特种橡胶配方设计方案.ppt

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1、第二章特种橡胶配方设计第一节海棉橡胶第二节阻燃橡胶第三节透明橡胶第四节吸水膨胀橡胶第五节导电橡胶第六节导热橡胶海绵橡胶是一种疏松多孔橡胶，具有好的弹性、高的减振、隔音、隔热的性能。种类繁多，广泛应用于密封、减振、消音、制鞋等方面。第一节海棉橡胶开孔闭孔混合孔1、所有橡胶均可发泡2、海绵橡胶配方设计原理（1）发泡体系（2）硫化体系——温度应与发泡剂分解温度相匹配。一、设计准则二、发泡剂(一)发泡剂的种类无机发泡剂和有机发泡剂1、无机发泡剂特点：粒子较粗，孔眼较大多数是白色产物，不会对海绵体产生色泽污染大多数是水溶性大多数具有不燃性产生气体是二氧化碳、水蒸汽、氨气等，而不是氮气。分解温度不稳定多

2、数是吸热反应由于发气量不稳定，很难获得高发泡倍率的产品。部分用于制造开孔结构产品以及与有机发泡剂并用。特点：粒子较细，孔眼细小放气量大，释放气体以氮气为主分解温度稳定分解反应为放热反应大多数产品具有易燃性易残留气味，产生色泽污染2、有机发泡剂有机发泡剂和无机发泡剂分解曲线比较有机发泡剂在达到一定温度时迅速分解，放气量稳定，能够按照用量来计算发泡倍率。而无机发泡剂由于是吸热反应，不会马上分解，全部分解需要一定时间和热量，所以它产生的有效气体量是不稳定的。三、硫化体系海绵橡胶的硫化体系与它的发孔情况密切相关。----关键因素。要求：胶料硫化速率必须与发泡速率相匹配。原理：1、海绵橡胶在硫化过程中

3、同时发生两种反应，即发泡剂分解析出气体和橡胶在硫化剂作用下的交联。2、发泡剂析出的气体，最初溶解在胶料中，当气体溶解达到饱和后，即有气相产物形成，胶料是在所形成的气体的压力下发泡的。与此同时胶料通过硫化交联而把孔眼结构固定下来。为此要求硫化速度能调节到使析出气体所产生的对孔壁的拉伸膨胀力稍大于孔壁本身的阻力。3、如果气体相的形成速度过快，由于胶料来不及硫化，则形成的一个个气泡就会破裂，导致气体从各个孔眼扩散逸出，发泡压力降低；反之，若气体相形成速度过慢或硫化速度过快，则胶料在形成多孔结构之前就完成硫化定型。A为焦烧时间，AB为热硫化的前期，BC为热硫化后期，C为正硫化A点前发泡，此时胶料尚未

4、开始交联，粘度很低，气体容易跑掉，得不到气孔。AB段发泡时，粘度在仍然较低，孔壁较弱，容易造成连孔。BC段，这时胶料已有足够程度的硫化程度，粘度较高，孔壁较强，会产生闭孔结构。若在C点或附近，胶料已达到正硫化，粘度太高，不能发泡。因此必须根据发泡剂分解速度来调整硫化速度，控制在一定硫化阶段进行发泡。发泡剂用量为5-8份。如何调整硫化速度和发泡剂分解速度使之匹配？方法：选取在现有的硫化温度下硫化速度慢一点的硫化体系。即将硫化曲线向右平移，使发泡剂分解曲线位于BC段情况1：情况2：方法：1、选取在现有的硫化温度下硫化速度快一点的硫化体系。即将硫化曲线向左平移，使发泡剂分解曲线位于BC段。2、选取

5、合适的快速硫化体系，利用硫化速度对温度的敏感性比发泡剂对温度的敏感性更强的特点，提高硫化温度也是一种有效的办法。四、其它填充剂固体填充剂：可以选择半补强炭黑，碳酸钙等。软化剂：用量以满足混炼胶门尼粘度30-50的条件为选择依据，常用的软化剂有：机油，变压器油，凡士林，环烷油，石蜡油，有机酯类等。用量在10-30份。防老剂：由于发泡橡胶多孔，比表面积大，极易老化，因此，要选择高效防老剂，常用防老剂有：防D，4010，浅色用2246，MB等。橡胶分解可燃气体燃烧O2循环橡胶燃烧过程橡胶耐燃：指橡胶离开火源后，火焰迅速自行熄灭的性能，以氧指数（OI）来衡量材料的耐燃性。>27自熄材料<27易燃材料

6、第二节、阻燃橡胶常用聚合物的OI聚合物OI聚合物OILDPE17-19聚酰胺22-28LDPE（难燃）24-29聚酰亚胺36.5HDPE17-19EPDM21.9HDPE（难燃）28CSM25.1CPE21-23CR26.3PS17-18SiR26-39PVC45-60PTFE795各类橡胶的氧指数评价材料阻燃性的指标橡胶阻燃性能的好坏，一方面指的是材料在被火焰侵袭时，被点燃的难易程度；另一方面是指一旦材料着火燃烧后，它所具有的火焰传播速度、热释放速率、有毒气体释放量的高低，以及材料离开火源后能否迅速自行熄灭的性能。配方设计要点：1、生胶体系：将易燃橡胶与阻燃材料共混是提高前者阻燃性的一个方

7、法。典型的例子是丁腈橡胶与聚氯乙烯、氯化聚乙烯（CPE）间的共混，它们的相容性较好。例如，NBR/CPE共混，当CPE含量超过40%时，NBR的氧指数提高至32左右。具有阻燃性的橡胶和塑料：含氯材料-如CR、CSM、FKM、PVC、CPE、ECO、SiR2、填充体系填料一般不采用炭黑、而采用硅酸盐等浅色填料。3、软化增塑体系软化增塑剂一般易燃、在阻燃橡胶中应尽量少用。含氯和含磷的增塑剂具有提高阻燃性的作用：如