最新橡胶配方设计PPT课件.ppt

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1、橡胶配方设计4.1橡胶配方设计的基本概念橡胶配方就是表示能满足制品规定使用性能及加工性能要求的胶料中，各种原材料的种类和用量的搭配方案。生产中所用配方应该包括：胶料的名称及代号、胶料的用途、各种配合剂的用量、生胶含量、密度以及胶料的物性。所谓配方设计就是如何确定这种比例关系，是橡胶制品生产过程中的关键环节。8/18/202124.1.1橡胶配方设计的原则橡胶配方设计的任务是力求使橡胶制品在性能、成本和工艺可行性三个方面取得最佳的综合平衡。通常，要遵循以下几条原则：⑴充分了解制品的性能要求、使用条件；半成品的性能一般应高于成品指标的15%。⑵由于橡胶制品的性能一般是多方面

2、的，性能在满足性能要求方面，要抓住主要矛盾，平衡次要矛盾；⑶对多部件制品，要从整体考虑；⑷平衡使用性能与加工性能；⑸考虑配合剂之间的相互影响；⑹低污染；⑺简化配方，降低成本。8/18/202138/18/202178/18/202188/18/202198/18/2021108/18/2021118/18/2021128/18/2021138/18/2021148/18/2021158/18/2021168/18/2021174.2配合体系与制品性能的关系4.2.1配合体系与拉伸强度的关系拉伸强度是指试片受拉伸作用至断裂时单位面积上所承受的最大拉伸应力，单位MPa。在硫

3、化胶的测定项目中一般都包括这项指标。工业用橡胶制品，多以拉伸强度作为产品质量的主要指标。⑴橡胶品种主链上有极性取代基或芳基的橡胶的拉伸强度较高。就纯橡胶配合而言，天然橡胶和聚氨酯橡胶的拉伸强度最高，丁基橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶次之，丁苯橡胶、丁腈橡胶较差。8/18/202118⑵硫化体系①交联密度随着交联密度的增加，橡胶拉伸强度，出现先增后降的趋势，存在最佳值，这就要求适当选择硫化剂的用量。②交联健的类型硫化胶的拉伸强度随着交联键能的增加而减小。当交联键能较弱时，在高应力集中下会很快断裂，从而解除了所承受的负荷，而将应力转移分配给相邻链段上，使得网络作为一个整体均匀地承

4、受较大应力；同时，弱交联键的较早断裂还有利于该部分主链的定向排列和结晶，因此存在弱交联键的硫化胶的拉伸强度较大。例如，适当增加硫黄用量，采用促进剂M或与胍类促进剂并用，可提高键能较低的多硫键（—Sx—）的含量，提高拉伸强度。8/18/202119⑶填充体系一般而言，填充剂粒径越小、比表面积越大、结构性越高，补强效果越好。⑷增塑体系增塑剂一般会使橡胶的拉伸强度降低，与橡胶相容性好、具有限制橡胶分子运动的高黏度油类增塑剂可提高橡胶的拉伸强度。其它，如共混、使用表面活性剂、偶联剂也可提高橡胶的拉伸强度。8/18/2021204.2.2配合体系与撕裂强度的关系指将带有切口的试片

5、撕裂时所需的最大力，其单位为N/m。⑴橡胶品种天然橡胶、氯丁橡胶等结晶性橡胶的撕裂性较好。几种橡胶的抗撕裂性强弱顺序是：NR＞CR＞SBR＞NBR⑵硫化体系多硫键具有较高的撕裂强度。⑶填充体系粒子细、活性大的炭黑、白炭黑补强时，撕裂强度明显改善；炭黑用量一般在50~60phr时可获得最高撕裂强度。但用量过大时撕裂强度反而下降。⑷增塑体系适当加入增塑剂有助于撕裂强度的提高，主要是一些树脂类如古马隆树脂、酚醛树脂等。8/18/2021214.2.3配合体系与定伸应力的关系定伸应力是指试样被拉伸至一定长度时所受的力与试样在拉伸前的截面积之比，单位为MPa，工业中常用的有伸长为

6、100%、300%和500%时的定伸应力。⑴橡胶品种要求高定伸应力的橡胶制品可以用天然橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶来制备；低定伸应力的制品可采用天然橡胶、高顺丁橡胶。⑵硫化体系随着交联密度的增加，定伸应力随之增加。因此，调整硫化体系中硫黄及促进剂的用量来增大交联密度，进而提高定伸应力。⑶填充体系增加粒度小、结构性高的高活性填充剂的用量可提高定伸应力。以炭黑的效果最为显著。对丁苯橡胶来说，主要取决于炭黑的结构性。⑷增塑体系增塑剂用量增加，定伸应力降低。8/18/2021224.2.4配合体系与回弹性的关系回弹性又称冲击弹性，是指橡胶受冲击以后恢复原状的能力。试验的时候是使一

7、定高度的重物自由落到橡胶试样表面上，用重物回弹的高度来评价。⑴橡胶品种从结构因素来说，分子链越柔顺、分子间作用力越小的橡胶，其弹性越好。以天然橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶以及硅橡胶的回弹性较好。⑵硫化体系在一定范围内，弹性随交联密度的增大而提高，多硫键的回弹性高于低硫键和碳碳交联键。适当增加硫黄用量有利于硫化胶弹性的增加。⑶填充体系填充剂用量越少、胶料含胶率越高，有利于弹性的增加。炭黑特别是细粒子活性炭黑，对硫化胶弹性的降低影响较大，对弹性要求高的胶料多采用中粒子炭黑。⑷增塑体系增塑剂对硫化胶弹性的影响一般不大，但用量过大时会使弹性降低。8/