橡胶配方设计-01

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1、橡胶配方设计意义：提高橡胶制品的质量；改善加工工艺；配合体系的生产及研究；橡胶加工设备及测试仪器；成本分析；计算机应用等。理论指导←橡胶配方设计→实践应用一、定义所谓橡胶配方设计，就是根据橡胶产品的性能要求和工艺条件合理选用原材料，确定各种原材料的用量配比关系，使得胶料的物性、工艺性和成本三者取得最佳平衡。二、影响因素1原材料应用；2产品结构；3加工工艺；4使用性能。第一章橡胶配方设计的基本概念1、原材料应用生胶（高聚物单用或并用）：母体材料或基体材料硫化体系：与橡胶大分子起化学作用，使橡胶由线　型大分子变为三维网状结构，提高橡胶性能、　稳定形态的体系。补强填充体系：

2、在橡胶中加入炭黑等补强剂或其它　填充剂，提高其力学性能，改善工艺性能，或　者降低制品成本。防护体系：加入防老剂，延缓橡胶的老化，提高制　品的使用寿命。增塑体系：降低制品硬度和混炼胶的粘度，改善加　工工艺性能。加工及功能助剂：改善胶料的加工和物理性能。橡胶的分类：天然橡胶（NR）：天然植物采集异戊橡胶(IR)丁苯橡胶(SBR)顺丁橡胶(BR)丁腈橡胶(NBR)合成橡胶氯丁橡胶(CR)乙丙橡胶(EPM，EPDM)丁基橡胶(IIR)通用橡胶生胶种类氟橡胶【FPM】硅橡胶【MVQ或Q】聚氨酯橡胶【PU】丙烯酸酯橡胶【ACM】聚硫橡胶【T】特种合成橡胶　　　氯化聚乙烯【CPE】

3、氯磺化聚乙烯【CSM】氯醚橡胶【CO或ECO】氯化顺丁橡胶【CBR】氯化丁基橡胶【CIIR】环氧化天然橡胶【ＥNR】在常用的橡胶如：NR,SBR,BR,NBR,CR,EPDM,IIR,CIIR,BIIR,ENR，CPE,CSM,ECO,MVQ,FPM,HNBR，ACM,PU中不饱和非极性橡胶【NR、SBR、BR、IR、TPI】不饱和极性橡胶【NBR、CR、CBR】饱和非极性橡胶【EPM、EPDM、IIR】饱和极性橡胶【FPM、CPE、ACM、CSM、CIIR】上述橡胶的结构不同带来的物性存在较大的差别，因此在生胶的选用上需要了解各种橡胶的性能及优点和缺点。硫化体系是与

4、橡胶大分子起化学作用，使橡胶线性大分子交联形成空间网络结构，提高性能，稳定形状。硫化体系包括：1）硫化剂是橡胶分子间交联的助剂，一般采用硫黄及含硫化合物，部分合成橡胶也采用金属氧化物、过氧化物、合成树脂、醌肟、胺类及皂盐类等。2）硫化促进剂可加快硫化速度，缩短硫化时间，提高物理机械性能，按照硫化速度快慢分为黄原酸盐、二硫代氨基甲酸盐类、秋兰姆类、噻唑类、次磺酰胺类、胍类和硫脲类等。硫化体系3）硫化促进助剂亦称为活性剂，常用的活性剂有氧化锌和脂肪酸等。橡胶配方中氧化锌用量一般为：３～５份硬酯酸用量一般为：１～３份4）硫化迟延剂又称为防焦剂，是防止胶料在加工和储存过程中产

5、生焦烧的助剂。常用的防焦剂有芳香族有机酸如水杨酸、邻苯二甲酸酐（PA）；亚硝基化合物如NDPA；N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺（CTP）等。５）抗硫化返原剂，在高温和长时间硫化条件下，防止橡胶大分子发生裂解和交联结构破坏，延长硫化平坦期。１、橡胶的硫化反应过程：橡胶的硫化包括橡胶分子与硫化剂及其它配合剂之间的反应，以硫黄的硫化反应为主。第一阶段：诱导期：活性剂、促进剂、硫黄之间相互作用生成一种活性更大的多硫化物中间产物，与橡胶分子链反应，产生可以交联的橡胶大分子自由基。第二阶段：硫化期：活性的橡胶大分子自由基与橡胶大分子之间发生交联反应，生成交联键。第三阶段：平坦期：交

6、联键发生重排、裂解、主链的改性，交联键趋于稳定。图　硫黄交联的一般化学结构２、促进剂的选择以促进剂M对NR的使用效果作为标准来比较促进剂的硫化速度。1慢速级促进剂：D、NA—22（胍类、硫脲类)2中速级促进剂：CZ、DZ、NOBS（次磺酰胺类）3准速级促进剂：M、DM、（噻唑类）4超速级促进剂：TMTD、TMTM（秋兰姆类）5超超速级促进剂：ZDMC、ZDC（二硫代氨基甲酸盐类）；ZIP（黄原酸盐类）促进剂选择应注意：①焦烧时间长；②硫化速度快；③硫化平坦期长；④硫化胶具有良好的力学性能，耐老化性好；⑤无毒、无臭、无污染。硫载体硫化硫载体：又称硫黄给予体，指含硫的化合

7、物，在硫化过程中释放出活性硫，使橡胶交联的物质。这种硫化常称为无硫硫化，实际为硫载体硫化。常用硫载体：秋兰姆类、含硫的吗啡啉类、多硫聚合物。如秋兰姆类的TMTD、TETD、TRA等；吗啡啉类DTDM、MDB等；多硫硅烷偶联剂Si69等。结构不同，所含硫量也不同，会影响硫化特性，含硫量越高，焦烧时间越短，硫化速度越快，并且显著提高胶料的交联密度。图不同种类促进剂的硫化曲线(等量配合)１一秋兰姆类；2一二硫代氨基甲酸盐类；3一次磺酰胺类４－噻唑类：５－硫脲类，6一胍类；7—黄原酸盐类１623４５7CV、SEV和EV体系的配方与硫化胶性能３、交联结构和交联