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第1章 生胶及其化学改性 1

1.1 概论 1

1.2 天然橡胶（NR） 2

1.2.1 天然橡胶的化学结构 3

1.2.2 天然橡胶的质量控制及其应用 3

1.3 不饱和碳链合成橡胶 4

1.3.1 丁苯橡胶（SBR） 4

1.3.2 聚丁二烯（BR） 5

1.3.3 聚异戊二烯（IR） 6

1.3.4 苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶（SIBR） 7

1.3.5 氯丁橡胶（CR） 7

1.3.6 丁腈橡胶（NBR） 8

1.4 饱和碳链合成橡胶 8

1.4.1 乙丙橡胶（EPR） 8

1.4.2 丁基橡胶（IIR） 9

1.4.3 氢化丁腈橡胶（HNBR） 10

1.4.4 聚丙烯酸酯橡胶（ACM） 10

1.4.5 氟橡胶 11

1.5 杂链合成橡胶 12

1.5.1 聚氨酯橡胶 12

1.5.2 聚硫橡胶 12

1.5.3 硅橡胶 13

1.5.4 氯醚橡胶 13

1.6 热塑性弹性体 14

1.6.1 苯乙烯嵌段共聚物（SBC） 15

1.6.2 聚酯共聚物（COPs） 15

1.6.3 热塑性聚氨酯（TPUs） 16

1.6.4 聚酰胺（PEBAs） 16

1.6.5 聚烯烃类热塑性弹性体（TEO） 17

1.6.6 热塑性硫化胶（TPV） 17

1.7 液体橡胶 18

1.7.1 液体橡胶的分类 18

1.7.2 液体橡胶的交联特性 18

1.7.3 液体橡胶的用途 19

1.8 橡胶的化学改性 19

1.8.1 分子链基团反应 19

1.8.2 接枝共聚反应 21

1.8.3 嵌段共聚物 22

1.8.4 力化学 22

1.9 胶粉和再生胶 23

1.9.1 胶粉 23

1.9.2 再生胶 23

第2章 橡胶硫化 24

2.1 概论 24

2.2 无促进剂硫黄硫化 24

2.2.1 二烯类橡胶的反应性 24

2.2.2 硫黄的反应性 26

2.2.3 橡胶与硫黄的硫化反应 26

2.3 促进剂-硫黄硫化 28

2.3.1 促进剂的分类 29

2.3.2 促进剂的并用 30

2.3.3 促进剂化学 30

2.3.4 硫化化学 32

2.3.5 交联后硫化化学 36

2.3.6 硫黄-促进剂硫化体系 36

2.4 酚类化合物、苯醌衍生物和双马来酰亚胺硫化 39

2.5 金属氧化物硫化 41

2.6 有机过氧化物硫化 42

2.6.1 不饱和烃类弹性体 43

2.6.2 饱和烃弹性体 44

2.6.3 硅橡胶 44

2.6.4 聚氨酯弹性体 45

2.7 硫化对硫化胶性能的影响 45

2.7.1 交联键密度与性能的关系 45

2.7.2 交联键类型与性能的关系 46

第3章 橡胶补强和补强填充体系 48

3.1 概论 48

3.2 炭黑 48

3.2.1 炭黑的分类 48

3.2.2 炭黑的命名 49

3.2.3 炭黑的补强作用 50

3.3 白炭黑 51

3.3.1 白炭黑的分类 52

3.3.2 白炭黑的表面改性及其对橡胶补强作用 53

3.4 炭黑-白炭黑双相粒子 53

3.4.1 CSDPF的结构和形貌 54

3.4.2 CSDPF的表面改性及其对橡胶的补强 55

3.5 碳酸钙 56

3.5.1 碳酸钙的物理和化学性质 57

3.5.2 碳酸钙的表面改性 58

3.5.3 碳酸钙的补强效果 58

3.6 蒙脱土 59

3.6.1 蒙脱土的主要成分 59

3.6.2 蒙脱土的离子交换性能 60

3.6.3 蒙脱土的改性 60

3.6.4 蒙托土对橡胶的补强作用 61

3.7 凹凸棒土 61

3.7.1 凹凸棒土的主要成分和结构 61

3.7.2 凹凸棒土的性质 62

3.7.3 凹凸棒土的提纯和改性 63

3.7.4 凹凸棒土对橡胶的补强应用 64

3.8 氧化石墨烯 64

3.8.1 表面化学结构 65

3.8.2 氧化石墨烯的表面改性 65

3.8.3 氧化石黑烯对橡胶的补强 67

3.9 碳纳米管 68

3.9.1 碳纳米管的结构 69

3.9.2 碳纳米管的性质 69

3.9.3 碳纳米管的改性 69

3.9.4 碳纳米管对橡胶的性能影响 70

第4章 橡胶的老化及防护 72

4.1 概论 72

4.2 老化的分类及防护 72

4.2.1 热氧老化及防护 72

4.2.2 金属离子的催化氧化及防护 73

4.2.3 臭氧老化及防护 74

4.2.4 疲劳老化及防护 75

4.3 橡胶的防老剂 75

4.3.1 常用橡胶防老剂 76

4.3.2 防老剂的并用及相互作用 79

第5章 橡胶的增塑和增塑体系 82

5.1 概论 82

5.2 橡胶增塑机理 82

5.2.1 润滑理论 82

5.2.2 凝胶理论 83

5.2.3 自由体积理论 83

5.3 增塑剂的种类及其选择 83

5.3.1 石油系增塑剂 83

5.3.2 煤焦油系增塑剂 85

5.3.3 松油系增塑剂 86

5.3.4 脂肪油系增塑剂 87

5.3.5 合成增塑剂 87

5.3.6 新型增塑剂 90

第6章 橡胶共混 91

6.1 概论 91

6.2 聚合物的相容性 91

6.2.1 聚合物并用胶的形态结构及影响 92

6.2.2 聚合物相态的影响因素 93

6.2.3 并用胶的界面 94

6.3 聚合物并用胶中的助剂分布 96

6.3.1 补强剂在并用胶中的分布 96

6.3.2 硫化剂在并用胶中的分布 96

6.4 聚合物并用胶的共交联 97

6.4.1 并用胶交联结构类型 97

6.4.2 并用胶的硫化速度 98

6.4.3 并用胶的相间交联 98

6.5 橡胶共混 99

6.5.1 天然橡胶共混 99

6.5.2 顺丁橡胶共混 99

6.5.3 硅橡胶的共混 99

6.5.4 三元乙丙橡胶的共混 100

6.6 橡塑共混 100

第7章 橡胶的粘合 101

7.1 概论 101

7.2 粘合机理 102

7.2.1 粘合产生的条件 102

7.2.2 粘附力 103

7.2.3 粘合理论 104

7.3 影响粘合强度的因素 105

7.3.1 分子量 106

7.3.2 极性 106

7.3.3 空间结构 106

7.3.4 补强和硫化 106

7.3.5 被粘表面的处理 106

7.3.6 粘合过程中的工艺因素 107

7.4 粘合剂的分类及应用 107

第8章 橡胶材料加工 109

8.1 概论 109

8.1.1 影响塑炼的主要因素 109

8.1.2 塑炼方法 111

8.1.3 工艺参数对塑炼过程的影响 113

8.2 胶料混炼 118

8.2.1 混炼的原理 118

8.2.2 混炼方法 119

8.2.3 胶料混炼后的补充加工 129

8.3 胶料压延 129

8.3.1 橡胶的压延理论 129

8.3.2 压延方法及工艺条件 131

8.4 胶料压出 137

8.4.1 压出机的基本结构 137

8.4.2 压出的流变理论 139

8.4.3 压出方法及工艺条件 140

8.5 胶料硫化 144

8.5.1 硫化程度的确定 144

8.5.2 硫化条件的选择 146

8.5.3 硫化介质 150

8.5.4 硫化工艺方法 151

第9章 橡胶性能及其表征 153

9.1 概论 153

9.2 生胶及混炼胶的加工特性 153

9.2.1 可塑度 153

9.2.2 门尼粘度 154

9.2.3 门尼焦烧 155

9.2.4 应力松弛 155

9.2.5 流变特性和口型膨胀 155

9.2.6 硫化特性 156

9.3 硫化胶的宏观性能 156

9.3.1 密度 156

9.3.2 硬度 157

9.3.3 拉伸应力-应变性能 157

9.3.4 有效弹性、滞后损失和冲击弹性 158

9.3.5 压缩应力-应变性能 159

9.3.6 动态性能 159

9.3.7 应力松弛和蠕变 160

9.3.8 低温性能 160

9.3.9 扩散和渗透性 161

9.3.10 抗撕裂性能 161

9.3.11 耐屈挠疲劳性能 162

9.3.12 耐磨耗性能 163

9.3.13 耐介质性能 164

9.3.14 耐热性能 164

9.3.15 耐燃烧性能 165

9.3.16 耐候性能 165

9.3.17 粘合性能 166

9.3.18 导电性能 167

9.3.19 导热性能 167

9.4 橡胶的微观结构和形态 168

9.4.1 红外光谱（FTIR） 168

9.4.2 拉曼光谱（Raman） 173

9.4.3 核磁共振波谱（NMR） 176

9.4.4 透射电子显微镜（TEM） 181

9.4.5 扫描电子显微镜（SEM） 186

9.4.6 热重分析仪（TG） 188

第10章 配方设计原理和方法 191

10.1 概论 191

10.2 配方设计原理 192

10.2.1 配合体系对工艺性能的影响 192

10.2.2 配合体系与物理机械性能的关系 199

10.2.3 产品成本与配合体系的关系 209

10.3 配方设计方法 211

10.3.1 配方设计的程序 211

10.3.2 配方设计的数学方法 217

第11章 橡胶材料的回收利用 222

11.1 概论 222

11.2 橡胶材料的物理循环利用 222

11.2.1 废弃橡胶制品的直接利用 222

11.2.2 橡胶硫化胶粉的制备与利用 223

11.3 废弃橡胶材料的再生 223

11.4 废弃橡胶材料的化学回收 224

11.4.1 常压惰性气体热解工艺 225

11.4.2 真空热解工艺 225

11.4.3 熔融盐热解工艺 225

11.5 废弃橡胶材料的能量回收 225

11.6 几种特种橡胶的回收 226

11.6.1 硅橡胶再生橡胶 226

11.6.2 丁基再生橡胶 226

11.6.3 乙丙再生橡胶 227

11.6.4 丁腈再生橡胶 227

11.6.5 氟橡胶再生橡胶 227

11.6.6 丙烯酸酯再生橡胶 227

11.6.7 氯丁橡胶再生橡胶 228

参考文献 229

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