山西礦用電纜 基礎(chǔ)知識(shí)MY MYP

(一) 什么是橡膠老化？
在表面上有哪此表現(xiàn)？ 答：橡膠及其制品在加工，貯存和使用過(guò)程中，由于受內(nèi)外因素的綜合作用而引起橡膠物理化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能的逐步變壞，最后喪失使用價(jià)值，這種變化叫做橡膠老化。 表面上表現(xiàn)為龜裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色、長(zhǎng)霉等。
（二）影響橡膠老化的因素有哪些？
答：引起橡膠老化的因素有： a）氧、氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂或過(guò)度交聯(lián)，引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。 B臭氧、臭氧的化學(xué)活性比氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對(duì)橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當(dāng)作用于變形的橡膠（主要是不飽和橡膠）時(shí)，出現(xiàn)與應(yīng)力作用方向垂直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”；作用于變形的橡膠時(shí)，僅表面生成氧化膜而不龜裂。 C）熱：提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴(kuò)散速度和活化氧化反應(yīng)，從而加速橡膠氧化反應(yīng)速度，這是普遍存在的一種老化現(xiàn)象——熱氧老化。 D)光：光波越短、能量越大。對(duì)橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外，橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基，引發(fā)并加速氧化鏈反應(yīng)過(guò)程。紫外線光起著加熱的作用。光作用其另一特點(diǎn)（與熱作用不同）是它主要在橡表面進(jìn)生。含膠率高的試樣，兩面會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，即所謂“光外層裂”。 E)機(jī)械應(yīng)力：在機(jī)械應(yīng)力反復(fù)作用下，會(huì)使橡膠分子鏈斷裂生成游離基，引發(fā)氧化鏈反應(yīng)，形成力化學(xué)過(guò)程。機(jī)械斷裂分子鏈和機(jī)械活化氧化過(guò)程。哪個(gè)能占優(yōu)勢(shì)，視其所處的條件而定。此外，在應(yīng)力作用下容易引起臭氧龜裂。 F)水分：水分的作用有兩個(gè)方面：橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時(shí)，容易破壞，這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和清水基團(tuán)等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會(huì)加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對(duì)橡膠則不起破壞作用，甚至有延緩老化的作用。 G)其它:對(duì)橡膠的作用因素還有化學(xué)介質(zhì)、變價(jià)金屬離子、高能輻射、電和生物等。
（三）橡膠老化試驗(yàn)方法可分為哪幾類？
答：可分為兩大類： 1）自然老化試驗(yàn)方法：又分為大氣老驗(yàn)，大氣加速老化試驗(yàn)，自然貯存老化試驗(yàn)，自然介質(zhì)（包括埋地等）和生物老化試驗(yàn)等。 2）人工加速老化試驗(yàn)方法。為熱老化、臭氧老化、光老化、人工氣候老化、光臭氧老化、生物老化、高能輻射和電老化以及化學(xué)介質(zhì)老化等。
（四）熱空氣老化試驗(yàn)對(duì)于各種膠料來(lái)說(shuō)應(yīng)選取什么溫度等級(jí)？
答：對(duì)于天然橡膠來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)溫度通常50~100℃,合成橡膠通常為50~150℃,某些特種橡膠試驗(yàn)溫度則更高。如丁腈橡膠用70~150℃,硅氟膠一般用200~300℃�？傊�，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)具體確定。
（五）什么是硫化？
“硫化”一詞有其歷史性，因最初的天然橡膠制品用硫磺作交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)而得名，隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在可以用多種非硫磺交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)。因此硫化的更科學(xué)的意義應(yīng)是“交聯(lián)”或“架橋”，即線性高分子通過(guò)交聯(lián)作用而形成的網(wǎng)狀高分子的工藝過(guò)程。從物性上即是塑性橡膠轉(zhuǎn)化為彈性橡膠或硬質(zhì)橡膠的過(guò)程�！傲蚧�”的含義不僅包含實(shí)際交聯(lián)的過(guò)程，還包括產(chǎn)生交聯(lián)的方法。
（六）硫化過(guò)程可分為哪四個(gè)階段？各有什么特點(diǎn)？
答：通過(guò)膠料定伸強(qiáng)度的測(cè)量（或硫化儀）可以看到，整個(gè)硫化過(guò)程可分為硫化誘導(dǎo)，預(yù)硫，正硫化和過(guò)硫（對(duì)天然膠來(lái)說(shuō)是硫化返原）四個(gè)階段。硫化誘導(dǎo)期（焦燒時(shí)間）內(nèi)，交聯(lián)尚未開(kāi)始，膠料有很好的流動(dòng)性。這一階段決定了 膠料的焦燒性及加工安全性。這一階段的終點(diǎn)，膠料開(kāi)始交聯(lián)并喪失流動(dòng)性。硫化誘導(dǎo)期的長(zhǎng)短除與生膠本身性質(zhì)有關(guān)，主要取決于所用助劑，如用遲延性促進(jìn)劑可以得到較長(zhǎng)的焦燒時(shí)間，且有較高的加工安全性。硫化誘導(dǎo)期以后便是以一定速度進(jìn)行交聯(lián)的預(yù)硫化階段。預(yù)硫化期的交聯(lián)程度低，即使到后期硫化膠的扯斷強(qiáng)度，彈性也不能到達(dá)預(yù)想水平，但撕裂和動(dòng)態(tài)裂口的性能卻比相應(yīng)的正硫化好。到達(dá)正硫化階段后，硫化膠的各項(xiàng)物理性能分別達(dá)到或接近最佳點(diǎn)，或達(dá)到性能的綜全平衡。正硫化階段（硫化平坦區(qū)）之后，即為過(guò)硫階段，有兩種情況：天然膠出現(xiàn)“返原”現(xiàn)象（定伸強(qiáng)度下降），大部分合成膠（除丁基膠外）定伸強(qiáng)度繼續(xù)增加。對(duì)任何橡膠來(lái)說(shuō)，硫化時(shí)不只是產(chǎn)生交聯(lián)，還由于熱及其它因素的作用產(chǎn)生產(chǎn)聯(lián)鏈和分子鏈的斷裂。這一現(xiàn)象貫穿整個(gè)硫化過(guò)程。在過(guò)硫階段，如果交聯(lián)仍占優(yōu)勢(shì)，橡膠就發(fā)硬，定伸強(qiáng)度繼續(xù)上升，反之，橡膠發(fā)軟，即出現(xiàn)返原
（七）什么叫焦燒？
答：焦燒是膠料在工藝過(guò)程中產(chǎn)生的早期硫化現(xiàn)象。 焦燒實(shí)質(zhì)上是在工藝過(guò)程中熱和時(shí)間對(duì)膠料影響的積累，也可以叫做膠料的熱歷程。膠料的熱歷程逾長(zhǎng)，溫度逾高，則可逐漸縮短膠料的焦燒時(shí)間。（膠料在貯存加工成型過(guò)程中受熱的作用，發(fā)生早期硫化（交聯(lián)）并失去流動(dòng)性能和再加工的能力，這就是所謂焦燒現(xiàn)象.焦燒問(wèn)題可以通過(guò)哪些途徑來(lái)解決？通�？梢酝ㄟ^(guò)下途徑解決：（1）調(diào)整硫化體系，為次磺酰胺促進(jìn)劑的采用，大大改善了防焦燒性能。（2）改善膠料貯存和加工條件，如加強(qiáng)冷卻；（3）采用防焦劑。
（八）理想的防焦劑應(yīng)具有哪些性能？
答：理想的防焦劑應(yīng)具有下列性能：1、具有優(yōu)良的防焦性能，對(duì)不同促進(jìn)劑和膠料種選擇性小，對(duì)其它配合劑不敏感；2、對(duì)膠料的硫化特性和硫化膠性能無(wú)不良影響；3、貯存穩(wěn)定和操作性能良好，不結(jié)塊，不飛揚(yáng)，分散，不噴霜等，4、符合工業(yè)生產(chǎn)安全和衛(wèi)生要求，5、價(jià)廉得，6、最好能兼具其它有益的功能。
（九）防焦劑有哪些類別？
答：按化學(xué)結(jié)構(gòu)大致可分為四類： 一、有機(jī)酸防焦劑。這類防焦劑包括鄰萘二甲酸酐（PA）、水楊酸，安息香酸，鄰醋酸荃萘甲酸等。它們的防焦效果差，對(duì)促進(jìn)劑品種選擇性大，而且顯著降低硫化速度和硫化膠性能，對(duì)皮膚有刺激作用，但這類防焦劑價(jià)廉得其中最常用的是鄰萘二甲酸酐，一般用于白色配合和工業(yè)制品，它對(duì)堿性促進(jìn)劑DPG有效，對(duì)MBT出有效，對(duì)NOBS，TMTD無(wú)效，對(duì)硫化速度有影響。 名稱 外觀 熔點(diǎn)℃ 比重鄰萘二甲酸酐（PA） 白色粉末 ＞130 1.5 安息香酸（萘甲酸） 白色粉末黃色粉末 122 1.27 水楊酸（鄰羥萘甲酸）白色與淡灰色粉末 157~161 1.48 鄰醋酸萘甲酸 白色與乳白色粉末 ＞131 1.28 亞硝硝薟類防焦劑 二、一些芳族硝基化合物防焦劑，其中最常用的是N—亞硝蔡二萘胺（NDPA）。與有機(jī)酸不同，這類防焦劑對(duì)常用的噻唑類和次磺酰胺類促進(jìn)劑有較好的防焦作用。NDPA對(duì)醛胺類似外的所有促進(jìn)劑均有防焦作用，通常用量為0.5份，它對(duì)仲胺組成的次酰胺促進(jìn)劑比對(duì)伯胺組成的更為有效。但NDPA的防焦效果。亞硝薟類防焦劑并不是一種理想的防焦劑，由于衛(wèi)生原因及S—N型防焦劑的出現(xiàn)，其用量已劇減。 三、次磺酸胺類（S—N型）防焦劑 1、 含羰蔡的S—N型防焦劑（1）防焦劑CTP （2）防焦劑CCTP （3）防焦劑MTP 2、 含硫酰蔡的S—N型防焦劑。 (1)防焦劑E（N-三氯甲蔡硫代---萘蔡—萘酰胺） (2)防焦劑APR—（異丙蔡硫代）—N環(huán)已萘并噻唑—z—磺酰 (3)防焦劑DITS 3、含磷S—N型防焦劑。 4、其它防焦劑：縮硫酮，CIPA，CTPA（本題摘自特種橡膠制品）2/1985 P48《防焦劑的發(fā)展和應(yīng)用》張隱西
（十）防焦劑的作用以及目的是什么？
答： 防焦劑能防止膠料在操作期間產(chǎn)生早期硫化，同時(shí)一般又不妨礙硫化溫度下捉時(shí)宜劑量正常作用。加入該類物質(zhì)的目的是提高膠料操作安全性，增加膠料或膠漿的貯存壽命
（十一）橡膠為什么要進(jìn)行硫化？硫化劑有哪幾類？
答：橡膠未經(jīng)硫化以前，缺乏良好的物理機(jī)械性能，實(shí)用價(jià)值不大。當(dāng)橡膠經(jīng)過(guò)硫化后，由于分子結(jié)構(gòu)的變化，而使其綜合性顯著改進(jìn)，尤其是抗拉強(qiáng)度，定伸強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率，彈性，耐磨性，硬度等更為明顯。硫化劑除硫磺、硒、碲以外有含硫氧化物、過(guò)氧化物，金屬氧化物，醌類、胺類、樹(shù)脂類等。
（十二）為什么不能無(wú)限提高硫化溫度？
溫度是硫化三大要素之一，與所有化學(xué)反應(yīng)一樣，硫化反應(yīng)隨溫度升高而加快，并且大體適用范特霍夫定律，即溫度每上升8~10。C(約相當(dāng)于一個(gè)表壓的蒸汽壓力)，其反應(yīng)速度約增加一倍；或者說(shuō)，反應(yīng)時(shí)間約減少一半。隨著室溫硫化膠料的增加和高溫硫化出現(xiàn)，硫化溫度趨向兩個(gè)極端。從提高硫化效率來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為硫化溫度越高越好，但實(shí)際上不能無(wú)限提高硫化溫度。首先受到橡膠導(dǎo)熱性極小阻礙，對(duì)于厚制品來(lái)說(shuō)，采用高溫硫化很難使內(nèi)外層膠料同時(shí)達(dá)到平坦范圍；其次，各種橡膠的耐高溫性能不一，有的橡膠經(jīng)受不了高溫的作用，如高溫硫化天然橡膠時(shí)，溶于橡膠中的氧隨溫度提高而活性加大，引起強(qiáng)烈的氧化作用，破壞了橡膠的組織，降低了硫化膠的物理機(jī)械性能，第三，高溫對(duì)橡膠制品中的紡織物有害為棉纖維布料超過(guò)期作廢140℃時(shí)，強(qiáng)力下降，在240℃下加熱四小時(shí)則完全破壞。

橡膠大分子在加熱下與交聯(lián)劑硫磺發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過(guò)程。經(jīng)過(guò)硫化后的橡膠稱硫化膠。硫化是橡膠加工中的最后一個(gè)工序，可以得到定型的具有實(shí)用價(jià)值的橡膠制品。在橡膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(圖1[硫化中橡膠分子變化示意]  
中,硫磺交聯(lián)鍵（其中硫的原子數(shù)≥1;而未交聯(lián)的硫原子數(shù)為S或S）的密度,決定著橡膠的硫化程度。后者在工藝實(shí)踐中，是以膠料宏觀的物理機(jī)械性能或橡膠粘度的變化來(lái)判斷的。
過(guò)程條件 影響硫化過(guò)程的主要因素是硫磺用量、硫化溫度及硫化時(shí)間。①硫磺用量。其用量越大，硫化速度越快，可以達(dá)到的硫化程度也越高。硫磺在橡膠中的溶解度是有限的,過(guò)量的硫磺會(huì)由膠料表面析出,俗稱“噴硫”。為了減少噴硫現(xiàn)象，要求在盡可能低的溫度下，或者至少在硫磺的熔點(diǎn)以下加硫。根據(jù)橡膠制品的使用要求,硫磺在軟質(zhì)橡膠中的用量一般不超過(guò)3％，在半硬質(zhì)膠中用量一般為20％左右，在硬質(zhì)膠中的用量可高達(dá)40％以上。②硫化溫度。若溫度高10℃，硫化時(shí)間約縮短一半。由于橡膠是不良導(dǎo)熱體，制品的硫化進(jìn)程由于其各部位溫度的差異而不同。為了保證比較均勻的硫化程度，厚橡膠制品一般采用逐步升溫、低溫長(zhǎng)時(shí)間硫化。③硫化時(shí)間。這是硫化工藝的重要環(huán)節(jié)。時(shí)間過(guò)短，硫化程度不足（亦稱欠硫）。時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，硫化程度過(guò)高（俗稱過(guò)硫）。只有適宜的硫化程度(俗稱正硫化)，才能保證最佳的綜合性能（圖2[ 硫化程度與橡膠物理機(jī)械性能的關(guān)系]  
硫化方法 按硫化條件可分為冷硫化、室溫硫化和熱硫化三類。冷硫化可用于薄膜制品的硫化，制品在含有2％～5％氯化硫的二硫化碳溶液中浸漬,然后洗凈干燥即可。室溫硫化時(shí),硫化過(guò)程在室溫和常壓下進(jìn)行,如使用室溫硫化膠漿（混煉膠溶液）進(jìn)行自行車內(nèi)胎接頭、修補(bǔ)等。熱硫化是橡膠制品硫化的主要方法。根據(jù)硫化介質(zhì)及硫化方式的不同，熱硫化又可分為直接硫化、間接硫化和混氣硫化三種方法。①直接硫化，將制品直接置入熱水或蒸汽介質(zhì)中硫化。②間接硫化，制品置于熱空氣中硫化,此法一般用于某些外觀要求嚴(yán)格的制品,如膠鞋等。③混氣硫化，先采用空氣硫化，而后再改用直接蒸汽硫化。此法既可以克服蒸汽硫化影響制品外觀的缺點(diǎn)，也可以克服由于熱空氣傳熱慢，而硫化時(shí)間長(zhǎng)和易老化的缺點(diǎn)。
上述硫化方法均屬于間歇生產(chǎn)，有些長(zhǎng)度不限的橡膠制品可以連續(xù)硫化，如壓出制品的鹽浴硫化、沸騰床硫化、微波或高頻硫化、膠帶及膠板的鼓式硫化機(jī)硫化等。除硫磺硫化外，橡膠制品還可采用無(wú)硫硫化、高能射線硫化等，但其應(yīng)用面均有限。
硫化設(shè)備 橡膠通用的硫化設(shè)備一般可分為硫化罐、平板硫化機(jī)、個(gè)體硫化機(jī)、注壓硫化機(jī)四大類。硫化罐有立式及臥式之分，前者多用于輪胎外胎的硫化，后者多用于膠管、電纜、膠鞋的硫化;平板硫化機(jī)（圖3[平板硫化機(jī)]
）用于膠板、膠帶及部分模型制品的硫化；個(gè)體硫化機(jī)（圖4[ 個(gè)體硫化機(jī)] 多用于汽車輪胎及力車胎的硫化;注壓硫化機(jī)(圖5[注壓硫化機(jī) )在膠鞋及密封件生產(chǎn)中應(yīng)用。對(duì)于橡膠模型制品而言，它們的模壓、定型及硫化是結(jié)合在一起同時(shí)進(jìn)行的。至于長(zhǎng)度不限的制品（如膠帶、膠布等）,可用連續(xù)硫化機(jī)（圖6[連續(xù)硫化機(jī)]）進(jìn)行生產(chǎn)