橡膠工藝學試題庫 + 答案，值得收藏！
發布時間：2016-09-23 12:56:28 人瀏覽
來源： 橡膠技術網
橡膠工藝學試題庫
一、填空題
1. 生膠即尚未被交聯的橡膠，由線形大分子或者帶支鏈的線性大分子構成。
2. 生膠隨溫度的變化有三態，即玻璃態、高彈態和粘流態。
3. 橡膠按來源與用途可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。
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構單元是異戊二烯。
6. 產量最大的一種合成橡膠是丁苯橡膠，其結構單元是苯乙烯和丁二烯。
7. 生產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，只能用過氧化物交聯；三元乙丙橡膠主鏈完全飽和，但含有一定不飽和的側鏈。
9. 硫化是指橡膠的線型大分子鏈通過化學交聯而構成三維網狀結構的化學變化過程。
10. 橡膠硫化體系的三個部分是硫化劑、活化劑、促進劑。
11. 橡膠硫化的歷程可分為四個階段：焦燒階段、熱硫化階段、平坦硫化階段、過硫化階段。
12. 促進劑可以降低硫化溫度、縮短硫化時間、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強劑和填充劑兩大類。最主要的補強劑是炭黑。
14. 炭黑按制造方法可分為爐法炭黑、槽法炭黑、熱裂解炭黑、新工藝炭黑。
15. 白炭黑的化學成分是二氧化硅，可分為氣相法和沉淀法兩大類，其補強效果次于炭黑。
16. 橡膠發生老化的主要因素有熱氧老化、光氧老化、臭氧老化和疲勞老化。
17. 橡膠的增塑實際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. 橡膠共混物的形態結構可分為均相結構、單相連續結構、兩相聯系結構。
20. 橡膠的配方設計就是根據產品的性能要求和工藝條件，合理地選用原材料，制訂各種原材料用量和配比關系。
21. 橡膠工業中常用的混煉方法分為兩種：間歇式混煉和連續式混煉。
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：通過機械力、熱、氧或加入某些化學物質等方式，使橡膠由強韌的高彈態轉變為柔軟的塑性態的過程。
2. 混煉：通過適當的加工將配合劑與生膠均勻混合在一起，制成質量均一的混合物，完成這一加工操作的工藝過程稱為混煉。
4. 壓出：是使膠料通過擠出機機筒壁和螺桿間的作用，連續地制成各種不同形狀半成品的工藝過程。
5. 正硫化：在工業上又稱為最宜硫化，是橡膠制品性能達到最佳值時的硫化狀態。
三、簡答題
1.什么是液體橡膠？與普通橡膠相比有什么優缺點？（15分）
指室溫下為粘稠狀可流動的液體，經適當的化學反應后可形成三維網狀結構，成為具有與普通橡膠類似性能的材料。
優點：易于實現機械化、自動化、連續化生產，不需用溶劑、水等分散介質便看實現液體狀態下的加工。
缺點：擴鏈后的強度及耐撓曲性不如固體橡膠，加工需另建系統，現有設備不適用，材料成本高。
2. 橡膠硫化后結構和性能發生那些顯著變化（試指出至少五方面）？（15分）
線型結構轉變為體型結構；加熱不再流動；不再溶于良溶劑中；模量和硬度提高；力學性能提高；耐老化性能和化學穩定性提高。
3. 什么是焦燒？防止焦燒的最直接措施是什么？（15分）
橡膠在加工過程中要經過塑煉、混煉、壓延等工序，經受各種溫度下不同時間熱的作用。在加工工序或膠料停放過程中，可能出現早期硫化現象，即膠料塑性下降、彈性增加、無法進行加工的現象，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. 試以大分子鏈滑動學說說明炭黑的補強機理（15分）。
橡膠大分子能在炭黑表面上滑動，從而消除掉外來的一部分能量。炭黑粒子表面的活性不同，有少數強的活性點以及一系列能量不同的吸附點。吸附在炭黑表面上的橡膠鏈可以有各種不同的結合能量，有多數弱的范德華力的吸附以及少量強的化學吸附。吸附的橡膠鏈段在應力作用下會滑動伸長，發生形變，使外力對其做功，能量分散、消耗，而橡膠高分子長鏈不會發生斷裂，相當于強度增加。
5. 什么是橡膠的老化？老化過程中期分子結構發生了哪些變化？（15分）
橡膠或橡膠制品在加工、貯存和使用的過程中，由于受內、外因素的綜合作用（如熱、氧、臭氧、金屬離子、電離輻射、光、機械力等）使性能逐漸下降，以至于最后喪失使用價值，這種現象稱為橡膠的老化。
分子鏈降解、分子鏈之間交聯、主鏈或側鏈發生改性。
6.舉例說明橡膠老化的防護方法：
物理防護法：盡量避免橡膠與老化因素相互作用的方法。如：在橡膠中加入石蠟，橡塑共混，電鍍，涂上涂料等。化學防護法：通過化學反應延緩橡膠老化反應繼續進行。如：加入化學防老劑。
7. 什么是橡膠的熱氧老化？影響熱氧老化的外部因素主要有哪些？并作定性說明。
生膠或橡膠制品在熱和氧兩種因素的共同作用下發生的老化成為熱氧老化。
溫度：越高則老化越快；
氧的濃度：在一定范圍內隨氧濃度的升高而變化，超過一定濃度后無關。
金屬離子：少量變價金屬離子的存在會大大加速熱氧老化。
8. 常用熱氧老化防老劑的作用機理是什么（舉三類分別說明）。
鏈終止型防老劑：其作用主要是與鏈增長自由基R·或RO2·反應，以終止鏈增長過程來減緩氧化反應。
破壞氫化過氧化物性防老劑：機理是破壞氫過氧化物，使它們不生成活性游離基，延緩自動催化的引發過程，一般不單獨使用，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：主要是酰胺類、醛胺縮合物等，他們能與酚類和胺類防老劑有效地并用。主要是銅抑制劑和鐵抑制劑，可有效降低金屬離子的濃度。
9.什么是橡膠的疲勞老化？其老化機理目前主要有哪兩種？其要點是什么？
指在多次變形條件下，使橡膠大分子發生斷裂或者氧化，結果使橡膠的物性及其他性能變差，最后完全喪失使用價值，這種現象稱為疲勞老化。
老化機理主要有機械破壞理論：認為橡膠的疲勞老化是有所施加到橡膠上的機械應力使其結構及性能產生變化，以至最后喪失使用價值。在該過程中的化學反應只是影響疲勞過程的一個因素。
力化學理論：認為橡膠的老化過程是在里的作用下的一個化學反應過程，主要是在力作用下的活化氧化過程。
10. 相容性如何影響橡膠共混物的形態結構？
熱力學相容性是聚合物之間均勻混合的主要推動力。兩種聚合物的相容性越好就越容易相互擴散而達到均勻的混合，過渡區也就寬廣，相界面越模糊，相疇越小，兩相之間的結合力也越大。
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相互擴散的傾向極小，相界面很明顯，其結果是混合較差，相之間結合力很弱，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，這時兩種聚合物可相互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、相之間結合力較強的復相結構的共混產物。
11．橡膠配方設計有什么原則？
總的目的是優質高產，物美價廉。
使產品性能滿足使用的要求或給定的指標；在保證滿足使用性能或給定的指標的情況下，盡量節約原材料和降低成本；或者在不提高產品成本的情況下提高產品的質量；要使膠料適合于混煉、壓延、擠出、硫化等工藝操作以及有利于提高設備的利用率；要考慮產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到協調；在保證質量的前提下，應盡可能地簡化配方。
12. 影響塑煉的因素有哪些？試對其作定性說明。
機械力：越大則塑煉越快；
氧：加速塑煉；
溫度：越高則越快；
化學塑解劑：大大加速塑煉；
靜電與臭氧：加速。
13 混煉操作開始前，需進行哪些準備工作？
各種原材料與配合劑的質量檢驗：配合劑的檢驗包括純度、粒度及其分布、機械雜質、灰分及揮發分、酸堿度等；生膠的檢驗包括化學成分、門尼粘度、物理機械性能。
對某些配合劑盡心補充加工：固體配合劑的粉碎、干燥和篩選；低熔點固體配合劑的融化和過濾；液體配合劑的加溫和過濾；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、損失及環境污染，有時候將某些配合劑、促進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混合制成的物料。
稱量配合操作：即按配方規定的原材料品種和用量比例，以適當的衡器進行稱量搭配。
14 什么是壓延效應？其原因是什么？
壓延效應是指壓延后的膠片在平行和垂直于壓延方向上出現性能各向異性的現象。
原因：橡膠大分子鏈的拉伸取向；形狀不對稱的配合劑粒子沿壓延方向的取向。
15 減少壓延效應的措施有哪些？
配方設計：盡量不用幾何形狀不對稱的配合劑。
壓延工藝方面：適當提高壓延機輥筒表面的溫度；提高壓延半成品的停放溫度；降低壓延速度；適當增加膠料的可塑度；將熱煉后的膠料調轉90?向壓延機供膠。
16 冷喂料壓出有什么優點？
(1)冷喂料壓出對壓力的敏感性小，盡管機頭壓力增加或口型阻力增大，但壓出速率降低不大。
(2)由于不需熱煉工序，減少了質量影響因素，從而壓出物更加均勻
(3)膠料的熱歷程短，所以壓出溫度較高也不易發生早期硫化。
(4)應用范圍廣，靈活性大，可適用于天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠等。
(5)冷喂料擠出機的投資和生產費用較低。橡膠技術網
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