胶的配合与加工036

五、聚丁二烯橡胶的应用037

第五节乙丙橡胶037

一、单体及分类038

二、乙丙橡胶的聚合工艺038

三、乙丙橡胶的结构与性能039

四、乙丙橡胶的典型性能参数042

五、乙丙橡胶的配合与加工044

六、茂金属催化聚合乙丙橡胶047

七、乙丙橡胶的应用047

第六节丁基橡胶047

一、单体及分类048

二、丁基橡胶的聚合工艺048

三、丁基橡胶的结构与性能049

四、丁基橡胶的典型性能参数051

五、丁基橡胶的配合与加工052

六、丁基橡胶的应用054

第七节丁腈橡胶054

一、单体及分类054

二、丁腈橡胶的聚合工艺054

三、丁腈橡胶的结构与性能055

四、丁腈橡胶的典型性能参数057

五、丁腈橡胶的配合与加工058

六、丁腈橡胶的应用059

七、特殊品种丁腈橡胶060

第八节氯丁橡胶062

一、单体及分类062

二、氯丁橡胶的聚合工艺062

三、氯丁橡胶的结构与性能063

四、氯丁橡胶的典型性能参数064

五、氯丁橡胶的配合与加工065

六、氯丁橡胶的应用065

第九节特种橡胶066

一、饱和碳链极性橡胶066

二、杂链橡胶067

第十节热塑性弹性体068

第十一节液体橡胶和粉末橡胶069

一、液体橡胶069

二、粉末橡胶070

第十二节胶粉和再生橡胶070

一、胶粉071

二、再生橡胶071

参考文献072



第二章橡胶的硫化体系073

第一节概述073

第二节橡胶的硫化反应历程及其表征074

一、橡胶的硫化历程074

二、硫化历程的表征075

第三节无促进剂的纯硫黄硫化078

一、硫黄的品种078

二、硫黄的裂解和活性079

三、不饱和橡胶分子链的反应活性079

四、纯硫黄硫化机理079

第四节有促进剂、活性剂的硫黄硫化080

一、促进剂的分类081

二、常用促进剂的结构与特点081

三、促进剂的并用089

四、促进剂的选择090

五、硫黄硫化机理091

六、硫载体092

七、活性剂 093

八、防焦剂094

第五节各种硫黄硫化体系094

一、普通硫黄硫化（CV）体系094

二、有效硫化（EV）体系095

三、半有效硫化（SEV）体系096

四、高温快速硫化体系097

五、平衡硫化（EC）体系098

第六节非硫黄硫化体系101

一、过氧化物硫化体系101

二、金属氧化物硫化体系105

三、酚醛树脂硫化体系105

四、醌二肟硫化体系107

五、特种橡胶硫化体系107

六、通过链增长反应进行的交联109

七、辐射硫化110

第七节硫化胶的结构与性能110

一、交联密度对硫化胶性能的影响110

二、交联键类型对硫化胶性能的影响111

参考文献112



第三章橡胶的补强与填充体系114

第一节概述114

一、补强与填充的概念114

二、填料的作用115

三、填料的分类115

四、补强与填充的发展历史115

第二节炭黑对橡胶的补强116

一、概述116

二、炭黑的分类与命名118

三、炭黑的性质及主要技术参数120

四、炭黑对橡胶加工性能的影响129

五、炭黑对硫化胶性能的影响132

六、炭黑的补强机理138

第三节白炭黑对橡胶的补强140

一、白炭黑的制造140

二、白炭黑的结构141

三、白炭黑的性质142

四、白炭黑对橡胶加工性能的影响145

五、白炭黑对硫化胶使用性能的影响147

六、白炭黑的发展与应用方向147

第四节其它填料149

一、有机树脂补强剂149

二、无机填充剂153

三、短纤维补强155

四、新型纳米增强技术158

五、新型碳纳米材料补强161

参考文献166



第四章橡胶的老化与防护167

第一节概述167

第二节橡胶的热氧老化168

一、橡胶的氧化反应机理——自动催化自由基链反应168

二、影响橡胶热氧老化的因素171

三、橡胶的热稳定性173

第三节橡胶热氧老化的防护174

一、自由基终止型抗氧剂的作用机理174

二、分解过氧化氢物抗氧剂的作用机理176

三、抗氧剂结构与防护效能的关系176

四、抗氧剂的并用效能178

第四节橡胶的臭氧老化和防护179

一、橡胶臭氧化反应机理179

二、橡胶臭氧老化的影响因素180

三、橡胶臭氧老化的防护方法182

第五节橡胶的其他老化及防护183

一、橡胶的疲劳老化及防护183

二、有害金属离子的催化氧化及防护185

三、橡胶的光氧老化及防护186

四、橡胶的生物老化与防护187

第六节橡胶防老剂的使用及进展188

一、普通防老剂188

二、长效性防老剂191

三、环保型防老剂193

四、橡胶防护体系的设计194

参考文献194



第五章橡胶的增塑剂及其它加工助剂196

第一节增塑剂的概念及分类196

第二节增塑剂的增塑原理197

一、增塑剂与橡胶的相容性198

二、增塑剂对橡胶玻璃化转变温度的影响199

第三节石油系增塑剂200

一、石油系增塑剂的生产200

二、操作油201

三、其它石油系增塑剂209

第四节煤焦油系增塑剂210

一、煤焦油211

二、古马隆树脂211

第五节松油系增塑剂212

一、松焦油212

二、松香213

三、歧化松香（氢化松香）213

四、妥尔油213

第六节脂肪油系增塑剂213

一、硬脂酸213

二、油膏214

三、其它214

第七节合成增塑剂215

一、合成增塑剂的分类及特征215

二、酯类增塑剂在橡胶中的应用217

第八节增塑剂的环保性及耐久性220

第九节增塑剂的质量检验221

第十节其它加工助剂222

一、分散剂222

二、均匀剂223

三、隔离剂223

四、脱模剂224

五、其他助剂224

参考文献225



第六章混炼工艺226

第一节概述226

一、 橡胶混炼发展历程226

二、混炼工艺及要求229

三、炼胶设备及其工作原理229

四、炼胶工艺方法239

第二节炼胶准备工艺239

一、生胶塑炼239

二、原材料的质量检验250

三、原材料的补充加工250

四、配料称量251

五、设备的预热与检查251

第三节胶料混炼工艺252

一、开炼机混炼工艺252

二、密炼机混炼工艺257

三、低温一次法连续炼胶工艺266

四、液相连续（湿法）混炼工艺269

五、双螺杆连续混炼工艺270

六、几种橡胶的混炼特性270

第四节混炼胶的质量检验271

一、胶料的快速检查271

二、填料分散度的检查272

第五节混炼胶微观结构及其调控276

一、混炼胶的微观结构276

二、混炼胶微观结构与硫化胶性能的关系276

三、混炼胶微观结构的调控279

参考文献280



第七章压延工艺281

第一节压延原理282

一、压延时胶料的塑性流动和变形282

二、压延时胶料的受力状态和流速分布282

三、辊筒挠度及其补偿283

四、压延胶料的收缩变形和压延效应284

第二节压延准备工艺285

一、胶料的热炼与供胶285

二、纺织物干燥和拉伸张力控制286

三、纺织物浸胶286

四、尼龙和聚酯帘线的浸胶热伸张处理290

第三节压延工艺292

一、胶片压延292

二、纺织物挂胶297

三、钢丝帘线压延301

四、压延半成品厚度的检测控制302

参考文献305



第八章挤出工艺306

第一节橡胶挤出设备306

第二节挤出原理308

一、挤出机的喂料308

二、胶料在挤出机内的塑化308

三、胶料在挤出机中的运动状态309

四、胶料在机头内的流动状态309

五、胶料在口型中的流动状态和挤出变形310

第三节挤出机的生产能力及挤出机的选型311

一、挤出机的生产能力311

二、挤出机的选型313

第四节口型设计313

一、口型设计的一般原则313

二、口型的具体设计314

第五节挤出工艺315

一、热喂料挤出工艺315

二、胎面及内胎挤出318

三、冷喂料挤出工艺321

四、其他类型挤出机挤出322

参考文献324



第九章硫化工艺325

第一节概述325

一、硫化的意义325

二、正硫化的测定方法326

第二节硫化条件的确定327

一、硫化温度的确定及其影响因素327

二、硫化时间、等效硫化时间的确定和等效硫化效应的仿真328

三、硫化压力的确定334

第三节硫化介质及其热传导性335

一、硫化介质335

二、硫化热传导计算337

三、制品硫化热传导的有限元分析340

第四节硫化方法342

一、介质热硫化342

二、压力热硫化343

三、连续硫化344

四、其他硫化方法347

第五节硫化橡胶的收缩率348

一、制品硫化收缩率和制品准确收缩率的确定348

二、胶料收缩率的影响因素349

第六节橡胶制品的硫化后处理350

一、模具制品硫化后的修整351

二、橡胶模型制品的后处理353

三、含纤维骨架的橡胶制品的后处理354

四、橡胶海绵制品的后处理354

第七节橡胶制品常见的质量缺陷分析354

一、橡胶制品质量缺陷与混炼胶性能的关系354

二、胶带制品常见的硫化质量缺陷355

三、轮胎制品常见的硫化质量缺陷356

四、橡胶模型制品常见的硫化质量缺陷356

参考文献357



第十章橡胶工业的环保与法规358

第一节橡胶工业的环保问题358

一、各类原材料的环保问题358

二、生产过程对环境的污染361

三、固体废弃物对环境的污染363

第二节橡胶行业涉及的环保法规364

一、REACH法规365

二、轮胎标签法367

参考文献368

【前言】

近年来我国橡胶工业取得了巨大的进步，也面临着重大的变革。自2006年以来，我国轮胎产量和橡胶消耗量稳居世界第一位。橡胶工业由大到强，建设世界橡胶工业强国，也将是历史必然。随着橡胶工业的不断发展壮大，产品结构调整、自主创新对橡胶行业技术人员的要求越来越高。为了适应形势需要，我们在《实用橡胶工艺学》的基础上，结合新材料、新技术、新工艺的发展，编写了本书。

本书是橡胶原材料配合与加工的教材，全书分三部分：第一部分原材料配合，介绍了橡胶制品中常见的原材料（包括生胶、硫化体系、补强填充体系、防护体系和增塑体系）的品种、性能特点、作用原理（第一章到第五章）；第二部分是橡胶加工工艺，介绍了塑炼、混炼、压延、挤出和硫化等工艺过程（第六章到第九章）；第三部分介绍了橡胶行业的环保要求（第十章）。

本书适合高分子材料与工程专业的学生和橡胶行业工程技术人员学习使用。

本书各章的编写人员如下：

绪论杜爱华            第六章吴明生

第一章杜爱华          第七章邓涛

第二章赵菲            第八章邓涛

第三章吴明生、孙举涛  第九章邓涛

第四章孙翀            第十章杜爱华

第五章高光涛

本书是在青岛科技大学橡胶工程教研室老师的集体努力下完成的，在本书付梓之际，感谢各位老师的辛勤付出。特别感谢阿朗新科公司的程宝家博士对原材料配合部分提出许多宝贵意见。本书的出版也得到了化学工业出版社的大力支持，在此表示感谢。

由于编者水平及经验的局限性，不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。



编者

2022年6月