轮胎胎面胶生胶的选用天然橡胶的认知.docx
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轮胎胎面胶生胶的选用天然橡胶的认知
教师姓名
授课班级
课次
2
授课主要形式
多媒体
授课时数
2
授课内容
情景2橡胶制品生胶体系的选用
任务1轮胎胎面胶生胶的选用
(1)-天然橡胶的认知
教学目标
知识目标
了解轮胎的结构及其胎面胶生胶的种类;
理解轮胎胎面的性能要求;
掌握天然橡胶的分级方法及其分类品种;
能力目标
能根据轮胎胎面的性能要求初选适宜的生胶体系;(能明确NR的分级及分类方法)
素质目标
培养“认真对待、主动参与、协作提高”的素养;
教学重点
初选生胶(NR)的结构与性能特点;
教学难点
轮胎胎面生胶体系的初选;
课后作业
课外思考题:
1、从定义上区别橡胶、生胶、硫化胶、混炼胶;
2、查阅关于NR的来源和采集方法;
参考文献
《橡胶材料与配方》、《橡胶工业手册第一分册》、《现代橡胶配方设计》等;
主要教学方法
任务驱动法;
备注
教学内容与设计
时间分配
或备注说明
【整顿课堂秩序】
详细记录学生出勤情况。
【复习回顾】
对给定配方进行简要分析:
体系组成、材料作用等。
【任务布置】——任务一、选用轮胎胎面生胶-NR
【任务解析】:
1.分析轮胎胎面的性能要求;
2.初选轮胎胎面的生胶体系;
1)明确种类;
2)确定具体类型;
3.明确所选生胶体系的结构与性能特点,回归任务要求。
(下一次课完成)
【任务实施】:
1.轮胎胎面的性能要求分析;
学生查阅资料、分析讨论、汇报补充、师生总结。
(1)极好的耐磨性以提高翻新轮胎的使用寿命。
(胶料耐磨性好,拉伸、撕裂强度高,弹性大,以减少轮胎生热,提高抗刺穿性能,降低轮胎的滚动阻力)
(2)良好的行驶性能可适应各种路面及车辆和轮胎使用条件的需要,不致发生早期损坏。
(3)低的滚动阻力(可节省油耗,降低行驶轮胎的温度,提高轮胎的使用安全性)。
(4)使用的原材料应符合环保要求;不会对接触人员造成损伤及对环境造成污染。
(5)预硫化胎面应具有良好的耐老化性、黏合性能,以防止翻新轮胎使用到晚期胎面老化而与胎体开脱。
(6)为了防上预硫化胎面在使用过程中崩花掉块,胶料的耐屈挠性能也是人们关注的指标。
2.初选轮胎胎面的生胶体系;
1)明确种类;
2)确定具体类型;
学生查阅资料、分析讨论、汇报补充、师生总结。
一、天然橡胶
1、NR
天然橡胶是从天然植物中采集的胶乳,经过滤、凝固制成的以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物,简称NR;在工业上,也包括改性天然橡胶(注:
以天然橡胶为基础,经各种化学药剂处理)。
2、产胶植物
目前,全世界天然橡胶总产量的98%以上都来自巴西橡胶树;其他的包括银叶橡胶菊、杜仲树(反式聚异戊二烯)等。
二、天然橡胶化学组成
1、NR胶乳
天然胶乳是一种粘稠的乳白色液体,外观像牛奶,它是橡胶粒子在近中性介质中的乳状水分散体;胶乳会因生物、地质、气候及其它条件的影响,其成分和胶体的性质经常显示出很大的差异。
主要成分如下:
水分:
52—70%橡胶烃:
27—40%
蛋白质:
1.5—1.8%树脂:
1.0—1.7%
糖类:
0.5—1.5%无机盐类:
0.2—0.9%
2、NR固体
天然橡胶的主要成分为:
橡胶烃,另外还有大约7%的非橡胶成分;
橡胶烃——橡胶烃是由聚异戊二烯组成,它决定了天然橡胶的主要性能,橡胶烃含量少的橡胶,因杂质含量较多,物理机械较差。
蛋白质类——天然橡胶中的含氮化合物都属于蛋白质类,具有防老作用,去除蛋白质,则生胶老化过程加快,蛋白质中的碱性化合物及醇溶性蛋白有促进硫化作用,蛋白质在橡胶中易腐败变质而产生臭味,蛋白质吸水性使制品电绝缘性下降,其含量较高时,硫化胶硬度较高,生热加大。
丙酮抽出物——是一些树脂状物质,主要是一些高级脂肪酸和固醇类物质,高级脂肪酸是一种硫化活性剂,可促进硫化,并能增加胶料塑性,固醇类及某些还原性强的物质具有防止老化的作用。
灰分——是一些无机盐类物质,主要成分为钙、镁、钾、钠、铁、磷等,因其吸水性较大,会降低制品的电绝缘性,铜、锰等变价金属离子会使橡胶的老化速度加快,必须严格控制其含量。
水溶物——主要是糖类及酸性物质,对生胶的可塑性及吸水性影响较大(对耐水和绝缘制品要注意水溶物的作用)。
水分——其多少因干燥程度、贮存温度与湿度以及非橡胶组分的吸水性而定,含水量多,生胶在贮存过程中容易发霉,影响橡胶的加工,如混炼时易导致配合剂结团,而分散不均;压延、压出过程中易产生气泡或海绵等,1%以内的水分在橡胶加工过程中可以除去。
三、天然橡胶的品种
按制造方法的不同,NR主要有烟片胶、绉片胶以及标准胶;根据外观质量或理化性能指标的不同,各种天然橡胶还可以进一步分级。
1、烟片胶(RibbedSmokedSheet或RSS)
RSS是天然橡胶有代表性的品种,产量和消耗量较大,且生产设备简单,适合小胶园生产。
RSS表面带有菱形花纹、棕黄色片状橡胶;以新鲜胶乳为原料,烟熏干燥,烟气中的有机酸和酚类物质对橡胶有防腐和防老化作用;胶片干、综合性能好、保存期长,天然橡胶中物理机械性能最好的品种;用于制造轮胎及其它制品;(不足)耗用大量木材,生产周期长,因此成本高。
RSS按外形来分级,分为特级、一级、二级、三级、四级、五级等共六级,达不到五级的则列为等外胶;或分为:
NO.1X、NO.1、NO.2、NO.3、NO.4、NO.5及等外七个等级,其质量按顺序依次降低。
2、绉胶片
由于制造使用的原材料和加工方法的不同,而分为:
胶乳绉胶片和杂胶绉胶片,胶乳绉胶片是以胶乳为原料制成的,有白绉胶片和浅色绉胶片,还有一种低级的乳黄绉胶胶片。
分级凝固法值得的白绉胶片颜色洁白,而用全乳凝固法制得的浅色绉胶片颜色浅黄;与RSS相比,胶乳绉胶片含杂质较少,但机械性能稍低,成本更高(白绉胶片尤甚),适用于制造色泽鲜艳的浅色及透明制品;分级凝固所得的乳黄绉胶片因橡胶烃含量低,为低档绉胶片,常用于制造杂胶绉胶片的原料。
3、颗粒胶(标准胶)或标准马来西亚胶
颗粒胶是天然生胶中的一个品种,它是由马来西亚于60年代首先生产的,所以被命名为“标准马来西亚胶”,以SMR为代号。
颗粒胶的原料有两种,一种是以鲜胶乳为原料,制成高质量的产品;另一种是以胶杯凝胶等杂胶为原料,生产中低质量的产品。
SMR的生产是以提高天然橡胶与合成橡胶的竞争能力为目的的,打破了传统的烟片胶和绉片胶的制造方法和分级方法;生产周期短,成本较低,有利大型化、连续化生产;分级方法较科学,有利于控制质量,所得生胶杂质少、质量均匀;用途与烟片胶相同,胶质较(烟片胶)柔软,易加工,耐老化性稍差;颗粒胶的产量已超过传统烟片胶、风干胶片和绉片胶的总和。
SMR以天然生胶的理化性能为分级依据,能较好的反映生胶的内在质量和使用性能,现已被采用为国际标准天然橡胶分级方法;其中以机械杂质含量和塑性保持率(PRI)为分级的重要指标。
塑性保持率(PRI)表示生胶的氧化性能和耐高温操作性能的一项指标,其数值等于生胶经过140℃×30min热处理后的平均塑性值与原塑性值的百分比,所以又称为抗氧指数。
PRI值大的生胶抗氧化性能较好,但在塑炼时可塑性增加的慢;
根据机械杂质含量,我国颗粒胶分为4个等级,即:
5号、10号、20号和50号等4个等级,分别与ISO2000中的SMR5、SMR10、SMR20、SMR50相对应。
4、其它品种的天然橡胶
其它品种包括:
风干胶片、恒粘(CV)和低粘(LV)橡胶,还有胶清橡胶、专用天然胶以及天然橡胶的其它衍生物;专用NR:
易操作橡胶、充油橡胶、轮胎橡胶、接枝橡胶、填料橡胶、纯化橡胶、难结晶橡胶等。
风干胶片(airdriedsheet;ADS)是胶乳加酸凝固,凝块经压片后,自然风干或烘干而制得的浅色胶片;风干胶片和烟胶片在制胶工艺上除干燥工艺不同外,其他工艺是一样的。
两种生胶的性能无明显差别。
风干胶片颜色较浅,质量较好,适用于制造轮胎胎侧和其他浅色制品。
恒粘和低粘橡胶,其中恒粘橡胶(CV)是一种粘度稳定的天然橡胶,它是在胶乳凝固前加入羟基胺类化学药剂,使之与橡胶分子链上的醛基作用,使醛基钝化,从而抑制生胶在贮存中的硬化作用,保持生胶的粘度在一个稳定的范围;低粘橡胶(LV)是在CV制造的基础上加入占干胶量4%的环烷油,从而使生胶的门尼粘度进一步降低。
粘度稳定的天然橡胶可以简化制品加工工艺,保证制品性能的一致性;而低粘恒粘天然橡胶还可以减少或免去橡胶的烘胶和塑炼工序,降低能耗。
若将CV与LV与有效硫化体系相结合,则硫化胶生热低、耐屈挠和耐磨性都好,是制造高速轮胎的原材料(高粘恒粘子午线轮胎天然橡胶的研究成为近10多年来研究的热点)。
课堂总结:
工作任务:
任务一、选用轮胎胎面生胶-NR
主要内容:
胎面胶的性能要求;NR的分类、品种;
课外作业:
1、写出NR的分子结构式,并说明其极性、饱和性和结晶性;
2、基于NR的结构总结NR的性能特点;
学生出勤
2min
记入考核
10min
任务布置及实施
5min
分析性能要求
15min
初选生胶
明确具体品种
45min
引导
分析讨论
查阅资料
引导讨论
总结及布置
5min
绩效考核与管理是人力资源管理专业教学的必修课程,课程主要向学生讲解绩效管理的相关理论、方法及实务。
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