前言
橡胶制品种类规格繁多,据统计世界橡胶制品的品种规格总数约有10万种之多,其中大多数是在工程技术领域中应用的工程橡胶制品。橡胶材料具有高弹性和高阻尼性的特异性能,使橡胶制品作为配件、部件或零件在工程技术领域得到广泛的应用。工程橡胶制品的设计应用往往会给工程技术中的难题提供一种简单而巧妙的解决方案,例如可传递动力的橡胶弹簧在直升飞机中能在各个方向上提供特定的刚度,允许飞机桨叶变化倾斜方向。众所周知的美国“挑战者”号航天飞机因密封圈失效而发生故障,导致世界航天史上重大的悲惨事件,令人唏嘘。由此可见,工程橡胶制品在汽车、机车车辆、机械、航空航天、核能、建筑、石油与海洋工程以及电子信息等高端产业中起着“千钧重负”不可替代的作用。工程橡胶制品具有复杂性和多样性的特征。复杂性体现在制品结构与性能方面,是材料学、化学、力学、摩擦与润滑等多学科的交叉与综合,其结构具有细观和宏观复合结构的特征,涉及结构分析、形变与强度、加工与使用过程中物理和化学变化、新的成型理论与技术以及制品的失效评价等多方面。多样性体现在原材料的种类繁多、制品的种类规格迥异、加工技术与工艺千差万别等,其应用几乎遍及国民经济的各个部门。若从制品的形状大小和尺寸精度角度,大型工程橡胶制品的质量有的可以按千克计量,而小型产品质量有的仅以克计量且精度可达10μm。正是这种复杂性和多样性特征,随着科技的进步,形成了橡胶制品的基础研究、应用研究、技术开发与产品制造紧密结合的学科体系,借此提高制品的技术含量和更新换代,以达到预测、控制和优化制品的使用性能。
18世纪末蒸汽机的出现产生了第一次工业革命,经过工业经济时代的发展,工程橡胶制品行业经历了形成与发展的历史时期。特别是20世纪后期,世界高新技术的重大发展,新材料、新工艺不断涌现,促使工程橡胶制品跨入高科技领域,向着精细化、高性能和功能化方向发展。目前我国合成橡胶的产量、橡胶消耗量和橡胶制品的产量等各项指标均居世界首位,成为名副其实的橡胶工业大国,但是包括工程橡胶制品在内的各类产品在原材料质量、技术与装备、生产效率与经济效益和高新技术的应用等方面与先进国家仍有较大差距。20世纪末以来,世界制造业和工程技术领域进入了数字化制造及新材料新技术为代表的新的工业革命时代,对橡胶制品提出了更加苛刻的性能要求。我国的橡胶工业只有依靠科技进步和技术创新,充分利用高新技术向技术密集型生产转变,不断提高制品的高科技含量,才能从根本上提升产品的市场竞争实力。
编者在多年教学工作的基础上整理并收集了近年来相关著作与文献资料编撰了此书,旨在为读者提供一本关于工程橡胶制品方面的基础性读物,力求理论与实践并重,较系统地阐述工程橡胶制品的设计理论与技术,注重出现的新材料和新技术。本书在介绍制品破坏与寿命相关理论的基础上,主要对比较典型的工程橡胶制品,如密封制品、防振减噪制品、缓冲制品和动力传递制品,就其基本设计原理、结构特征、材料设计原则与加工过程要点等方面进行重点介绍,希望通过这些典型的制品达到“触类旁通”的效果,为其他工程制品的设计提供可借鉴的理论与方法,并在一定程度上反映当前工程橡胶制品领域的水平和概貌。本书是基础性读物,适合高等院校相关专业的高年级学生和研究生作为教学参考书或者相关工程技术人员和管理人员参考阅读。
本书编撰过程中恰逢中国橡胶工业百年华诞,从广州兄弟橡胶公司(1915年)创立至今,橡胶工业经过曲折的发展历程,取得令人瞩目的业绩,在此祝愿我国早日由橡胶工业大国跃升为世界橡胶工业强国。
由于编者水平有限,纰漏在所难免,恳请读者批评指正。
在此,感谢青岛科技大学高分子科学与工程学院同仁的鼓励和帮助,感谢化学工业出版社的关怀与支持。
编者
2017年10月于青岛