橡胶的种类资料

橡胶的种类

橡胶的种类有牛筋橡胶 氢化丁腈、硅橡胶、氟橡胶、丁基橡胶、天然胶 丁苯橡胶、氯丁橡胶 甲苯

橡胶 丁腈、三元乙丙 加布橡胶 纤维橡胶 加丝胶 再生橡胶 等等

区别是塑料同合成橡胶和合成纤维相比，虽都为聚合物，但因分子结构和聚集态各不相同，其物理

性质也不相同。塑料具有柔韧性和刚性，而不具备橡胶的高弹性，一般也不具有纤维那种分子链的取向排

列和晶相结构。在Tg以上使用的为橡胶，在Tg以下使用的为塑料。Tg是玻璃化温度。

1． 天然橡胶（NR） 以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机

盐等。弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料

粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐油和耐溶剂性不

好，抵抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性不高。使用温度范围：约－60℃ ～＋80℃ 。制作轮胎、胶鞋、胶管、

胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支

座、橡胶－金属悬挂元件、膜片、模压制品。

2． 丁苯橡胶（SBR） 丁二烯和苯乙烯的共聚体。 性能接近天然橡胶，是目前产量最大的通用合

成橡胶，其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天然橡胶均匀。缺点是：弹性较低，

抗屈挠、抗撕裂性能较差；加工性能差，特别是自粘性差、生胶强度低。使用温度范围：约－50℃ ～＋

100℃ 。主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。

3． 顺丁橡胶（BR） 是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。 优点是：弹性与耐磨性优良，耐老化

性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合。缺点是强度较低，抗撕裂性差，加工性能

与自粘性差。使用温度范围：约－60℃ ～＋100℃ 。一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用，主要制作轮胎

胎面、运输带和特殊耐寒制品。

4． 异戊橡胶（IR） 是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。 化学组成、立体结构与天

然橡胶相似，性能也非常接近天然橡胶，故有合成天然橡胶之称。它具有天然橡胶的大部分优点，耐老化

优于天然橡胶，弹性和强力比天然橡胶稍低，加工性能差，成本较高。使用温度范围：约－50℃ ～＋100

℃ 可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。

5． 氯丁橡胶（CR） 是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。 这种橡胶分子中含有氯原子，

所以与其他通用橡胶相比：它具有优良的抗氧、抗臭氧性，不易燃，着火后能自熄，耐油、耐溶剂、耐酸

碱以及耐老化、气密性好等优点；其物理机械性能也比天然橡胶好，故可用作通用橡胶，也可用作特种橡

胶。主要缺点是耐寒性较差，比重较大、相对成本高，电绝缘性不好，加工时易粘滚、易焦烧及易粘模。

此外，生胶稳定性差，不易保存。使用温度范围：约－45℃ ～＋100℃ 。主要用于制造要求抗臭氧、耐

老化性高的电缆护套及各种防护套、保护罩；耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬里；耐燃的地下采

矿用橡胶制品，以及各种模压制品、密封圈、垫、粘结剂等。

6． 丁基橡胶（IIR） 是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体。 最大特点是气密性好，耐臭氧、

耐老化性能好，耐热性较高，长期工作温度可在130℃ 下；能耐无机强酸（如硫酸、硝酸等）和一般有机

溶剂，吸振和阻尼特性良好，电绝缘性也非常好。缺点是弹性差，加工性能差，硫化速度慢，粘着性和耐

油性差。使用温度范围：约－40℃ ～＋120℃ 。主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设

备衬里及防震制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。

7． 丁晴橡胶（NBR） 丁二烯和丙烯晴的共聚体。 特点是耐汽油和脂肪烃油类的性能特别好，仅

次于聚硫橡胶、丙烯酸酯和氟橡胶，而优于其他通用橡胶。耐热性好，气密性、耐磨及耐水性等均较好，

粘结力强。缺点是耐寒及耐臭氧性较差，强力及弹性较低，耐酸性差，电绝缘性不好，耐极性溶剂性能也

较差。使用温度范围：约－30℃ ～＋100℃ 。主要用于制造各种耐油制品，如胶管、密封制品等。

8． 氢化丁晴橡胶（HNBR） 丁二烯和丙烯晴的共聚体。 它是通过全部或部分氢化NBR的丁二烯

中的双键而得到的。其特点是机械强度和耐磨性高，用过氧化物交联时耐热性比NBR好，其他性能与丁晴

橡胶一样。缺点是价格较高。使用温度范围：约－30℃ ～＋150℃ 。主要用于耐油、耐高温的密封制品。

9． 乙丙橡胶（EPMEPDM） 乙烯和丙烯的共聚体，一般分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶。 特

点是抗臭氧、耐紫外线、耐天候性和耐老化性优异，居通用橡胶之首。电绝缘性、耐化学性、冲击弹性很

好，耐酸碱，比重小，可进行高填充配合。耐热可达150℃ ，耐极性溶剂－酮、酯等，但不耐脂肪烃和芳

香烃，其他物理机械性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。缺点是自粘性和互粘性很差，不易粘合。使用

温度范围：约－50℃ ～＋150℃ 。主要用作化工设备衬里、电线电缆包皮、蒸汽胶管、耐热运输带、汽

车用橡胶制品及其他工业制品。

10． 硅橡胶（Q） 为主链含有硅、氧原子的特种橡胶，其中起主要作用的是硅元素。 其主要特点

是既耐高温（最高300℃ ）又耐低温（最低－100℃ ），是目前最好扥艾寒、耐高温橡胶；同时电绝缘性

优良，对热氧化和臭氧的稳定性很高，化学惰性大。缺点是机械强度较低，耐油、耐溶剂和耐酸碱性差，

较难硫化，价格较贵。使用温度：－60℃ ～＋200℃ 。主要用于制作耐高低温制品（胶管、密封件等）、

耐高温电线电缆绝缘层，由于其无毒无味，还用于食品及医疗工业。

11． 氟橡胶（FPM） 是由含氟单体共聚而成的有机弹性体。 其特点耐温高可达300℃ ，耐酸碱，

耐油性是耐油橡胶中最好的，抗辐射、耐高真空性能好；电绝缘性、机械性能、耐化学腐蚀性、耐臭氧、

耐大气老化性均优良。缺点是加工性差，价格昂贵耐寒性差，弹性透气性较低。使用温度范围：－20℃ ～

＋200℃ 。主要用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、耐化学腐蚀的密封材料、胶管或其他

零件及汽车工业。

12． 聚氨酯橡胶（AUEU） 有聚酯（或聚醚）与二异氰酸酯类化合物聚合而成的弹性体。 其特点

是耐磨性好，在各种橡胶中是最好的；强度高、弹性好、耐油性优良。耐臭氧、耐老化、气密性等也优异。

缺点是耐温性能较差，耐水和耐碱性差，耐芳香烃、氯化烃及酮、酯、醇类等溶剂性较差。使用温度范围：

约－30℃ ～＋80℃ 。制作轮胎紧挨由零件、垫圈、防震制品，以及耐磨、高强度和耐油的橡胶制品。

13． 丙烯酸酯橡胶（ACMAEM） 它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物。 其特点是兼有良好的

耐热、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加剂的润滑油中性能稳定。同时耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外线、

气密性优良。缺点是耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及有机和无机酸、碱。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性

溶液内膨胀严重。同时弹性和耐磨性差，电绝缘性差，加工性能较差。使用温度范围：约－25℃ ～＋180

℃ 。可用于制造耐油、耐热、耐老化的制品，如密封件、胶管、化工衬里等。

14． 氯磺化聚乙烯橡胶（CSM） 它是聚乙烯经氯化和磺化处理后，所得到具有弹性的聚合物。 耐

臭氧紧挨老化优良，耐候性优于其它橡胶。阻燃、耐热、耐溶剂性及耐大多数化学药品和耐酸碱性能较好。

电绝缘性尚可，耐磨性与丁苯橡胶相似。缺点是抗撕裂性能差，加工性能不好。使用温度范围：约－20℃ ～

＋120℃ 。可用作臭氧发生器上的密封材料，制造耐油密封件、电线电缆包皮以及耐油橡胶制品和化工衬

里。

15． 氯醚橡胶（COECO） 由环氧氯丙烷均聚或由环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚而成的聚合物。 特

点是耐脂肪烃及氯化烃溶剂、耐碱、耐水、耐老化性能极好，耐臭氧性、耐候性紧挨热性、气密性高。缺

点是强力较低、弹性较差、电绝缘性不良。使用温度范围：约－40℃ ～＋140℃ 。可用作胶管、密封件、

薄膜和容器衬里、油箱、胶辊，制造油封、水封等。

16． 氯化聚乙烯橡胶（CM或CPE） 是聚乙烯通过氯取代反应制成的具有弹性的聚合物。性能与

氯磺化聚乙烯橡胶接近，其特点是流动性好，容易加工；有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性，耐热、

耐酸碱、耐油性良好。缺点是弹性差、压缩变形较大，电绝缘性较低。使用温度范围：约－20℃ ～＋120

℃ 。电线电缆护套、胶管、胶带、胶辊化工衬里等。

橡胶按照来源分为：野生橡胶，栽培橡胶，橡胶草橡胶，杜仲橡胶。按照工艺可以分为：烟片橡胶、

标准橡胶、皱片橡胶和乳胶。

（1）烟片胶（rss）：

分为1，2，3，4，5，还有特级。烟片橡胶是成片包装的，颜色为黄色，最好的是金黄色。它可以

通过目测色泽指数来判断级别。工艺：35%的胶乳→过滤除杂→加水稀释→消泡→加酸凝固→除水→压片

→烟熏干燥。因为胶乳的凝固时间是3个小时左右，所以生产烟片要在胶乳凝固之前进行加工。而在标橡

胶的生产中没有这样的要求。3号烟片橡胶为橡胶包原包装，件重为111.11kg，每吨9包。主要的生产国：

泰国，印度(rss3，rss4，印度的烟片橡胶质量不好，一般只用来做复合橡胶的生产)，印尼（印尼的烟片只

在国有农场生产，量很少）。主要的用途：轮胎厂（子午胎：因为性价比的原因，很少用烟片生产子午胎、

斜交胎工程胎和巨型胎），电缆厂，传送带输送带厂。

（2）标准橡胶：

标准橡胶的分类是按照杂质含量，塑性初值，塑性保持率，含氮量，挥发物含量，灰分，色泽指标。

主要的分类是5l,5，10，20，50，其中杂质含量为主导性指标，目前国际市场，产橡胶国主要的标橡胶是

20号标橡胶.还有越南生产3l也是标准橡胶的一种。其中3l，5l的颜色是黄色的。其余的颜色都是深色的。

标准橡胶的生产工艺：有机械法，胶乳→过滤→稀释→加酸凝固→脱水→干燥。化学法：胶乳→加凝剂→

离心分离→干燥。标胶又分为：颗粒胶和挤出胶。只是挤出胶的工艺多了一个在粉碎成粉末的工艺。我国

主要进口的是颗粒胶，这主要是我国轮胎生产工艺的要求，国外的工艺多用挤出胶。主要的产胶国：马来

西亚，泰国，印尼，越南，中国，印度。主要的用途：轮胎厂。价格趋势：smr，str，sir，svr。

（3）皱片橡胶：

一般分为白色皱片和褐色皱片。主要是垃圾橡胶生产出来的，比如橡胶泥，橡胶团。

（4）乳胶：

胶乳→加胺离心而成。分为高胺乳胶和低胺乳胶。乳胶是液体的，容易挥发，包装上通常采用桶装

和太空装。桶装的价格要略高于太空装的。乳胶的生产过程中会产生胶清胶，它的价格是50%-60%。在鞋

厂用的多点。主要生产国家：泰国，越南，中国。主要用途：手套厂，计生用品，鞋厂。

丁腈橡胶 nitrile butadiene rubber NBR 防油性好,俗称防油胶,常作油封.

天然橡胶 Natural Rubber NR 弹性好,综合性能好,但耐寒及耐碱性差. 常作汽车轮胎

丁苯橡胶 Styrene Butadiene rubber SBR 世界价钱最便宜的橡胶, 作垫

三元乙丙橡胶 ethylene propylene diene rubber EPDM 耐腐蚀性好,绝缘性好 作耐磨材料或高

压电览材料

氯丁橡胶 neoprene CR 耐磨性好,作垫

氯磺化聚乙烯 CSM 耐寒性好

聚四氟乙烯 Polytetyafluoroethylene PTFE

一、丁苯橡胶

丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯经共聚合制得的橡胶。英文缩写是SBR。是产量最大的通用合成橡

胶，有乳聚丁苯橡胶 、溶聚丁苯橡胶。

世界丁苯橡胶生产能力中约87%使用乳液聚合法，通常所说的丁苯橡胶主要是指乳聚丁苯橡

胶。乳聚丁苯橡胶又包括高温乳液聚合的热丁苯与低温乳液聚合的冷丁苯。前者于1942年工业化，目前

仍有少量生产，主要用于水泥、粘合剂、口香糖、以及某些织物包覆与模塑制品及机械制品。通常所说的

丁苯橡胶主要是指低温乳液聚合法生产的丁苯橡胶，1947年工业化，它有较高的耐磨性和很高的抗张强

度，良好的加工性能，以及其它综合性能，是目前产量最大、用途最广的合成橡胶品种。

溶聚丁苯橡胶（SSBR）是丁二烯与苯乙烯在烃类溶剂中，在丁基锂催化剂存在下聚合制得。

80年代后期生产的第二代溶聚丁苯橡胶滚动阻力优于乳聚丁苯橡胶和天然橡胶，抗湿滑性优于顺丁橡胶，

耐磨性也好，可以满足轮胎高速、安全、节能、舒适的要求，用其制造轮胎比乳聚丁苯橡胶节油3%~5%。

丁苯生胶是浅黄褐色弹性固体，密度随苯乙烯含量的增加而变大，耐油性差，但介电性能较好；

生胶抗拉强度只有20-35千克力/厘米2，加入炭黑补强后，抗拉强度可达250-280千克力/厘米2；其黏合

性﹑弹性和形变发热量均不如天然橡胶，但耐磨性﹑耐自然老化性﹑耐水性﹑气密性等却优于天然橡胶，

因此是一种综合性能较好的橡胶。

丁苯橡胶是橡胶工业的骨干产品，它是合成橡胶第一大品种，综合性能良好，价格低，在多数

场合可代替天然橡胶使用，主要用于轮胎工业，汽车部件、胶管、胶带、胶鞋、电线电缆以及其它橡胶制

品。

二、顺丁橡胶/聚丁二烯橡胶（BR）

丁二烯在聚合时由于条件不同可产生不同类型的聚合物。高顺式聚丁二烯橡胶1960年在国外

正式投入工业生产，我国于1967年工业生产。这种橡胶习惯上称为顺丁橡胶。它是一个大品种的合成橡

胶，主要用于轮胎工业。由于顺丁橡胶性能优越，成本较低，所以在橡胶生产中一直占有重要地位。

（1）聚丁二烯橡胶的分类

聚丁二烯橡胶主要按制法分类：

溶聚---- 1．高顺式聚丁二烯橡胶（顺式96%-98%，镍、钴、稀土催化剂）

．低顺式聚丁二烯橡胶（顺式35%-40%，锂催化剂）

．超高顺式聚丁二烯橡胶（顺式98%以上）

．低乙烯基聚丁二烯橡胶（乙烯基8%，顺式91%）

．中乙烯基聚丁二烯橡胶（乙烯基35%-55%）

．高乙烯基聚丁二烯橡胶（乙烯基70%以上）

．低反式聚丁二烯橡胶（反式9%，顺式90%）

．反式聚丁二烯橡胶（反式95%以上，室温为非橡胶态）

乳聚---- 乳聚聚丁二烯橡胶

本体聚合---- 丁钠橡胶（已淘汰）

（2）顺丁橡胶的结构顺丁橡胶含顺势1，4-结构为96%~98%，反式1，4-结构1%~2%，1，

2-结构1%~2%。顺丁橡胶是结晶性橡胶，但结晶能力不强，所以自补强能力较小。另外，顺丁橡胶的结晶

对应变得敏感性低，这也是使顺丁橡胶的自补强性比天然橡胶的低得多的原因之一。

（3）顺丁橡胶的性能由于顺丁橡胶的分子结构主要是顺式1，4-结构，分子排列规整，所以其

弹性比天然橡胶还好。顺丁橡胶的玻璃化温度Tg=－105℃，故它的低温物理性能很好，耐寒温度低于－

55℃。弹性是通用橡胶中最好的一种。耐热性与天然橡胶相同，都为120℃，但耐热老化性能却优于天然

橡胶。拉伸强度比天然橡胶、丁苯橡胶都低，因此必须加入炭黑等补强剂。撕裂强度也比天然橡胶低，抗

湿滑性能不好，用于轮胎胎面、鞋底时，在湿路上易打滑。顺丁橡胶的耐磨性优异，滞后损失小，生热低，

这对制品在多次变形下的生热和永久变形的降低都十分有利。

顺丁橡胶在混炼前不需要塑炼。混炼胶的压出性能良好，适于注压成型，但粘着性差。顺丁橡

胶对加工温度的变化较敏感，当开炼机辊温在60℃以上时，胶料易脱辊，给加工带来一定的困难。一般需

要与天然橡胶或丁苯橡胶并用，以改善工艺加工性能。

顺丁橡胶的冷流性较大，这对生胶的包装、贮存和半成品的存放都提出了较高的要求。

（4） 顺丁橡胶的用途主要用于制造轮胎，还可用于制造耐磨制品（如胶鞋、胶辊）、耐寒制

品和防震制品，可作为塑料的改性剂。顺丁橡胶可与多种橡胶并用。制造乘用汽车轮时，可与丁苯橡胶并

用，并用量为35%~50%。制造载重汽车轮胎胎面时，常与天然橡胶并用，并用量为25%~50%。用于重

型越野汽车轮胎胎面时，天然橡胶75份，顺丁橡胶25份较好。用于胶布时，一般与丁苯橡胶并用，并用

量为15%~30%。用于制造轮胎胎侧时可与氯丁橡胶并用，以提高耐低温性能。顺丁橡胶也可与氯磺化聚

乙烯并用。

三、聚异戊二烯橡胶（IR）

聚异戊二烯橡胶简称异戊橡胶，其结构单元为异戊二烯。与天然橡胶一样，1954年开始工业化

生产。从整体上看，异戊橡胶的加工配合、性能及应用于天然橡胶相当，适于做浅色制品。但由于与天然

橡胶存在结构及成分上的差别，所以性能上还存在一定的差异。

聚异戊二烯的微观结构中顺式含量低于天然橡胶，即分子规整性低于天然橡胶，所以异戊橡胶

的结晶能力比天然橡胶差，分子量分布较窄，分布曲线为单峰。不含有天然橡胶中那么多的蛋白质和丙酮

抽出物等非橡胶烃成分。

异戊橡胶与天然橡胶相比，异戊橡胶质量及外观都较均匀，颜色较浅，塑炼快。未硫化胶流动

性好于天然橡胶，生胶有冷流倾向，格林强度较低，硫化速度较慢，所以在配合时硫磺用量应比天然橡胶

少用10%~15%，促进即用量比天然橡胶增加10%~20%。异戊橡胶压延、压出时的收缩率较低，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、定伸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比，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。异戊橡胶耐老化性能稍逊于天然橡胶。

四、乙丙橡胶

乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原料合成，耐老化、电绝缘性能和耐臭氧性能突出。乙丙橡胶可

大量充油和填充碳黑，制品价格较低，乙丙橡胶化学稳定性好，耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近。

乙丙橡胶的用途十分广泛，可以作为轮胎胎侧、胶条和内胎以及汽车的零部件，还可以作电线、电缆包皮

及高压、超高压绝缘材料。还可制造胶鞋、卫生用品等浅色制品。

五、丁腈橡胶

丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，

耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，电性能低劣，弹

性稍低。丁腈橡胶主要用于制造耐油橡胶制品。

六、丁基橡胶

丁基橡胶是由异丁烯和少量异戊二烯共聚而成的，主要采用淤浆法生产。透气率低，气密性优

异，耐热、耐臭氧、耐老化性能良好，其化学稳定性、电绝缘性也很好。 丁基橡胶的缺点是硫化速度慢，

弹性、强度、粘着性较差。丁基橡胶的主要用途是制造各种车辆内胎， 用于制造电线和电缆包皮、耐热传

送带、蒸汽胶管等。

七、氟橡胶

氟橡胶是含有氟原子的合成橡胶，具有优异的耐热性、耐氧化性、耐油性和耐药品性，它主要

用于航空、化工、石油、汽车等工业部门，作为密封材料、耐介质材料以及绝缘材料。

八、硅橡胶

硅橡胶由硅、氧原子形成主链，侧链为含碳基团，用量最大的是侧链为乙烯基的硅橡胶。既耐

热，又耐寒，使用温度在－100~300℃之间，它具有优异的耐气候性和耐臭氧性以及良好的绝缘性。缺点

是强度低，抗撕裂性能差，耐磨性能也差。硅橡胶主要用于航空工业、电气工业、食品工业及医疗工业等

方面。

九、聚氨酯橡胶

聚氨酯橡胶是由聚酯（或聚醚）与二异睛酸酯类化合物聚合而成的。耐磨性能好、其次是弹性

好、硬度高、耐油、耐溶剂。缺点是耐热老化性能差。聚氨酯橡胶在汽车、制鞋、机械工业中的应用最多。

生橡胶是线型分子,分子链是柔软的,链段能够移动,在外力作用下由蜷曲变为伸展,外力消失后又能恢

复,这是具有弹性的必要条件,但链跟链之间容易滑动,强度和韧性很差,必须经过交链,使分子链与分子链之

间有化学键的联系,才能增加强度和韧性.交联的办法通常是硫化.形成硫硫双键而交联.若硫通常占总量的

3%时,交联程度低,所得橡胶制品有很好弹性、韧性等。若加硫达30%时，链上的π键几乎都被交联，生成

高度交联的体型高分子，这就是硬橡胶皮。

一.关于橡胶的基本概念

１．橡胶：世界上通用的橡胶的定义引自美国的国家标准ASTM-D1566(America Society of Test and

Material)。定义如下：

橡胶是一种材料，它在大的变形下能迅速而有力地恢复其变形，能够被改性(硫化)。改性的橡胶实质

上不溶于（但能溶脹于）沸腾的苯、甲乙酮、乙醇—甲苯混合物等溶剂中。改性的橡胶室温下（18~29℃）

被拉伸到原来长度的两倍并保持一分钟后除掉外力，它能在一分钟内恢复到原来长度的1.5倍以下，具有

上述特征的材料称为橡胶。

注：1）橡胶是一种材料，具有特定的使用性能和加工性能，属有机高分子材料。

2）橡胶在室温下具有高弹性。

3）橡胶能够被改性是指它能够硫化。

4）改性的橡胶即硫化胶不溶解但能溶胀。

２．生胶： 没有加入配合剂且尚未交联的橡胶。

一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成，可以溶于有机溶剂。

３．混炼胶：生胶与配合剂经加工混合均匀且未被交联的橡胶。

常用的配合剂有硫化剂、促进剂、活性剂、补强填充剂、防老剂等。

４．硫化胶：混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下，经交联由线型大分子变成三维网状结构而

得到的橡胶。一般不溶于溶剂。

二．橡胶的分类

1．按来源和用途分：

2．按主链结构及极性分类

3．按形态分：

固体橡胶（块状橡胶）、液体橡胶、粉末橡胶

4．按交联结构分：

化学交联的传统橡胶、热塑性弹性体

以上各种橡胶，NR的用量最大，其次是SBR、BR、EPDM、IIR、CR、NBR，近年来，NR的用量

占全部橡胶用量的30%~40%，SBR占合成橡胶的40%~50%。

三．橡胶工艺原理

1． 橡胶的配合：

根据制品的性能要求，考虑加工工艺性能和成本等因素，把生胶和配合剂组合在一起的过程。一

般的配合体系包括生胶、硫化体系、补强体系、防护体系、增塑体系等。有时还包括其它一些特殊的体系

如阻燃、着色、发泡、抗静电、导电等体系。

1） 生胶（或与其它高聚物并用）：母体材料或基体材料

2） 硫化体系：与橡胶大分子起化学作用，使橡胶由线型大分子变为三维网状结构，提高橡胶性能、

稳定形态的体系。

3） 补强填充体系：在橡胶中加入炭黑等补强剂或其它填充剂，或者提高其力学性能，改善工艺性

能，或者降低制品成本。

4） 防护体系：加入防老剂，延缓橡胶的老化，提高制品的使用寿命。

5） 增塑体系：降低制品硬度和混炼胶的粘度，改善加工工艺性能。

2． 橡胶的加工工艺过程：

无论什么橡胶制品，都要经过混炼和硫化这两个过程。对许多橡胶制品，如胶管、胶带、轮胎等，

还需经过压延、压出这两个过程，对门尼粘度比较高的生胶，还要塑炼。因此，橡胶加工中最基础、最重

要的加工过程包括以下几个阶段：

1）塑炼：降低生胶的分子量，增加塑性，提高可加工性。

2）混炼：使配方中各个组分混合均匀，制成混炼胶。

3）压延：混炼胶或与纺织物、钢丝等骨架材料通过压片、压型、贴合、擦胶、贴胶等操作制成一定

规格的半成品的过程。

4）压出：混炼胶通过口型压出各种断面的半成品的过程，如内胎、胎面、胎侧、胶管等。

5）硫化：橡胶加工的最后一道工序，通过一定的温度、压力和时间后，使橡胶大分子发生化学反应

产生交联的过程

硫化是胶料通过生胶分子间交联，形成三维网络结构，制备硫化胶的基本过程。不同的硫化体系适

用于不同的生胶。

尽管阐述弹性体硫化的文献数量众多，但有关橡胶硫化的研究仍在深入持久地进行。研究的目的主

要是改进硫化胶的力学性能及其它性能，简化及完善工艺过程，降低硫化时有害物质的释放等等。为了评

估近年来的有关硫化的新的见解，首先有针对性地简述当前使用的硫化体系。

传统的硫化体系

不饱和橡胶 通常使用如下几类硫化体系。

1.以硫黄，有机二硫化物及多硫化物、噻唑类、二苯胍类，氧化锌及硬脂酸为主的硫化剂。这是最通

用的硫化体系。但所制得的硫化胶的耐热氧老化性能不高。

2.烷基酚醛树脂。

3.多卤化物(如用于聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶及丁腈橡胶的六氯乙烷)、六氯-对二甲苯。

4.双官能试剂[如醌类、二胺类、偶氮及苯基偶氮衍生物(用于丁基橡胶及乙丙橡胶)等]。

5.双马来酰亚胺，双丙烯酸酯。两价金属的丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)、预聚醚丙烯酸酯。

6.用于硫化饱和橡胶的有机过氧化物。

饱和橡胶 硫化不同种类的饱和橡胶时，可使用不同的硫化体系。例如，硫化三元乙丙橡胶时，使用

有机过氧化物与不饱和交联试剂，如三烯丙基异氰脲酸酯(硫化剂TAIC)。

硫化硅橡胶时也可使用有机过氧化物。乙烯基硅橡胶硫化时可在催化剂(Pt)参与条件下进行。

在有关专著中对氟橡胶的通用硫化方法进行了阐述。

含卤原子橡胶或含功能性基团的橡胶 聚氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯及氯化丁基橡胶等是最常用的

含氯橡胶。

硫化氯丁橡胶通常采用ZnO与MgO的并用物，以乙撑硫脲(NA-22)、二硫化秋兰姆、二-邻-甲苯基

二胍(促进剂BG)及硫黄作硫化促进剂。

硫化氯磺化聚乙烯时可使用如下硫化体系。

1.氧化铝、氧化铅和氧化镁的并用物，以及氧化镁和季戊四醇酯，以四硫化双五甲撑秋兰姆(促进剂

TRA)及促进剂DM作硫化促进剂。

2.六次甲基四胺与己二酸及癸二酸盐及氧化镁。

3.有机胺与环氧化物作用的产物。

以下体系可用于氯化丁基橡胶硫化：

1.氧化锌与硬脂酸、氧化镁、秋兰姆及苯并噻唑二硫化物等的并用物；

2.乙烯基二硫脲与氧化锌及氧化镁的并用物。

3.多羟基甲基酚醛树脂与氧化锌的并用物。

4.二烷基二硫代氨基甲酸锌。

5.羟基芳香化物(间苯二酚、氢醌等)(在室温下)。

硫化羧基橡胶时常使用金属氧化物及过氧化物、多元醇、二元胺及多胺，环氧化物、二异氰酸酯及

聚异氰酸酯等。

硫化含胺基的橡胶时常用添加氧化锌的硫黄硫化体系、含卤有机物及环氧树脂等。

硫化含腈基的橡胶时常用氧化物(如MnO2、Sb2O5)硫化物(如CuS)以及添加硫黄的多胺(对于丙烯酸

酯橡胶)。

在无硫化剂时，由于聚合物中具有反应能力的官能团之间发生反应。在弹性体中也有可能生成化学

交联键网络。例如，在高温下，聚氯乙烯及丁腈橡胶并用胶中即有此种情况发生。

非传统硫化体系

近十年来，主要研究内容是硫化过程本身及硫化胶制品在使用过程中的生态问题以及完善硫化工

艺、降低焦烧和返原倾向、推广冷硫化等等。对防止硫化剂特别是硫黄在成品中的喷霜也给予了一定的关

注。通过选择适宜的硫化体系及硫化条件在改进硫化胶及制品性能方面也取得了一些成就。

降低使用硫化体系时的生态危害

不饱和橡胶的硫化体系中通常都含有硫黄，故目前正在采取一系列措施，以防止硫黄在称量等过程

中的飞扬，如可采用造粒工艺。

通常采用硫黄与二环戊二烯、苯乙烯及其低聚物的共聚物来消除硫黄喷霜。也有人曾建议过用硫黄

与高分子树脂的并用物、硫黄在环烃油中的溶解液、含硫低聚丁二烯、硫黄与5-乙烯-双环[9.2.1]庚-2-烯及

四氢化茚等的反应产物。向硫黄硫化胶中添加N-三氯甲基次磺基对氨基苯磺酸盐可减少喷霜。乙烯与α-

烯烃的共聚物、α-烯烃橡胶以及乙丙橡胶可用含Cl、S或SO2基的双马来酰亚胺衍生物硫化，而不用硫黄

硫化。

亚硝基胺的生态危害性是众所周知的。因此，以二胺为基础的促进剂因会生成挥发性亚硝基胺而具

有危险性。危险性最小的是二苄基二硫代氨基甲酸锌及二硫化二苄基秋兰姆。次磺酰胺类以及二硫化四甲

基秋兰姆及其它低烷基秋兰姆类促进剂可限量(0.4-0.5%)使用。对于轮胎胶料则常使用促进剂DZ(N,N’-二

环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺)，也可采用二硫化与四苄基秋兰姆双马来酰亚胺的并用物。不含氮原子的黄原

酸衍生物与少量常用促进剂的并用物不会生成亚硝基胺。以二烷基(C1-5)氧硫磷酰基三硫化物与N-三氯甲

基次磺酰基苯基次磺酰胺和二硫化苯并噻唑(促进剂DM)以及二苄基二硫代氨基甲酸锌等的并用物作促进

剂也不会生成亚硝基胺。使用维生素C及维生素E添加剂可降低通用硫化体系中亚硝基胺的生成量。从生

态观点来看，用以1,1’-二硫代双(4-甲基哌嗪)及其它哌嗪的衍生物为主的促进剂取代胺类促进剂是适宜的，

将秋兰姆和脲类并用，以及使用含2-15%多噻唑、15-50%双马来酰亚胺，15-45%次磺酰胺及20-55%硫

黄的混合物均可减少亚硝基胺的生成。建议用烷基二硫代磷酸盐作为三元乙丙橡胶的硫化促进剂，此时不

会生成亚硝基胺。用氨或正胺对填料与ZnO进行预处理可阻止生成亚硝基胺。往聚丁二烯导丁苯橡胶的硫

黄硫化并用胶料中加入少量CaO、Ca(OH)2及Ba(OH)2也能阻止生成亚硝基胺。

改进硫化胶的工艺及使用性能

近年来，用以改进硫化胶，特别是不饱和橡胶性能的硫化体系的品种显着增加。

不饱和橡胶

新型硫化剂 建议用邻苯二甲酸及偏苯三酸的Ca、Mg、Zn及其它两价金属盐来硫化羧基橡胶。含此

类金属盐的胶料抗焦烧，其硫化胶的强度可达18MPa。以Fe(OH)3作促进剂用三乙醇胺可硫化丁二烯、

丙烯腈及异丙氧基羰基甲基丙烯酸甲酯的共聚物。所得硫化胶用于制备耐油和耐苯的制品。

用多功能乙烯酯可使丁腈橡胶交联。用过氧化物硫化这些橡胶时，常用丙烯酸或二甲基丙烯酸苯酯

和萘酯作共硫化剂，所得硫化胶具有耐热性及高耐磨性。常用季戊四醇四乙烯酯来降低硫化温度。

建议将以乙烯硫脲为基础的新型硫化剂用于硫化丁腈橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶及三元乙丙橡胶。

使用低分子量的酚醛树脂硫化丁腈橡胶可生成互穿网络，从而起到增强作用。醌单肟(Na、Zn、Al)盐及对

醌二肟(Na、Zn)盐可用于硫化顺丁橡胶。

常用乙烯基三甲氧基硅烷来硫化二元乙丙橡胶及三元乙丙橡胶。在过氧化酚醛低聚物存在下的过氧

化物硫化可改进三元乙丙胶的高温性能及物理机械性能。也可用含过氧基的环氧齐聚物硫化三元乙丙橡

胶；此时，炭黑胶料的粘度下降，硫化胶的强度性能得到改善。

烷氧端基聚硅氧烷常用于聚丙烯与三元乙丙共混胶的动态硫化，所得热塑性弹性体具有高耐热性。

新型硫化促进剂 羧基丁腈橡胶的硫化是采用硫代磷酸二硫化物与促进剂DM或N-氧化二乙烯-2-苯

并噻唑次磺胺并用物。二甲苯与蒽的二硝基氧化衍生物可将硫化速率提高1-3倍，而硫化温度仅为60-80

℃。(原需140-160℃)所得硫化胶可耐热氧老化。为了加速羟基丁腈橡胶的硫化，也有使用双(二异丙基)硫

代磷酸三硫化物的，可制得增高网络密度的硫化胶。

使用含芳香取代基或双键的苯并咪唑衍生物不仅可以提高丁腈橡胶的耐、热氧老化性能，而且可提

高强度及耐动态疲劳性能。此外还常往丁腈胶料中加入与杂环有共轭双键的苯并咪唑衍生物，从而使橡胶

的强度及耐热氧老化性能提高，动态性能得到改善。

往丁腈橡胶CKH-26中加入二磷或多磷酰氢化物，往丁腈橡胶CKH-18中加入有机二硫代磷酸酐可

加速硫化并使硫化胶保持稳定。由六次甲基二胺与硫黄缩聚可制得用于异戊橡胶及丁二烯橡胶的新型聚合

物硫化促进剂。此种硫化促进剂具有宽域的硫化平坦区，可使硫化胶的物理机械性能得到改善。异戊二烯

橡胶CKH-3及丁腈橡胶CKH-26常采用烷基三乙基氨溴化物作共硫化剂，此时，CKH-26硫化胶的强度可

从4.5MPa提高到6.8MPa。

建议采用以脂肪芳香酸和脂肪族酸或醇为基础的酯类和2-(2’,4’-二硝基苯基)硫代苯并噻唑新型硫化

剂，其分解诱导期在160℃时为140-165min。

为了提高不饱和橡胶的硫化速率，常常添加第二促进剂，如丁醛与苯胺的缩合物等。硫化天然橡胶

与丁苯橡胶的并用胶时，在使用秋兰姆的同时，还并用1-苯基-2,4-二缩二脲。可用2-(2,4-二硝基苯基)硫

醇基苯并噻唑与第二促进剂硫化天然橡胶。所得硫化胶的性能与用2-苯并噻唑-N-硫代码啉硫化的相似为了

提高天然橡胶的耐疲劳寿命常往该促进剂中加入酰胺基磷酸酯低聚物。在1,3-丁二烯和2-乙烯吡啶共聚物

存在条件下，天然橡胶的硫化速率加快，同时，硫化胶的强度增高。丁二烯橡胶和丁腈橡胶的硫化速率也

可用此种方法提高，且焦烧倾向降低。

往三元乙丙橡胶中加入水杨基亚胺铜及苯胺的衍生物可使硫化速率提高0.2-0.5倍。同时，硫化胶强

度提高，耐多次形变疲劳性能及耐热性改善。

使用脂肪酸的磷酸盐化烷基酰胺可提高丁苯硫化胶的强度(1倍)。如在硫黄中加入二烷基二硫代磷酸

钠及多季铵盐，则在硫化异戊橡胶时有协同效应，硫化胶强度达23.6MPa。

天然橡胶和丁苯橡胶的新型硫化剂是2-间二氮苯次磺酰胺。与一般次磷酰胺促进剂相比，它们可使

硫化速率提高得更快、硫化程度更高及诱导期更长。

丁基橡胶在热水中的“冷”硫化除使用二枯基过氧化物外，还可添加醌醚。在60℃时硫化时间为9d，

在95℃下则分别为12h和3h。

降低焦烧速率的新方法 近十年来，为了降低焦烧速率，使用了许多新型化合物。四苄基二硫化秋兰

姆与次磺酰胺的并用物以及2-吡嗪次磺酰胺对大多数用硫黄硫化的橡胶有效。对于丁苯橡胶与丁二烯橡胶

的并用胶，建议使用四甲基异丁基一硫化秋兰姆。对丁腈橡胶与一元乙丙橡胶的并用胶建议使用二甲基丙

烯酸锌。丁腈橡胶和异戊橡胶用过氧化物硫化时使用酚噻嗪极其有效，而硫化三元乙丙橡胶时有效的是酚

噻嗪及2,6-二-特丁基-甲酚。

降低返原性 建议使用二乙基磷酸的衍生物来降低返原性。此外，还可使用六次甲基双(硫代硫酸)钠、

五氯-β-羟基乙基二硫化物、双(柠檬酰胺)与三十碳六烯的并用物、二苯基二硫代磷酸盐(Ni、Sn、Zn)、1-

苯基-及1,5-二苯基-2,4-二硫脲与N-环己基苯并噻唑次磺酰胺的并用物等。

使用含0.1%至0.25%的双(2,5-多硫代-1,3,4-噻二嗪、0.5%至0.3%双(马来酰亚胺)及0.5%至3%次

磺酸胺的并用物也很有效。使用含硫黄及烯烃基的烷氧端基硅烷硫化剂则没有反原现象。

使用脂肪酸锌和芳香酸锌盐的并用物不仅可以减轻返原，而且还可以改进硫化胶的动态性能。加入

1,3双(柠檬亚氨甲基)苯不仅可以减轻返原，同时还可提高硫化胶的抗撕裂性及强度。

使用硫黄硫化活性剂的新途径 通常将ZnO(3-5质量份)与硬脂酸(1份)加以组合作为硫黄硫化的活性

剂。目前使用各种方法来降低氧化锌的用量，甚至取代氧化锌。例如，将促进剂M与促进剂TT和ZnO、

硬脂酸的并用物加热至100-105℃可使橡胶中ZnO含量降低至2质量份。

有时，也使用经聚合物表面活性剂溶液处理后的SiO2和ZnO并用物，这样，可降低ZnO用量，也

曾采用过以ZnO“包覆”的无机填料。

在某些场合，可采用电池生产中的下脚料取代ZnO，也可采用Ca、Zn及二氧化硅的并用物。

饱和橡胶

近年来，人们开发了许多新型硫化体系用于饱和橡胶的硫化。例如，用树脂硫化氢化丁腈橡胶时添

加马来酰亚胺可降低焦烧危险性。

有人推出了硫化饱和三元乙丙橡胶的新型共硫化剂，即脂肪族双(烯丙基)烷烃二元醇及双(烯丙基)聚

乙烯醇等。使用这些共硫化剂可以提高硫化速率并改进硫化胶的物理机械性能。

含卤素橡胶

为了完善含卤素橡胶的硫化科技人员作了许多研究工作。用金属氧化物硫化含氯橡胶，其交联键都

很脆弱。很多研究旨在克服这一缺点，如建议往ZnO及MgO中添加二硬脂酸二胺

[RNH(CH2)3NH2]?2C17H3COOH，后者可改善力学性能。

许多含氯橡胶，如氯丁橡胶、氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶及氯醚橡胶等硫化时使用2,5-二硫醇

基-1,3,4-噻二嗪的有机多硫衍生物与Mg0的并用物。

如果在氯丁胶料中含有用硅烷处理过的白炭里，则可以多硫有机硅烷及硫脲衍生物作为硫化体系。

这样制得的硫化胶具有高抗撕性能。

硫化氯丁橡胶时常用多胍替代ZnO。载于分子筛上的新型硫化剂2-硫醇-3-四基-4-氧噻唑硫醇可使橡

胶的耐疲功性及耐热性增高，它可代替有毒性的乙烯硫脲。也可用含硫黄、秋兰姆及低聚胺的硫化体系来

硫化氯丁橡胶。在使用。3-氯1,2环氧丙烷与秋兰姆自共聚的低聚物硫化氯丁橡胶时，胶料的焦烧稳定性

提高，硫化胶的物理机械性能也有所改善。

也有建议用乙烯硫脲作为氯丁橡胶的硫化剂(它也可用于硫化三元乙丙橡胶)。

在许多研究工作中都讨论了氯丁橡胶新的硫化方法。包括用金属硫化物取代金属氧化物，使改性填

料参预硫化过程。

例如，用硫化氢处理的K354炭黑，硫含量为6-8%，它也可与金属(Ba、Mo、Zn等)硫化物及氯丁

橡胶作用，在填料表面生成交联键。与含ZnO及MgO的批量生产的硫化橡胶相比，前者橡胶的强度提高

了50%，抗疲劳性能提高了1.5个数量级，永久变形减少到2%，硬度耐热氧老化和耐油、耐化学腐蚀性

均得到提高。

使用含氯丁橡胶，以乙烯双(二硫代氨基甲酸)铵改性的气相白炭黑及炭黑K345(50质量份)的体系，

也能达到上述效果。与用ZnO和MgO硫化的批量生产的橡胶相比，试验硫化胶的强度、抗撕性能及耐磨

性能均有提高，动态疲劳性能提高1.5个数量级，耐热性及耐酸性提高了2-9倍。

使用经特殊处理的气相白炭黑(30质量份)作为氯丁橡胶的填充剂，可根本改善氯丁橡胶的所有力学

性能。先用SiCl4处理气相白炭黑，在其表面生成OsiCl3基，取代OH基。然后用乙烯双(二硫代氨基甲

酸)锌及乙烯双(二硫化秋兰姆)的螯合盐改性之。使用此种体系的橡胶，其强度比批量生产橡胶要高5MPa，

永久变形为3-6%，撕裂强度为43-61KN/m(批量胶为9.5KN/m)。试验橡胶的耐磨性能比批量橡胶的要高

1.5倍，而耐疲劳性能则提高2倍。

氯化丁基橡胶，溴化丁基橡胶以及异烯烃和n-烷基苯乙烯的含氯，含溴共聚物可以用二(五甲撑四硫

化秋兰姆)和ZnO硫化。特-己基过氧化苯甲酸酯可用于硫化卤化丁基橡胶，此时，不会释放有毒气体甲基

溴。氯化和溴化丁基橡胶硫化胶以及异烯烃与烷基苯乙烯的含氯及含共聚物在以添加胺盐的三嗪硫醇胺盐

硫化时，硫化胶具有高强度及高耐热性。

含无机填料的氯化丁基橡胶可用烷基苯基二硫化物与二邻苯二酚硼盐的二-邻-甲基胍盐硫化。此种硫

化胶的强度可从2.4MPa提高到7.5MPa。将金属硫化物与用于氯化丁基橡胶硫化的硫黄硫化体系组合也有

良好的效果。此时，在橡胶配方中应含炭黑及10份用氨改性的气相白炭黑。硫化胶的强度可由18MPa增

至22MPa，永久变形降至8%，撕裂强度为101kN/m(批量生产橡胶为86kN/m)，耐磨性几乎提高了2倍，

耐疲劳性能提高了3倍以上。对氯醚橡胶及氯磺化聚乙烯及其共聚物也有类似的效果。氯化丁基橡胶硫化

时也使用金属硫化物，但要在脱水沸石参与下进行。沸石具有高吸附性，它可吸收释放出来的气体，从而

使硫化胶较为密实，并改善了性能。例如，强度从18MPa增至24MPa，撕裂强度为90kN/m(批量生产的

橡胶为46kN/m)，耐磨性提高了1倍，而耐多次形变疲劳性提高了二个数量级。

含氯橡胶(氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯等)可用对醌二肟、软锰矿及三氯化铁FeCl3?6H2O的并用物进

行低温硫化。

硅橡胶

一般认为，硅橡胶硫化体系的选择是非常有限的。但有关硅橡胶硫化的专利却不少。大多数专利涉

及室温固化。此种硫化要求使用带胶层的储槽、电镀槽，在电器表面需涂上绝缘层。当橡胶用作密封或其

它目的时常要求室温硫化。

硅橡胶低温硫化最简便的方法是使用表面有OH基的白炭黑。此类填料在有疏质子溶剂条件下用含

氯七甲基环四硅氧烷处理。在催化剂月桂酸二丁基锡存在下填充气相白炭黑的聚二甲基硅氧烷-α,ω-二醇也

能室温硫化。某些种类的聚硅氧烷可在经含硅端羟基齐聚物处理后的白炭黑存在下硫化。

含硅端烷氧基饱和弹性体在使用含硫的抗氧剂时能自硫化，生成硅氧键。硫化胶的耐热性良好。

与填料改性无关的硅橡胶冷硫化的一般原则在研究论文中有所阐述：

[1]在由带OH端基的生胶和RSiX3型交联剂组成的“单组分”体系中生成交联键。(式中X为羟基、亚

胺基、硅氮基或乙二酰胺基)。这些基团在空气中的水份作用下水解，生成OH基，此后无需催化剂通过缩

聚便生成Si-O-Si键。

[2]于催化剂(Pt，Sn，Ti的衍生物)参与下在含有能相互作用的含活性基团的两种硅橡胶组成的“双组

份”体系中生成交联键网络。

[3]在有填料、无催化剂时，两种或多种硅橡胶的端基可能会相互作用。

事实上，第2、第3种情况是性质相同，但含有不同活性基团的自硫化胶料。

目前，大量专利描述了这些过程的不同方面。但其中大多数只在细节上有所不同。例如一种可打印

12×104次、用于激光打印机的橡胶，(强度为5MPa)，是不用催化剂的甲基硅橡胶或二苯基硅橡胶，甚至

其它硅橡胶。由含端羟基和三甲基硅的两种二甲基硅橡胶与七甲基乙烯基硅橡胶及炭黑组成的体系也可进

行硫化。此外，硫化反应也可在含端羟基的有机硅橡胶与带ON=CR2交联剂的聚硅氧烷的混合胶料中进

行。端羟基二甲基硅橡胶在无水份时可用硅烷的二、三及四官能衍生物硫化。

含硅烷醇端基的有机硅橡胶可在无机填料存在条件下用乙烯基(三羟基)硅烷硫化。含三甲基硅烷醇端

基的硅橡胶在催化剂存在下，可用乙烯基三甲氧基硅氧烷硫化。硫化条件为20℃×7d。所得硫化胶强度达

5.6MPa。此种胶料用于制作涂层及粘合剂，也可用于电子、医疗及食品工业。

由含烯烃端基的聚硅氧烷，含SiH基的聚硅氧烷、催化剂及硅氧烷胶粘剂组成的胶料也可硫化。其

硫化胶与热塑性塑料和树脂的粘接性极好。在Pt催化剂及NH3存在下，有一种含烯烃基的聚硅氧烷的混

合胶料也可硫化。硫化胶的压缩永久变形很低。

N-杂环硅烷，如双(三烷基羟基硅烷基烯基氧化)吡啶，是金属、塑料粘接的增粘剂。在Pt催化剂及

填料存在下，它们可用于硫化端乙烯基硅氧烷及聚羟基硅氧烷的混合胶料。硫化反应持续时间为7d。与铝

粘接的剪切强度为3.8MPa。

橡胶的共硫化

含有各种可反应官能团的橡胶(性能不同)在有无害特殊硫化剂便可共硫化，这不仅对硅橡胶的低温硫

化是可行的，而且也适用于其它橡胶的高温硫化。如氯化天然橡胶与羟基丁腈橡胶共硫化，可制得耐油、

耐磨橡胶。氯化丁基橡胶与羟基丁腈橡胶在180℃下不用硫化剂便可共硫化。羟基丁腈橡胶与氯磺化聚乙

烯橡胶，包括填充炭黑的胶料也可共硫化。聚氯乙烯与氢化丁腈橡胶的并用胶在180-200℃下可共硫化，

生成胺基和醚基交联键。环氧化天然橡胶和氯磺化聚乙烯填充炭黑的胶料，在无硫化剂时可共硫化。硫化

胶的强度及撕裂强度极高，且耐磨性好。在无交联剂的情况下，环氧化天然橡胶与氯丁橡胶及羧基丁腈橡

胶的并用胶可共硫化。聚氯乙烯与羧基丁腈橡胶在180℃下共硫化，硫化胶的耐油、耐磨性都高。

因此，选择带活性官能基的配对橡胶，在无特殊交联剂的情况下进行共硫化，是近十年来为解决硫

化产生的生态问题和改善硫化胶性能的主要方向之一。转载请注明出自中国汽车技术论坛

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1综述 3

2橡胶加工工艺 3

2.1塑炼工艺 3

2.2混炼工艺 3

2.3压延工艺 4

2.4压出工艺 5

2.5注射工艺 5

2.6压铸工艺 5

2.7硫化工艺 5

2.8其他生产工艺 6

3橡胶配方设计 6

3.1橡胶的硫化（交联） 6

3.1.1硫黄硫化体系 6

3.1.2过氧化物硫化体系-自由基机理 7

3.1.3氧化物硫化体系 7

3.2橡胶的填料 7

3.2.1作用 7

3.2.2填料的结构 8

3.3软化剂和增塑剂 9

3.3.1软化剂的作用 9

3.3.2常见品种 9

3.3.3选择原则 9

3.4橡胶的防护体系 10

3.4.1分类 10

3.4.2反应机理 10

3.5配方设计与硫化橡胶物性的关系 11

3.5.1拉伸强度 11

3.5.2撕裂强度 11

1综述

橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料，橡胶制品的基本

生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。

橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程，通过各种加工手段，使得弹性的橡胶变成

具有塑性的塑炼胶，在加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物

理机械性能好的橡胶制品。

2橡胶加工工艺

2.1塑炼工艺

生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔

软、便于加工的塑性状态的过程。

生胶塑炼的目的是降低它的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、压延、压出、

成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。

掌握好适当的塑炼可塑度，对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要求的前

提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现，有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混

炼。

在橡胶工业中，最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放

式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的

方法。

开炼机塑炼时温度一般在80℃以下，属于低温机械混炼方法。密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120

℃以上，甚至高达160-180℃，属于高温机械混炼。

生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。

几种胶的塑炼特性：

天然橡胶用开炼机塑炼时，辊筒温度为30-40℃，时间约为15-20min；采用密炼机塑炼当温度达到

120℃以上时，时间约为3-5min。

丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间，因此，丁苯橡胶也可不用塑炼，但是经过塑炼后可以提高配

合机的分散性

顺丁橡胶具有冷流性，缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低，可不用塑炼。

氯丁橡胶得塑性大，塑炼前可薄通3-5次，薄通温度在30-40℃。

乙丙橡胶的分子主链是饱和结构，塑炼难以引起分子的裂解，因此要选择门尼粘度低的品种而不用

塑炼。

丁腈橡胶可塑度小，韧性大，塑炼时生热大。开炼时要采用低温40℃以下、小辊距、低容量以及分

段塑炼，这样可以收到较好的效果。

2.2混炼工艺

混炼是指在炼胶机上将各种配合剂均匀的混到生胶种的过程。混炼的质量是对胶料的进一步加工和

成品的质量有着决定性的影响，即使配方很好的胶料，如果混炼不好，也就会出现配合剂分散不均，胶料

可塑度过高或过低，易焦烧、喷霜等，使压延、压出、涂胶和硫化等工艺不能正常进行，而且还会导致制

品性能下降。

混炼方法通常分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。这两种方法都是间歇式混炼，这是目前最广泛的

方法。

开炼机的混合过程分为三个阶段，即包辊（加入生胶的软化阶段）、吃粉（加入粉剂的混合阶段）

和翻炼（吃粉后使生胶和配合剂均达到均匀分散的阶段）。

开炼机混胶依胶料种类、用途、性能要求不同，工艺条件也不同。混炼中要注意加胶量、加料顺序、

辊距、辊温、混炼时间、辊筒的转速和速比等各种因素。既不能混炼不足，又不能过炼。

密炼机混炼分为三个阶段，即湿润、分散和涅炼、密炼机混炼石在高温加压下进行的。操作方法一

般分为一段混炼法和两段混炼法。

一段混炼法是指经密炼机一次完成混炼，然后压片得混炼胶的方法。他适用于全天然橡胶或掺有合

成橡胶不超过50%的胶料，在一段混炼操作中，常采用分批逐步加料法，为使胶料不至于剧烈升高，一般

采用慢速密炼机，也可以采用双速密炼机，加入硫磺时的温度必须低于100℃。其加料顺序为生胶—小料—

补强剂—填充剂—油类软化剂—排料—冷却—加硫磺及超促进剂。

两段混炼法是指两次通过密炼机混炼压片制成混炼胶的方法。这种方法适用于合成橡胶含量超过

50%得胶料，可以避免一段混炼法过程中混炼时间长、胶料温度高的缺点。第一阶段混炼与一段混炼法一

样，只是不加硫化和活性大的促进剂，一段混炼完后下片冷却，停放一定的时间，然后再进行第二段混炼。

混炼均匀后排料到压片机上再加硫化剂，翻炼后下片。分段混炼法每次炼胶时间较短，混炼温度较低，配

合剂分散更均匀，胶料质量高。

2.3压延工艺

压延是将混炼胶在压延机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、

压型和纺织物挂胶等作业。

压延工艺的主要设备是压延机，压延机一般由工作辊筒、机架、机座、传动装置、调速和调距装置、

辊筒加热和冷却装置、润滑系统和紧急停车装置。压延机的种类很多，工作辊筒有两个、三个、四个不等，

排列形式两辊有立式和卧式；三辊有直立式、Γ型和三角形；四辊有Γ型、L型、Z型和S型等多种。按

工艺用途来分主要有压片压延机（用于压延胶片或纺织物贴胶，大多数三辊或四辊，各辊塑度不同）、擦

胶压延机（用于纺织物的擦胶，三辊，各辊有一定得速比，中辊速度大。借助速比擦入纺织物中）、通用

压延机（又称万能压延机，兼有压片和擦胶功能、三辊或四辊，可调速比）、压型压延机、贴合压延机和

钢丝压延机。

压延过程一般包括以下工序：混炼胶的预热和供胶；纺织物的导开和干燥（有时还有浸胶）

胶料在四辊或三辊压延机上的压片或在纺织物上挂胶依机压延半成品的冷却、卷取、截断、放置等。

在进行压延前，需要对胶料和纺织物进行预加工，胶料进入压延机之前，需要先将其在热炼机上翻

炼，这一工艺为热炼或称预热，其目的是提高胶料的混炼均匀性，进一步增加可塑性，提高温度，增大可

塑性。为了提高胶料和纺织物的粘合性能，保证压延质量，需要对织物进行烘干，含水率控制在1-2%，含

水量低，织物变硬，压延中易损坏，含水量高，粘附力差。

几种常见的橡胶的压延性能 天然橡胶热塑形大，收缩率小，压延容易，易粘附热辊，应控制各辊温

差，以便胶片顺利转移；丁苯橡胶热塑性小，收缩率大，因此用于压延的胶料要充分塑炼。由于丁苯橡胶

对压延的热敏性很显著，压延温度应低于天然橡胶，各辊温差有高到低；氯丁橡胶在75-95℃易粘辊，难

于压延，应使用低温法或高温法，压延要迅速冷却，掺有石蜡、硬酯酸可以减少粘辊现象；乙丙橡胶压延

性能良好，可以在广泛的温度范围内连续操作，温度过低时胶料收缩性大，易产生气泡；丁腈橡胶热塑性

小，收缩性大，在胶料种加入填充剂或软化剂可减少收缩率，当填充剂重量占生胶重量的50%以上时，才

能得到表面光滑的胶片，丁腈橡胶粘性小易粘冷辊。

2.4压出工艺

压出工艺是通过压出机机筒筒壁和螺杆件的作用，使胶料达到挤压和初步造型的目的，压出工艺也

成为挤出工艺。

压出工艺的主要设备是压出机。

几种橡胶的压出特性：天然橡胶压出速度快，半成品收缩率小。机身温度50-60℃，机头70-80℃，

口型80-90℃；丁苯橡胶压出速度慢，压缩变形大，表面粗糙，机身温度50-70℃，机头温度70-80℃，口

型温度100-105℃；氯丁橡胶压出前不用充分热炼，机身温度50℃，机头℃，口型70℃；乙丙橡胶压出

速度快、收缩率小，机身温度60-70℃，机头温度80-130℃，口型90-140℃。丁腈橡胶压出性能差，压出

时应充分热炼。机身温度50-60℃，机头温度70-80℃。

2.5注射工艺

橡胶注射成型工艺是一种把胶料直接从机筒注入模性硫化的生产方法。包括喂料、塑化、注射、保

压、硫化、出模等几个过程。注射硫化的最大特点是内层和外层得胶料温度比较均匀一致，硫化速度快，

可加工大多数模压制品。

橡胶注射成型的设备是橡胶注射成型硫化机。

2.6压铸工艺

压铸法又称为传递模法或移模法。这种方法是将胶料装在压铸机的塞筒内，在加压下降胶料铸入模

腔硫化。与注射成型法相似。如骨架油封等用此法生产溢边少，产品质量好。

2.7硫化工艺

早先，天然橡胶的主要用途只是做擦字橡皮；后来才用于制造小橡胶管。直到1823年，英国化学家

麦金托什才发明将橡胶溶解在煤焦油中然后涂在布上做成防水布，可以用来制造雨衣和雨靴。但是，这种

雨衣和雨靴一到夏天就熔化，一到冬天便变得又硬又脆。为了克服这一缺点，当时许多人都在想办法。美

国发明家查理·古德伊尔也在进行橡胶改性的试验，他把天然橡胶和硫黄放在一起加热，希望能获得一种一

年四季在所有温度下都保持干燥且富有弹性的物质。直到1839年2月他才获得成功。一天他把橡胶、硫

黄和松节油混溶在一起倒入锅中（硫黄仅是用来染色的），不小心锅中的混合物溅到了灼热的火炉上。令

他吃惊的是，混合物落入火中后并未熔化，而是保持原样被烧焦了，炉中残留的未完全烧焦的混合物则富

有弹性。他把溅上去的东西从炉子上剥了下来，这才发现他已经制备了他想要的有弹性的橡胶。经过不断

改进，他终于在1844年发明了橡胶硫化技术。

在橡胶制品生产过程中，硫化是最后一道加工工序。硫化是胶料在一定条件下，橡胶大分子由线型

结构转变为网状结构的交联过程。硫化方法有冷硫化、室温硫化和热硫化三种。大多数橡胶制品采用热硫

化。热硫化的设备有硫化罐、平板硫化机等。

2.8其他生产工艺

橡胶制品的生产工艺还有浸渍法、涂刮法、喷涂法、蕉塑法等。

制丁苯橡胶的化学方程式CH2=CH-CH=CH2+C6H5-CH=CH2 ----->

-[CH2-CH=CH-CH2-CH(C6H5)-CH2]-n

是由丁二烯（CH2=CH-CH=CH2）和苯乙烯（C6H5C2H3 ） 共聚而得到的

以异戊二烯为原料制备合成橡胶（异戊橡胶）的化学方程式 CH3CH3

! !

n(CH3)2C=CHCH3------- --[C-CH]-n

!

CH3

化学工业合成橡胶的化学反应方程式天然橡胶（NR） 以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、

水分、树脂酸、糖类和无机盐等。 弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，

加工性佳，易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化

变质；耐油和耐溶剂性不好，第抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性不高。使用温度范围：约－60℃～＋80℃。

制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。特别适用于制造扭振消除器、

发动机减震器、机器支座、橡胶－金属悬挂元件、膜片、模压制品。