緒論001

節橡膠在國民經濟中的重要性001

第二節橡膠材料的特征002

一、結構特征002

二、性能特點002

第三節橡膠的定義003

第四節橡膠的配合與加工003

一、原材料配合003

二、橡膠的加工過程004

三、檢測004

四、橡膠的性能表征004

第五節橡膠的歷史與發展現狀005

一、天然橡膠的認識與發展005

二、合成橡膠的誕生與發展006

三、橡膠工業的發展007

四、橡膠行業的發展現狀007

參考文獻010



章生膠011

節概述011

一、橡膠的種類011

二、橡膠的產量及應用011

第二節天然橡膠013

一、天然橡膠植物013

二、天然橡膠的制造014

三、天然橡膠的分類和等級015

四、天然橡膠的成分及其對加工、使用性能的影響017

五、天然橡膠的分子鏈結構和聚集態結構017

六、天然橡膠鏈烯烴的化學性質和物理機械性能019

七、天然橡膠的配合與加工023

八、天然橡膠的質量控制024

九、天然橡膠的代用品024

十、天然橡膠的應用024

第三節丁苯橡膠024

一、單體及分類025

二、丁苯橡膠的聚合工藝026

三、丁苯橡膠的結構與性能028

四、丁苯橡膠的典型性能參數031

五、丁苯橡膠的配合與加工032

六、丁苯橡膠的應用032

第四節聚丁二烯橡膠032

一、聚丁二烯的分類033

二、聚丁二烯橡膠的聚合工藝034

三、聚丁二烯橡膠的結構與性能035

四、聚丁二烯橡膠的配合與加工036

五、聚丁二烯橡膠的應用037

第五節乙丙橡膠037

一、單體及分類038

二、乙丙橡膠的聚合工藝038

三、乙丙橡膠的結構與性能039

四、乙丙橡膠的典型性能參數042

五、乙丙橡膠的配合與加工044

六、茂金屬催化聚合乙丙橡膠047

七、乙丙橡膠的應用047

第六節丁基橡膠047

一、單體及分類048

二、丁基橡膠的聚合工藝048

三、丁基橡膠的結構與性能049

四、丁基橡膠的典型性能參數051

五、丁基橡膠的配合與加工052

六、丁基橡膠的應用054

第七節丁腈橡膠054

一、單體及分類054

二、丁腈橡膠的聚合工藝054

三、丁腈橡膠的結構與性能055

四、丁腈橡膠的典型性能參數057

五、丁腈橡膠的配合與加工058

六、丁腈橡膠的應用059

七、特殊品種丁腈橡膠060

第八節氯丁橡膠062

一、單體及分類062

二、氯丁橡膠的聚合工藝062

三、氯丁橡膠的結構與性能063

四、氯丁橡膠的典型性能參數064

五、氯丁橡膠的配合與加工065

六、氯丁橡膠的應用065

第九節特種橡膠066

一、飽和碳鏈極性橡膠066

二、雜鏈橡膠067

第十節熱塑性彈性體068

第十一節液體橡膠和粉末橡膠069

一、液體橡膠069

二、粉末橡膠070

第十二節膠粉和再生橡膠070

一、膠粉071

二、再生橡膠071

參考文獻072



第二章橡膠的硫化體繫073

節概述073

第二節橡膠的硫化反應歷程及其表征074

一、橡膠的硫化歷程074

二、硫化歷程的表征075

第三節無促進劑的純硫黃硫化078

一、硫黃的品種078

二、硫黃的裂解和活性079

三、不飽和橡膠分子鏈的反應活性079

四、純硫黃硫化機理079

第四節有促進劑、活性劑的硫黃硫化080

一、促進劑的分類081

二、常用促進劑的結構與特點081

三、促進劑的並用089

四、促進劑的選擇090

五、硫黃硫化機理091

六、硫載體092

七、活性劑 093

八、防焦劑094

第五節各種硫黃硫化體繫094

一、普通硫黃硫化（CV）體繫094

二、有效硫化（EV）體繫095

三、半有效硫化（SEV）體繫096

四、高溫快速硫化體繫097

五、平衡硫化（EC）體繫098

第六節非硫黃硫化體繫101

一、過氧化物硫化體繫101

二、金屬氧化物硫化體繫105

三、酚醛樹脂硫化體繫105

四、醌二肟硫化體繫107

五、特種橡膠硫化體繫107

六、通過鏈增長反應進行的交聯109

七、輻射硫化110

第七節硫化膠的結構與性能110

一、交聯密度對硫化膠性能的影響110

二、交聯鍵類型對硫化膠性能的影響111

參考文獻112



第三章橡膠的補強與填充體繫114

節概述114

一、補強與填充的概念114

二、填料的作用115

三、填料的分類115

四、補強與填充的發展歷史115

第二節炭黑對橡膠的補強116

一、概述116

二、炭黑的分類與命名118

三、炭黑的性質及主要技術參數120

四、炭黑對橡膠加工性能的影響129

五、炭黑對硫化膠性能的影響132

六、炭黑的補強機理138

第三節白炭黑對橡膠的補強140

一、白炭黑的制造140

二、白炭黑的結構141

三、白炭黑的性質142

四、白炭黑對橡膠加工性能的影響145

五、白炭黑對硫化膠使用性能的影響147

六、白炭黑的發展與應用方向147

第四節其它填料149

一、有機樹脂補強劑149

二、無機填充劑153

三、短纖維補強155

四、新型納米增強技術158

五、新型碳納米材料補強161

參考文獻166



第四章橡膠的老化與防護167

節概述167

第二節橡膠的熱氧老化168

一、橡膠的氧化反應機理——自動催化自由基鏈反應168

二、影響橡膠熱氧老化的因素171

三、橡膠的熱穩定性173

第三節橡膠熱氧老化的防護174

一、自由基終止型抗氧劑的作用機理174

二、分解過氧化氫物抗氧劑的作用機理176

三、抗氧劑結構與防護效能的關繫176

四、抗氧劑的並用效能178

第四節橡膠的臭氧老化和防護179

一、橡膠臭氧化反應機理179

二、橡膠臭氧老化的影響因素180

三、橡膠臭氧老化的防護方法182

第五節橡膠的其他老化及防護183

一、橡膠的疲勞老化及防護183

二、有害金屬離子的催化氧化及防護185

三、橡膠的光氧老化及防護186

四、橡膠的生物老化與防護187

第六節橡膠防老劑的使用及進展188

一、普通防老劑188

二、長效性防老劑191

三、環保型防老劑193

四、橡膠防護體繫的設計194

參考文獻194



第五章橡膠的增塑劑及其它加工助劑196

節增塑劑的概念及分類196

第二節增塑劑的增塑原理197

一、增塑劑與橡膠的相容性198

二、增塑劑對橡膠玻璃化轉變溫度的影響199

第三節石油繫增塑劑200

一、石油繫增塑劑的生產200

二、操作油201

三、其它石油繫增塑劑209

第四節煤焦油繫增塑劑210

一、煤焦油211

二、古馬隆樹脂211

第五節松油繫增塑劑212

一、松焦油212

二、松香213

三、歧化松香（氫化松香）213

四、妥爾油213

第六節脂肪油繫增塑劑213

一、硬脂酸213

二、油膏214

三、其它214

第七節合成增塑劑215

一、合成增塑劑的分類及特征215

二、酯類增塑劑在橡膠中的應用217

第八節增塑劑的環保性及耐久性220

第九節增塑劑的質量檢驗221

第十節其它加工助劑222

一、分散劑222

二、均勻劑223

三、隔離劑223

四、脫模劑224

五、其他助劑224

參考文獻225



第六章混煉工藝226

節概述226

一、 橡膠混煉發展歷程226

二、混煉工藝及要求229

三、煉膠設備及其工作原理229

四、煉膠工藝方法239

第二節煉膠準備工藝239

一、生膠塑煉239

二、原材料的質量檢驗250

三、原材料的補充加工250

四、配料稱量251

五、設備的預熱與檢查251

第三節膠料混煉工藝252

一、開煉機混煉工藝252

二、密煉機混煉工藝257

三、低溫一次法連續煉膠工藝266

四、液相連續（濕法）混煉工藝269

五、雙螺杆連續混煉工藝270

六、幾種橡膠的混煉特性270

第四節混煉膠的質量檢驗271

一、膠料的快速檢查271

二、填料分散度的檢查272

第五節混煉膠微觀結構及其調控276

一、混煉膠的微觀結構276

二、混煉膠微觀結構與硫化膠性能的關繫276

三、混煉膠微觀結構的調控279

參考文獻280



第七章壓延工藝281

節壓延原理282

一、壓延時膠料的塑性流動和變形282

二、壓延時膠料的受力狀態和流速分布282

三、輥筒撓度及其補償283

四、壓延膠料的收縮變形和壓延效應284

第二節壓延準備工藝285

一、膠料的熱煉與供膠285

二、紡織物干燥和拉伸張力控制286

三、紡織物浸膠286

四、尼龍和聚酯簾線的浸膠熱伸張處理290

第三節壓延工藝292

一、膠片壓延292

二、紡織物掛膠297

三、鋼絲簾線壓延301

四、壓延半成品厚度的檢測控制302

參考文獻305



第八章擠出工藝306

節橡膠擠出設備306

第二節擠出原理308

一、擠出機的喂料308

二、膠料在擠出機內的塑化308

三、膠料在擠出機中的運動狀態309

四、膠料在機頭內的流動狀態309

五、膠料在口型中的流動狀態和擠出變形310

第三節擠出機的生產能力及擠出機的選型311

一、擠出機的生產能力311

二、擠出機的選型313

第四節口型設計313

一、口型設計的一般原則313

二、口型的具體設計314

第五節擠出工藝315

一、熱喂料擠出工藝315

二、胎面及內胎擠出318

三、冷喂料擠出工藝321

四、其他類型擠出機擠出322

參考文獻324



第九章硫化工藝325

節概述325

一、硫化的意義325

二、正硫化的測定方法326

第二節硫化條件的確定327

一、硫化溫度的確定及其影響因素327

二、硫化時間、等效硫化時間的確定和等效硫化效應的仿真328

三、硫化壓力的確定334

第三節硫化介質及其熱傳導性335

一、硫化介質335

二、硫化熱傳導計算337

三、制品硫化熱傳導分析340

第四節硫化方法342

一、介質熱硫化342

二、壓力熱硫化343

三、連續硫化344

四、其他硫化方法347

第五節硫化橡膠的收縮率348

一、制品硫化收縮率和制品準確收縮率的確定348

二、膠料收縮率的影響因素349

第六節橡膠制品的硫化後處理350

一、模具制品硫化後的修整351

二、橡膠模型制品的後處理353

三、含纖維骨架的橡膠制品的後處理354

四、橡膠海綿制品的後處理354

第七節橡膠制品常見的質量缺陷分析354

一、橡膠制品質量缺陷與混煉膠性能的關繫354

二、膠帶制品常見的硫化質量缺陷355

三、輪胎制品常見的硫化質量缺陷356

四、橡膠模型制品常見的硫化質量缺陷356

參考文獻357



第十章橡膠工業的環保與法規358

節橡膠工業的環保問題358

一、各類原材料的環保問題358

二、生產過程對環境的污染361

三、固體廢棄物對環境的污染363

第二節橡膠行業涉及的環保法規364

一、REACH法規365

二、輪胎標簽法367

參考文獻368

近年來我國橡膠工業取得了巨大的進步，也面臨著重大的變革。自2006年以來，我國輪胎產量和橡膠消耗量穩居世界位。橡膠工業由大到強，建設世界橡膠工業強國，也將是歷史必然。隨著橡膠工業的不斷發展壯大，產品結構調整、自主創新對橡膠行業技術人員的要求越來越高。為了適應形勢需要，我們在《實用橡膠工藝學》的基礎上，結合新材料、新技術、新工藝的發展，編寫了本書。

本書是橡膠原材料配合與加工的教材，全書分三部分：部分原材料配合，介紹了橡膠制品中常見的原材料（包括生膠、硫化體繫、補強填充體繫、防護體繫和增塑體繫）的品種、性能特點、作用原理（章到第五章）；第二部分是橡膠加工工藝，介紹了塑煉、混煉、壓延、擠出和硫化等工藝過程（第六章到第九章）；第三部分介紹了橡膠行業的環保要求（第十章）。

本書適合高分子材料與工程專業的學生和橡膠行業工程技術人員學習使用。

本書各章的編寫人員如下：

緒論杜愛華            第六章吳明生

章杜愛華          第七章鄧濤

第二章趙菲            第八章鄧濤

第三章吳明生、孫舉濤  第九章鄧濤

第四章孫翀            第十章杜愛華

第五章高光濤

本書是在青島科技大學橡膠工程教研室老師的集體努力下完成的，在本書付梓之際，感謝各位老師的辛勤付出。特別感謝阿朗新科公司的程寶家博士對原材料配合部分提出許多寶貴意見。本書的出版也得到了化學工業出版社的大力支持，在此表示感謝。

由於編者水平及經驗的局限性，不足之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。



編者

2022年6月