橡膠工藝學(xué)試題庫(kù)

一、填空題

1.生膠即尚未被交聯(lián)的橡膠,由線形大分子或者帶支鏈的線性大分子構(gòu)成。

2.生膠隨溫度的變化有三態(tài)，即玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。

3.橡膠按來(lái)源與用途可分為天然橡膠和迨述橡膠兩大類。

4.合成橡膠分為通用合成橡膠和特種合成橡膠兩大類。

5.天然橡膠大分子鏈結(jié)構(gòu)單元是異戊二烯。

6.產(chǎn)量最大的一種合成橡膠是丁苯橡膠,其結(jié)構(gòu)單元是苯乙烯和丁二烯。

7.生產(chǎn)合成橡膠常用的聚合方法是溶液聚合或乳液聚合。

8.二元乙丙橡膠是完全飽和的橡膠,只能用過(guò)氧化物交聯(lián):三元乙丙橡膠主鏈

完全飽和,但具有一定不飽和的側(cè)鏈。

9.硫化是指橡膠的線型大分子鏈通過(guò)化學(xué)交聯(lián)而構(gòu)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化學(xué)變

化過(guò)程。

10.橡膠硫化體系的三個(gè)部分是硫化劑、活化劑、促進(jìn)劑。

11.橡膠硫化的歷程可分為四個(gè)階段：焦燒階段、熱硫化階段、平坦硫化階段、

過(guò)硫化階段。

12.促進(jìn)劑可以減少硫化溫度、縮短硫化時(shí)間、減少硫磺用量,又能改善硫化膠

的物理性能。

13.橡膠中常用的填料按作用可分為補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑兩大類。最重要的補(bǔ)強(qiáng)劑是

炭黑。

14.炭黑按制造方法可分為爐造炭黑、槽法炭黑、熱裂解炭黑、新工藝炭黑。

15.白炭黑的化學(xué)成分是二氧化硅,可分為氣相法和沉淀法兩大類,其補(bǔ)強(qiáng)效果

次于炭黑。

16.橡膠發(fā)生老化的重要因素有熱氧老化、光氧老化、臭氧老化和疲勞老化。

17.橡膠的增塑事實(shí)上就是增塑劑低分子與橡膠高分子聚合物形成分子分散的

溶液，增塑劑可看作是橡膠的稀釋劑。

18.橡膠中常用的增塑劑有石油系增塑劑、煤焦油系增塑劑、松焦油系增塑劑、

脂肪油系增塑劑、合成增塑劑。

19.橡膠共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)可分為均相結(jié)構(gòu)、單相連續(xù)結(jié)構(gòu)、兩相聯(lián)系結(jié)構(gòu)。

20.橡膠的配方設(shè)計(jì)就是根據(jù)產(chǎn)品的性能規(guī)定和工藝條件,合理地選用原材料,

制訂各種原材料用量和配比關(guān)系。

21.橡膠工業(yè)中常用的混煉方法分為兩種：間歇式混煉和連續(xù)式混煉。

22.硫化可分為室溫硫化和熱硫化:后者分為直接硫化和間接硫化。

二、名詞解釋

1.塑煉：通過(guò)機(jī)械力、熱、氧或加入某些化學(xué)物質(zhì)等方式，使橡膠由強(qiáng)韌的高

彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浀乃苄詰B(tài)的過(guò)程。

2.混煉：通過(guò)適當(dāng)?shù)募庸⑴浜蟿┡c生膠均勻混合在一起，制成質(zhì)量均一的混

合物，完畢這一加工操作的工藝過(guò)程稱為混煉。

4.壓出：是使膠料通過(guò)擠出機(jī)機(jī)筒壁和螺桿間的作用，連續(xù)地制成各種不同形

狀半成品的工藝過(guò)程。

5.正硫化：在工業(yè)上又稱為最宜硫化，是橡膠制品性能達(dá)成最佳值時(shí)的硫化狀

態(tài)。

三、簡(jiǎn)答題

1.什么是液體橡膠？與普通橡膠相比有什么優(yōu)缺陷？（15分）

指室溫下為粘稠狀可流動(dòng)的液體，經(jīng)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反映后可形成三維網(wǎng)狀結(jié)

構(gòu)，成為具有與普通橡膠類似性能的材料。

優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)，不需用溶劑、水等分散介質(zhì)

便看實(shí)現(xiàn)液體狀態(tài)下的加工。

缺陷：擴(kuò)鏈后的強(qiáng)度及耐撓曲性不如固體橡膠，加工需另建系統(tǒng)，現(xiàn)有設(shè)備

不合用，材料成本高。

2.橡膠硫化后結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生那些顯著變化（試指出至少五方面）？（15分）

線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)；加熱不再流動(dòng)；不再溶于良溶劑中；模量和硬度

提高；力學(xué)性能提高；耐老化性能和化學(xué)穩(wěn)定性提高。

3.什么是焦燒？防止焦燒的最直接措施是什么？（15分）

橡膠在加工過(guò)程中要通過(guò)塑煉、混煉、壓延等工序，經(jīng)受各種溫度下不同時(shí)

間熱的作用。在加工工序或膠料停放過(guò)程中，也許出現(xiàn)初期硫化現(xiàn)象，即膠料塑

性下降、彈性增長(zhǎng)、無(wú)法進(jìn)行加工的現(xiàn)象，稱為焦燒。

防止焦燒的最直接措施是在配方中加入防焦劑。

4.試以大分子鏈滑動(dòng)學(xué)說(shuō)說(shuō)明炭黑的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理（15分）。

橡膠大分子能在炭黑表面上滑動(dòng)，從而消除掉外來(lái)的一部分能量。炭黑粒子

表面的活性不同，有少數(shù)強(qiáng)的活性點(diǎn)以及一系列能量不同的吸附點(diǎn)。吸附在炭黑

表面上的橡膠鏈可以有各種不同的結(jié)合能量，有多數(shù)弱的范德華力的吸附以及少

量強(qiáng)的化學(xué)吸附。吸附的橡膠鏈段在應(yīng)力作用下會(huì)滑動(dòng)伸長(zhǎng)，發(fā)生形變，使外力

對(duì)其做功，能量分散、消耗，而橡膠高分子長(zhǎng)鏈不會(huì)發(fā)生斷裂，相稱于強(qiáng)度增長(zhǎng)。

5.什么是橡膠的老化？老化過(guò)程中期分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了哪些變化？（15分）

橡膠或橡膠制品在加工、貯存和使用的過(guò)程中，由于受內(nèi)、外因素的綜合作

用（如熱、氧、臭氧、金屬離子、電離輻射、光、機(jī)械力等）使性能逐漸下降，

以至于最后喪失使用價(jià)值，這種現(xiàn)象稱為橡膠的老化。

分子鏈降解、分子鏈之間交聯(lián)、主鏈或側(cè)鏈發(fā)生改性。

6.舉例說(shuō)明橡膠老化的防護(hù)方法：

物理防護(hù)法：盡量避免橡膠與老化因素互相作用的方法。如：在橡膠中加入

石蠟，橡塑共混，電鍍，涂上涂料等。化學(xué)防護(hù)法：通過(guò)化學(xué)反映延緩橡膠老化

反映繼續(xù)進(jìn)行。如：加入化學(xué)防老劑。

7.什么是橡膠的熱氧老化？影響熱氧老化的外部因素重要有哪些？并作定性說(shuō)

明。

生膠或橡膠制品在熱和氧兩種因素的共同作用下發(fā)生的老化成為熱氧老化。

溫度：越高則老化越快；

氧的濃度：在一定范圍內(nèi)隨氧濃度的升高而變化，超過(guò)一定濃度后無(wú)關(guān)。

金屬離子：少量變價(jià)金屬離子的存在會(huì)大大加速熱氧老化。

8.常用熱氧老化防老劑的作用機(jī)理是什么（舉三類分別說(shuō)明）。

鏈終止型防老劑：其作用重要是與鏈增長(zhǎng)自由基R?或R02?反映，以終止鏈

增長(zhǎng)過(guò)程來(lái)減緩氧化反映。

破壞氫化過(guò)氧化物性防老劑：機(jī)理是破壞氫過(guò)氧化物，使它們不生成活性游

離基，延緩自動(dòng)催化的引發(fā)過(guò)程，一般不單獨(dú)使用，而是與酚類等抗氧劑并用，

稱為輔助防老劑。

金屬離子鈍化劑：重要是酰胺類、醛胺縮合物等，他們能與酚類和胺類防老

劑有效地并用。重要是銅克制劑和鐵克制劑，可有效減少金屬離子的濃度。

9.什么是橡膠的疲勞老化？其老化機(jī)理目前重要有哪兩種？其要點(diǎn)是什么？

指在多次變形條件下，使橡膠大分子發(fā)生斷裂或者氧化，結(jié)果使橡膠的物性

及其他性能變差，最后完全喪失使用價(jià)值，這種現(xiàn)象稱為疲勞老化。

老化機(jī)理重要有機(jī)械破壞理論：認(rèn)為橡膠的疲勞老化是有所施加到橡膠上的

機(jī)械應(yīng)力使其結(jié)構(gòu)及性能產(chǎn)生變化，以至最后喪失使用價(jià)值。在該過(guò)程中的化學(xué)

反映只是影響疲勞過(guò)程的一個(gè)因素。

力化學(xué)理論：認(rèn)為橡膠的老化過(guò)程是在里的作用下的一個(gè)化學(xué)反映過(guò)程，重

要是在力作用下的活化氧化過(guò)程。

10.相容性如何影響橡膠共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)？

熱力學(xué)相容性是聚合物之間均勻混合的重要推動(dòng)力。兩種聚合物的相容性越

好就越容易互相擴(kuò)散而達(dá)成均勻的混合，過(guò)渡區(qū)也就寬廣，相界面越模糊，相疇

越小，兩相之間的結(jié)合力也越大。

有兩種極端情況：一是兩種聚合物完全不相容，兩種聚合物鏈段之間互相擴(kuò)

散的傾向極小，相界面很明顯，其結(jié)果是混合較差，相之間結(jié)合力很弱，共混物

性能不好。第二種極端情況是兩種聚合物完全相容或相容性極好，這時(shí)兩種聚合

物可互相完全溶解而成為均相體系或相疇極小的微分散體系。這兩種極端情況都

不利于共混改性。一般而言，我們所需要的是兩種聚合物有適中的相容性，從而

制得相疇大小適宜、相之間結(jié)合力較強(qiáng)的復(fù)相結(jié)構(gòu)的共混產(chǎn)物。

11.橡膠配方設(shè)計(jì)有什么原則？

總的目的是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，物美價(jià)廉。

使產(chǎn)品性能滿足使用的規(guī)定或給定的指標(biāo)；在保證滿足使用性能或給定的指

標(biāo)的情況下，盡量節(jié)約原材料和減少成本；或者在不提高產(chǎn)品成本的情況下提高

產(chǎn)品的質(zhì)量；要使膠料適合于混煉、壓延、擠出、硫化等工藝操作以及有助于提

高設(shè)備的運(yùn)用率；要考慮產(chǎn)品各部位不同膠料的整體配合，使各部件膠料在硫化

速度和硫化膠性能上達(dá)成協(xié)調(diào)；在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡也許地簡(jiǎn)化配方。

12.影響塑煉的因素有哪些？試對(duì)其作定性說(shuō)明。

機(jī)械力：越大則塑煉越快；

氧：加速塑煉；

溫度：越高則越快；

化學(xué)塑解劑：大大加速塑煉；

靜電與臭氧：加速。

13混煉操作開始前，需進(jìn)行哪些準(zhǔn)備工作？

各種原材料與配合劑的質(zhì)量檢查：配合劑的檢查涉及純度、粒度及其分布、

機(jī)械雜質(zhì)、灰分及揮發(fā)分、酸堿度等；生膠的檢查涉及化學(xué)成分、門尼粘度、物

理機(jī)械性能。

對(duì)某些配合劑盡心補(bǔ)充加工：固體配合劑的粉碎、干燥和篩選；低熔點(diǎn)固體

配合劑的融化和過(guò)濾；液體配合劑的加溫和過(guò)濾；粉狀配合劑的干燥和篩選。

油膏與母煉膠的制造：為防止粉狀物料的分散、損失及環(huán)境污染，有時(shí)候?qū)?/p>

某些配合劑、促進(jìn)劑等事先以較大比例與液體軟化劑混合制成膏狀使用；而母煉

膠是某些配合劑與生膠單獨(dú)混合制成的物料。

稱量配合操作：即按配方規(guī)定的原材料品種和用量比例，以適當(dāng)?shù)暮馄鬟M(jìn)行

稱量搭配。

14什么是壓延效應(yīng)？其因素是什么？

壓延效應(yīng)是指壓延后的膠片在平行和垂直于壓延方向上出現(xiàn)性能各向異性

的現(xiàn)象。

因素：橡膠大分子鏈的拉伸取向；形狀不對(duì)稱的配合劑粒子沿壓延方向的取

向。

15減少壓延效應(yīng)的措施有哪些？

配方設(shè)計(jì)：盡量不用幾何形狀不對(duì)稱的配合劑。

壓延工藝方面：適當(dāng)提高壓延機(jī)輻筒表面的溫度；提高壓延半成品的停放溫度；

減少壓延速度；適當(dāng)增長(zhǎng)膠料的可