橡胶与橡皮制品的性能和防老技术

橡胶是一种线性高分子化合物，它在很宽的温度范围内具有极其优越的弹性，此外还有良好的拉伸强度、抗撕裂性、耐疲劳性、电绝缘性等性能，是制造各种电线电缆绝缘和护套的重要材料。以橡胶为基础，并根据用途不同而加入各种配合剂所组成的多相混合物，经加工而成的制品（转化成网状结构）称为橡皮。

1.橡皮的基本组成

橡皮制品的组成通常包括生胶、配合剂两部分。

1）生胶

凡未加配合剂的橡胶统称为生胶。橡皮的主要性能是由它决定的，它是橡胶制品的主要组分，而且对其他配合剂与增强材料，起着粘结剂的作用。使用不同的生胶，可以制成不同性能的橡胶制品。

2）配合剂

为了提高橡胶制品的使用性能或改善其成型加工的工艺性能，而加入的各种添加剂称之为配合剂。配合剂的种类很多，按照它们所起的作用，大体上可归纳为以下几大类：

①硫化剂：硫化剂的作用是使生胶的大分子间产生交联，形成网状结构，成为硫化胶。从而使橡胶具有良好的物理力学性能，特别是高弹性。在生产中广泛使用的硫化剂主要是硫磺、含硫化合物，其他还有过氧化物和金属氧化物等。

②硫化促进剂：硫化促进剂的作用是促进生胶和硫化剂的化合作用（如加速硫化反应、缩短硫化时间、降低硫化温度、减少硫化剂用量等），并能提高和改善硫化胶的物理力学性能。硫化促进剂可分为无机硫化促进剂和有机硫化促进剂两大类。常用的无机硫化促进剂有氧化镁、氧化锌、氧化钙等；常用的有机硫化促进剂有二硫化四甲基秋兰姆和二苯胍等。

③增塑剂：增塑剂的作用是增加生胶的可塑性，使其易于加工成型，同时还能降低硫化胶的硬度，提高伸长率。

④补强剂：凡能提高橡胶的拉断强度、撕裂强度、定伸强度、硬度、耐磨性等物理力学性能的配合剂均可称为补强剂。常用的补强剂为炭黑、陶土等。白色或浅色的橡胶制品一般常用胶体二氧化硅和轻质碳酸镁作为补强剂。

⑤防老剂：防老剂的加入能防止或延缓橡胶的老化，以延长其使用寿命。按照防老化机理的不同，它又可分为化学防老剂与物理防老剂两大类。化学防老剂与氧等的反应速度比橡胶快，并能与氧等形成稳定的化合物，从而延缓了橡胶的氧化变质（即老化），而物理防老剂加入胶料后能在橡胶表面形成保护膜，从而防止了氧的侵入。常用的化学防老剂有防老剂A和防老剂D等。常用的物理防老剂有石蜡、密封蜡等。

⑥填充剂：又称为增容剂，主要用来增加制品的容积，以降低制品的成本。因此填充剂必须价格低廉，而且在一定限度内不损害制品的使用性能，常用的填充剂有碳酸镁、碳酸钙、滑石粉、云母粉等。由于某些填充剂还有一定的补强作用，所以填充剂和补强剂之间并没有明显的界限。

⑦着色剂：凡能使橡胶制品改变颜色的配合剂称之为着色剂。不少着色剂还兼有补强、增容和耐光老化等作用。常用的着色剂有锌白、钡白、锌钡白、炭黑、铁红、铬黄等。

2.橡胶制品的生产工艺(www.xing528.com)

橡胶制品生产的基本过程，一般包括生胶的塑炼、胶料的混炼、压延、挤出和制品的硫化等。

1）塑炼

弹性是橡胶制品最有价值的性能，但在制品的生产过程中又需要减小其弹性，增大其塑性，以便于加工成型。通过机械加工、热处理或其他化学试剂处理后，橡胶分子链会发生断裂，使生胶由强韧的弹性状态转变柔软而有可塑性的状态。通常把完成这一转变的工艺过程，称之为塑炼，塑炼后的生胶叫塑炼胶。天然橡胶必须进行塑炼，合成橡胶则视其品种而定。

2）混炼

将配合剂和塑炼胶（或生胶）按配方要求进行混合炼制，以获得分散均匀的混炼胶（或称胶料）的过程称之为混炼。混炼不仅可使配合剂均匀地分散于生胶中，而且还可使胶料具有一定的可塑性。

由于塑炼胶（或生胶）的黏度和弹性较大，混炼必须借助于机械作用来完成。通常既可在开放式炼胶机中进行，也可在封闭式炼胶机或快速混炼机中进行。

3）压延

将混炼胶通过压延机辊筒辗制成一定厚度、宽度或一定形状的胶片，或者将橡胶制品（如轮胎、胶布、胶管等）所用的纺织物通过压延机挂胶的加工过程叫做压延。

4）挤出

挤出也称压出、押出，它是指将混炼胶在挤出机中加热和塑化，然后通过螺杆旋转产生的强大挤压力，将胶料连续不断地经口模（对电缆绝缘和护层，是模芯与模套的组合）挤出，从而得到各种形状的半成品，以达到初步造型的目的。在橡胶工业中挤出的应用很广，如电线与电缆外套、轮胎胎面、内胎、胶管内外胶层以及各种畸形断面制品都可用挤出成型。

除挤出外，橡胶制品还可用模压成型、压延成型如橡胶垫圈等。

5）硫化

硫化是橡胶制品生产中的最后一道工序。只有将成型后的半成品经硫化后，使橡胶线状大分子转化为网状大分子，才能获得具有一定形状、物理力学性能、化学稳定性及抗老化能力的橡胶制品。