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出版者:化学工业出版社

作者:于清溪

出品人:

页数:912 页

译者:

出版时间:1996年1月1日

价格:98.0

装帧:精装

isbn号码:9787502515249

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《橡胶原材料的奥秘：一份深入的探索》 引言 在现代工业的庞大体系中，橡胶以其独特的弹性、耐磨性、绝缘性和密封性，扮演着不可或缺的角色。从我们日常使用的轮胎、鞋底、密封圈，到航空航天、医疗器械等尖端领域，橡胶制品无处不在。然而，支撑起这些丰富应用的，是背后那一系列复杂而精密的原材料。它们是橡胶工业的基石，其性能的优劣直接决定了最终产品的品质与价值。 本书——《橡胶原材料的奥秘：一份深入的探索》——旨在为读者揭示这些构成橡胶世界的基础元素。我们将超越表面，深入探索构成橡胶制品生命线的那些核心物质，理解它们从何而来，如何被加工，以及它们是如何赋予橡胶制品各种神奇特性的。这不仅是一次对化工材料的科学考察，更是一次对现代工业发展脉络的追溯，一次对人类智慧与自然馈赠的赞颂。 第一章：天然橡胶的源起与演变 我们的探索始于大自然的馈赠——天然橡胶。本章将带领读者回到橡胶树的故乡，追溯橡胶树的起源，了解其在全球的分布与生长环境。我们将详细介绍收集天然乳胶的工艺，从传统的割胶方法到现代化的规模化采集，探讨其中的技术细节与可持续性实践。 更重要的是，我们将深入剖析天然橡胶的化学组成。核心是聚异戊二烯，但天然橡胶的复杂性远不止于此。本章将详细解析胶乳中存在的蛋白质、脂肪、糖类、矿物质等非橡胶成分，以及它们对橡胶性能所产生的影响。我们将阐释这些成分的微观结构如何决定了天然橡胶的分子链排列、交联密度以及最终的物理机械性能，例如其优异的拉伸强度、回弹性以及在低温下的柔韧性。 同时，本章还将回顾天然橡胶的历史，从哥伦布发现美洲大陆带回的“跳跳球”，到工业革命时期橡胶加工技术的突破，再到橡胶在两次世界大战中的战略意义。了解这段历史，有助于我们理解天然橡胶在人类社会发展进程中所扮演的关键角色，以及它如何从一种新奇的材料，演变为现代工业不可或缺的支柱。 第二章：合成橡胶的科学创造 如果说天然橡胶是大自然的恩赐，那么合成橡胶则是人类智慧的结晶。本章将聚焦于化学家们如何通过精妙的化学合成，创造出性能各异、功能强大的合成橡胶。我们将从最基础的单体分子出发，介绍聚合反应的原理，如自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等，以及催化剂在其中的关键作用。 我们将逐一深入介绍几种具有代表性的合成橡胶，并重点阐述它们的合成工艺、微观结构以及由此衍生的独特性能。 丁苯橡胶（SBR）： 作为产量最大的合成橡胶，我们将探讨丁二烯与苯乙烯的共聚过程，理解其分子链的无规排列如何赋予其良好的耐磨性和抗老化性，以及它在轮胎制造中的广泛应用。 顺丁橡胶（BR）： 聚焦于高顺式结构的聚丁二烯，解析其优异的弹性和耐寒性，以及在高性能轮胎胎面中的重要贡献。 丁腈橡胶（NBR）： 重点介绍丙烯腈与丁二烯的共聚，以及丙烯腈含量对橡胶耐油性、耐溶剂性的决定性影响，使其成为密封件和油管的理想材料。 氯丁橡胶（CR）： 探讨氯丁二烯的聚合，以及其结构中氯原子的存在如何带来优异的耐候性、耐油性和阻燃性，使其在电缆护套、潜水服等领域大放异彩。 乙丙橡胶（EPM/EPDM）： 介绍乙烯与丙烯的共聚，以及EPDM中引入少量非共轭二烯烃以实现硫化交联的工艺。重点解析其卓越的耐候性、耐臭氧性、耐热性和耐化学腐蚀性，使其成为汽车密封条、屋顶防水材料的明星。 硅橡胶（VMQ/FVMQ/MQ等）： 揭示硅橡胶独特的硅氧主链结构，以及它如何带来极高的耐温范围、优异的生理惰性和良好的绝缘性，广泛应用于医疗、航空、食品接触等领域。 氟橡胶（FKM）： 介绍含氟单体的聚合，以及氟原子赋予橡胶杰出的耐高温、耐腐蚀、耐油和低渗透性，使其成为航空航天、石油化工等极端工况下的首选材料。 本章将通过详细的化学结构图和反应机理，让读者直观地理解不同合成橡胶的“前世今生”，以及它们如何通过分子设计满足日益严苛的应用需求。 第三章：橡胶助剂的精妙调配 仅仅拥有橡胶原材料，是无法制造出高性能橡胶制品的。橡胶助剂，如同烹饪中的调味品，它们通过精妙的配比与复合，能够显著改善橡胶的加工性能、物理机械性能、使用寿命以及赋予其特殊功能。本章将深入探究各类橡胶助剂的功能与机理，理解它们在橡胶配方中的“画龙点睛”作用。 硫化体系： 硫化是橡胶从塑性状态转变为弹性状态的关键过程。我们将详细介绍硫磺硫化、过氧化物硫化、金属氧化物硫化等体系，并深入阐述促进剂、活性剂、阻滞剂在硫化反应中的作用。理解它们如何控制硫化速度、交联密度和交联键类型，直接影响橡胶的最终性能。 补强填充体系： 炭黑和白炭黑是橡胶中最主要的补强剂。我们将探讨不同粒径、结构和表面活性的炭黑如何影响橡胶的硬度、拉伸强度、耐磨性等。同时，也会介绍白炭黑的补强机理，以及它在绿色轮胎中的应用。 防老体系： 橡胶制品在使用过程中会受到氧、臭氧、光、热、金属离子等的侵蚀而老化降解。本章将详细介绍各类防老剂，包括抗氧剂（如胺类、酚类）、抗臭氧剂（如对苯二胺类）等，并阐释它们如何通过捕捉自由基、分解过氧化物或形成保护层来延缓老化过程。 软化增塑体系： 软化剂和增塑剂能够降低橡胶的门尼粘度，改善加工流动性，降低硬度，提高低温性能。我们将介绍各种类型的软化剂，如矿物油、酯类、沥青等，并分析它们与橡胶分子链的相容性及其影响。 其他助剂： 除了上述主要助剂外，本章还将介绍发泡剂、着色剂、阻燃剂、粘合剂等，以及它们如何赋予橡胶制品特殊的功能，例如轻质、美观、安全或与其他材料的牢固结合。 我们将通过分析具体的橡胶配方实例，展示不同助剂组合如何针对特定的应用需求进行优化，从而揭示橡胶配方设计的艺术与科学。 第四章：橡胶原材料的性能表征与检测 了解原材料的本质，离不开精确的性能表征与检测。本章将系统介绍橡胶原材料在生产、研发和质量控制过程中所进行的各项关键测试方法。 物理机械性能测试： 包括拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、硬度（邵氏硬度、A硬度）、压缩永久变形、耐磨性、回弹性等，这些是评估橡胶基本力学性能的标准。 动态力学性能测试： 介绍损耗因子（tanδ）、储能模量（E'）、损耗模量（E''）等参数，以及DMA（动态力学分析）等设备，用于评估橡胶在动态载荷下的表现，尤其在轮胎滚动阻力、减震应用中至关重要。 老化性能测试： 包括热空气老化、臭氧老化、耐光老化、耐水浸泡、耐油老化等，通过模拟实际使用环境，评估橡胶制品的耐久性。 加工性能测试： 如门尼粘度、焦烧时间、硫化速率等，这些测试对于优化生产工艺、确保产品一致性至关重要。 化学分析与结构鉴定： 介绍红外光谱（IR）、核磁共振（NMR）、质谱（MS）、X射线衍射（XRD）等分析技术，用于鉴定橡胶的化学组成、分子结构和结晶度。 特种性能测试： 例如耐高低温性能、电绝缘性能、阻燃性能、渗透性测试等，根据不同的应用需求，选择相应的测试方法。 本章将详细阐述各项测试的原理、操作流程、仪器设备以及结果解读，帮助读者建立起一套科学严谨的橡胶原材料评估体系。 第五章：橡胶原材料的未来发展趋势 科技的进步永无止境，橡胶原材料的开发也在不断向前迈进。本章将展望橡胶原材料领域的未来发展趋势，洞察行业创新方向。 绿色与可持续发展： 重点关注生物基橡胶、可回收橡胶、以及环保型助剂的开发与应用。探讨如何通过循环经济模式，降低橡胶工业对环境的影响。 高性能与功能化： 介绍在极端环境下（如超高温、超低温、强腐蚀）应用的特种橡胶，以及能够实现自修复、导电、传感等智能功能的橡胶材料。 纳米材料在橡胶中的应用： 探讨纳米颗粒（如纳米炭黑、纳米二氧化硅、碳纳米管、石墨烯等）如何以更低的添加量实现更优异的补强效果，以及其在提高橡胶综合性能方面的潜力。 先进的聚合与加工技术： 介绍如原子转移自由基聚合（ATRP）、可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）等精确控制聚合技术，以及3D打印等新型加工方式对橡胶材料设计与应用带来的变革。 数字化与智能化： 展望利用大数据、人工智能等技术，优化橡胶配方设计、预测材料性能、实现智能化生产和质量控制。 结语 《橡胶原材料的奥秘：一份深入的探索》将带领读者穿越橡胶世界的层层迷雾，从微观的分子结构到宏观的工业应用，构建起对橡胶原材料全面而深刻的理解。我们希望本书能够激发读者对橡胶科学与工程的兴趣，为相关领域的研究者、工程师、生产商以及对材料科学充满好奇的爱好者，提供一份宝贵而深入的参考。通过掌握橡胶原材料的奥秘，我们才能更好地驾驭这一神奇的材料，创造出更多服务于人类社会进步的创新产品。

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我花了整整一个周末的时间，试图在其中寻找关于最新一代生物基弹性体研发的突破性进展，结果却感到一丝怅然。这本书的深度无疑是扎实的，它对传统的丁苯橡胶（SBR）和顺丁橡胶（BR）的共混改性、炭黑补强机理的阐述，简直是教科书级别的权威，很多老一辈工程师的经验总结都清晰地被归纳在了里面。然而，面对当前行业对可持续发展和功能化材料的迫切需求，书中对于纳米填料（如改性硅烷偶联剂的应用）的论述似乎停滞在了十年前的水平。关键的交叉链接技术中，对先进的非硫磺硫化体系——比如基于自由基聚合或特定光引发剂的固化过程——涉及得略显保守，缺乏深入的案例分析或实验数据支持，这使得它在面对现代高性能轮胎或高端密封件的定制化需求时，显得有些力不从心，更像是一部稳健的工业基础百科，而非前沿探索指南。

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这本厚重的著作带给我一种“踏实”的感觉，它构建了一个极其完整的知识体系框架，让人能清晰地看到整个橡胶工业的脉络。从最基础的单体提纯到最终制品的成型固化，每一个环节的工艺参数控制——比如硫化机的温度梯度、压力曲线的设定——都有详细的讨论和历史上的最佳实践总结。它不像那些碎片化的网络资料，只关注某个点的问题解决方案，而是提供了一个从宏观到微观的全景图。每次当我对某个环节产生疑问时，翻开这本书，总能找到它在整个生产链条中的位置和它与其他步骤的相互制约关系。这本书的价值在于其结构完整性和内容的权威性，它确保了读者在学习过程中不会产生知识的盲点，是构建专业知识体系的基石材料，让人感到自己对这个领域有了全面的掌握感。

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这本书的排版和装帧实在让人眼前一亮。封面那种略带磨砂质感的深绿色，配上烫金的字体，初拿到手就有一种沉甸甸的专业感，不像某些技术手册只是简单的黑白印刷。内页的纸张选择也十分考究，即便是印刷复杂的分子结构图，细节也清晰锐利，不反光，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。更值得称赞的是它的结构设计，章节之间的逻辑衔接非常顺畅，从基础的天然橡胶采集和初步加工，到合成橡胶的聚合反应机制，再到各种助剂和硫化体系的详细介绍，每一步都像是一条精心铺设的导轨，把你平稳地引导向下一个知识点。特别是对于初学者而言，那些看似枯燥的化学反应式，配上了清晰的流程图和历史背景介绍，立刻变得生动起来，让人愿意深入探究背后的科学原理，而不是仅仅停留在记忆公式的层面。这本书真正做到了将冰冷的科学数据与实际应用需求完美结合，阅读体验堪称业界典范。

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坦白说，我在查阅关于特定助剂用量与最终产品老化性能关系曲线图时，遇到了一个比较令人沮丧的体验。尽管全书的理论部分无懈可击，但它的数据支持和实用参考价值部分显得有些单薄和分散。很多关键的性能指标，比如不同牌号的配合剂对动态模量的影响，或者在极端温度下的长期热氧老化测试结果，往往需要我手动从不同的图表中交叉比对，缺乏一个集中的、易于检索的数据库或附录。更遗憾的是，针对一些新兴的环保法规（如REACH或RoHS）对特定增塑剂或稳定剂的替代性方案讨论，书中仅是一笔带过，没有提供任何可操作的替代配方建议或性能对标数据。这使得这本书更倾向于解释“为什么是这样”，而非“接下来应该怎么做”，在实际的配方优化环节，我还是得翻阅大量的技术规范文件。

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这本书的语言风格简直是如沐春风，与我过去阅读过的那些充斥着晦涩行话、佶屈聱牙的行业报告形成了鲜明的对比。作者的叙述充满了一种近乎散文式的流畅感，即便是描述极度复杂的物理化学过程，也总能找到一个恰当的比喻来帮助读者理解。例如，在解释高分子链的缠结与断裂韧性之间的关系时，作者将高分子网络比作一个极其错综复杂的城市交通系统，瞬间就抓住了问题的核心。这种对表达清晰度的执着追求，极大地降低了学习门槛。对于那些跨界想了解这个领域的工程师或市场分析师来说，它提供了一个绝佳的“翻译本”，让你能迅速掌握专业术语的真正含义，而不是被名词本身所困扰。可以说，它不仅是一本工具书，更像是一位耐心且博学的导师在身边为你逐一讲解。

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