橡胶配方设计-05.ppt
橡胶配方设计整理
重点整理橡胶配方设计(Rubber Formula Design)第一章橡胶配方设计原理原料特性、工艺性能、成本核算一、拉伸强度(Tensile Strength)1.拉伸破坏理论高聚物实际破坏强度(橡胶≈20MPa)远小于理论强度(≈15GPa)。
(1)Taylor分子论观点结构不均匀性(橡胶自身无规、硫化键类型不同、填充体系分散不均匀等)⇒负载不均匀,产生应力集中,引起共价键断裂,形成局部断裂微点⇒应力集中下,断裂微点产生裂缝,裂缝进一步发展导致断裂。
(2)Griffith唯象论观点材料内部存在缺陷(空气或水分产生气泡、杂质、溶解度参数差异导致界面分离、划痕等)⇒空穴或裂缝尖端产生应力集中,形成裂纹⇒裂纹发展导致断裂2.生胶体系(1)分子结构分子间作用力大、含有极性取代基,拉伸强度高(如CR、氯化聚乙烯CM);含有支链导致排列不规则,拉伸强度低(如丁二烯聚合过程中产生不同结构的链节)。
(2)分子量分子量大(端基缺陷影响小,物理缠结点多)、门尼黏度值大,拉伸强度高。
(3)结晶与取向有利于拉伸强度,自补强橡胶NR、CR、IR、CM拉伸强度高。
(4)橡塑共混增强方式之一,如NBR/PVC、EPDM/PP。
3.硫化体系(1)交联密度交联密度增加,拉伸强度先上升后下降。
原因:起初,交联使承担外力分子链数目增加,网链承载均匀。
进一步增加交联密度,网链承载不均匀,链段运动受阻,易产生应力集中。
不同橡胶柔顺性不同,适宜交联密度不同(如硫黄加入量NR2.5phr>SBR1.8~2.0phr>EPDM1.5phr)。
硫黄用量显著影响交联密度,拉伸强度随硫黄用量增加,先上升后下降。
(2)交联键类型拉伸强度:—S x—>—S1,2—>—C—C—。
原因:多硫键键能虽低,但柔软易变形,拉伸过程中耗散大量能量,且断裂后产生自由基易重新结合。
准速级促进剂与中速级联用,如M、DM与D并用。
4.补强填充体系(1)补强剂结构粒径小、结构度高、表面活性高,拉伸强度高。
橡胶配方设计第二章
支链导致排列不规则 (4) 结晶与取向对Tensile的影响
如NR 、CR、IR自补强(应力诱导结晶 (5) 橡塑共混 NBR/PVC EPDM/PP
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橡胶配方设计第二章
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橡胶配方设计第二章
2、补强填充体系与耐磨性
(1)粒径小,活性大,结构度高,比表面积大, 耐磨性好
(2)用量 NR和SBR中 50~60phr CB BR中 60~70phr CB
资料介绍:不良路面,轮胎胶料中加入15phr 白炭黑,可提高耐磨性。
1) 减少胎面花纹掉块(相当于提高耐老化性) 2) 应用硅烷偶联剂及其他表面活性剂改性
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橡胶配方设计第二章
3、硫化体系
(1)交联类型 一般情况考虑,C-SX-C>C-S-C>C-C 具体到轮胎:生成单硫键可提高轮胎在光滑路面 上的耐磨性。 油封:采用过氧化物交联形成C-C键好。 (2)交联密度:交互作用
粒径小的CB交联密度小好 粒径大的CB交联密度大好
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密度(g/cm3) 硬度(邵A)
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1.115 1.095 1.103 1.067 1.115 1.164 1.192
72 76 78 81 72 77 83
橡胶配方设计第二章
经验公式
•配合剂种类
硬度变化
ISAF
+用量 ×3/5
SAF、气相法白炭黑 +用量 ×3/5
FEF、HAF、EPC +用量 ×1/2
•
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•硫化胶实际强度为20MPa左右
橡胶配方ppt
橡胶配方ppt
那么对于f(x),只要知道u,σ 2,即E(X)和D(X), 就可以画出其曲线。
正态分布表示为
,往往需要对其进行标准
化。如令
,则随机变量Y服从标准正态分
布,表示为 ,N(0,1)。
大家可计算E(Y)=0,D(Y)=1。
如
橡胶配方ppt
5. 三种重要抽样分布
三种重要抽样分布—— 分布,t分布,F分布。它们在 作统计判断时经常使用。先来看一下正态母体的子样平均 数。
5.1 正态母体中的 的分布:
设x1,x2,…,xn是独立同分布随机变量,且每个随机变
量服从正态分布
,则平均数
是否服从?
橡胶配方ppt
大家可以用前面所学的计算一下:
橡胶配方ppt
5.2 分布
设x1,x2,…,xn是独立同分布随机变量,且每个 随机变量服从标准正态分布N(0,1),则随机变量
的分布密度是
橡胶配方ppt
因此s2不是σ2的无偏估计 按E(X)性质
σ2无偏估计,记为s*2 Es*2=σ2,这里可看到,当n很大时,s*2= s2
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前面我们所说的估计可以说是点的估计,而数理统计 中的未知参数往往需要依靠一定的概率在一定范围 内进行估计,这即是区间估计,例:
已知某橡胶试片的300%定伸强度在正常情况下 服从正态分布,且标准差σ=0.108,现测五个试片, 其300%定伸是4.28,4.40,4.42,4.35,4.37 (MPa),试以概率95%对母体平均u作区间估计。
橡胶配Байду номын сангаасppt
举例
测200个圆柱状橡胶件的直径,最小13.09,最大13.69。现 把它们分成12个组,组距为0.05列表如下:
橡胶配方设计
橡胶配方设计
耐70℃的非极 性油,Shore A硬度为70,
适用于注射硫 化成型工艺。
配方设计
橡胶性能要求 工艺要求 配方 配合 加工 制品 成本要求
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橡胶配方设计
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橡胶配方设计
二、橡胶配方设计的原则
a. 达到指定的硫化胶技术性能; b. 加工工艺性能良好; c. 降低生产成本。包括原材料成本和加工成本,如
多组分:橡胶、硫化剂、促进剂、活性剂、 防老剂、填料、软化剂等
b. 橡胶配方设计是个因子水平数不等的试验
设计方法、活用正交表(因子、水平数不等)
c. 橡胶配方设计中各组分间有复杂的交互关系
配方中原材料之间产生的协同效应、加和效应或对抗作用.
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橡胶配方设计
d. 工艺因素对橡胶配方实施有重要的作用
测定100%、200%、300%、500%的定伸应力;
扯断伸长率( %)-试样扯断时,伸长与原长之比;
扯断永久变形 ( %)-试样拉伸至断裂,自由状态下保持3分钟, 不可
恢复的变形长度与原长之比。
(c) 撕裂强度(KN/m) 试样被撕裂时,单位厚度所承受 的负荷。
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橡胶配方设计
(d)磨耗:橡胶表面受到磨擦力作用而使橡胶表面 发生磨损脱落的现象。仪器有阿克隆磨耗仪等
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橡胶配方设计
# 耐疲劳性的配方设计
a. 生胶结构:高应变 NR(拉伸结晶), 低应变 SBR(Tg较高);
b. 硫化体系:~C-SX-C ~、交联密度; c. 软化剂; d.填充体系:高结构炭黑; f. 防老剂:品种及用量
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特种橡胶配方设计方案(PPT 53页)_12879
第二节、阻燃橡胶
橡胶燃烧过程 橡胶 分解
O2 可燃气体 燃烧
循环
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
常用聚合物的OI
聚合物
OI
LDPE
17-19
LDPE(难燃) 24-29
HDPE
17-19
HDPE(难燃)28
特种橡胶配方设计方案(PPT 53页)
第一节 海棉橡胶
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。
开孔
闭孔
混合孔
一、设计准则
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
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。
2、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:如氯化石蜡和磷酸三甲苯酯。
第五章橡胶制品配方设计
轮胎的使用情况:经受频繁的压缩、伸张、剪切变1、 轮胎整体结构各部位定伸应力的配置(1) 定伸应力由内层到胎面逐渐增大, 呈“阶梯形”分布⑵缓冲层定伸应力最高,胎面胶稍低或相等,呈2、 轮胎整体结构各部位硫化速度的匹配 (1) 合理设计各部件胶料的硫化速度(2) 正确配备各部位胶料的硫化平坦区范围二、胎面胶 1、 胎冠胶具有优异的耐磨性:要求耐磨性好、拉伸强度、撕 裂强度高;弹性大:以减小轮胎生热、提高抗刺扎性能、降低 轮胎滚动阻力;提高摩擦系数:以提高胎面胶与湿滑路面的抓着力; 耐疲劳性和耐热氧老化性能好:以提高其使用寿命。
2、 胎冠基部胶为避免裂口发生,要求基部胶弹性高、生热小、耐 热性好。
为使应力均匀分散,避免脱层现象,胶料的定伸应 力应与胎冠胶、缓冲层胶相匹配。
3、 胎侧胶要求胶料具有优异的耐屈挠龟裂性能和抗臭氧、热 氧、天候老化性能。
要求胎侧胶具有较好的粘合性能、硫化平坦性和抗 返原性。
三、 胎体胶1、 缓冲层:胶料的定伸应力和弹性要高, 生热要少,还要有良好的耐热性、耐疲劳和黏着性。
2、 胶帘布层胶: 胶料应与帘线有良好的黏着性, 生热应小,并有较好的耐热性和耐疲劳性。
3、 油皮胶:具有一定的强伸性能和较好的耐老化性 能。
此外要求油皮胶的硫化起点早一些。
四、 胎圈胶 1、 钢丝圈胶胶料应有较高的硬度, 与钢丝的粘着性 要好; 2、 三角胶芯胶起填充作用,要求胶料有较高的硬度; 3钢丝圈包布胶和子口包布胶要求胶料具有良好的 粘着性和耐老化性能,可用低级的天然橡胶为主体 材料,使用少量的炭黑和多量的无机填料,含胶率 在40流右。
五、 内胎要求胶料有良好的气密性,在高温和长时间老化下 能保持较好的撕裂强度,以防使用中受到刺扎时使 内胎爆破。
弹性高;定伸低;永久变形小等。
一、胎面胶要求:胶料抗切割、耐撕裂性能和黏着性能好。
二、胎侧胶要求:胶料有优异的耐屈挠性能和耐热氧、臭氧老化性能,拉伸强度较高,伸长率大,而且胶料的粘着性要好。
橡胶配方设计基础 ppt课件
粘合力/kg
30 56 44
(1.27cm)-1
第二次试验 0.5 1.5
第三次试 验
0.75 1.25
53
51 55 54
• 试验结果:该配方中应用Manbond 680C的最佳用
量范围为0.75—1.25份。
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分批试验法
这种方法是每批试验配方均匀地安排在试验范围
内。例如:每批做4个实验,我们可以先将实验范围 (a,b)均分为5份,在其4个分点x1,x2,x3,x4处 做4个实验。
初步确定 最佳工艺条件
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(6)确定完整的生产配方 生产配方内容包括: 配方组分、用量,胶料性能指标(指胶料的名称, 代号,用途),工艺条件(主要指塑混炼条件, 硫化条件)及检验方法等整套资料。
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以上配方设计程序可示意于下图
调查研究收集技术资料
制品的使用分析 原材料性能分析
加工工艺分析
制订基本配方和性能试验项目 试验室研究分析 选取最佳配方 复试并扩大中试 确定完整的生产配方
∑M胶——生产配方中生胶的总质量。
原材料 名称
生产配方
统一单位 配方/kg
转换系数
NR SBR
S 促M ZnO
St 防4020
C.B.
合计
5kg 3kg 200g 80g 400g 160g 160g 4kg
5
100/8=12.5
3
0.2
0.08
0.4
0.16
0.16
4
13.0
基本配方/份
62.5 37.5 2.5 1.0 5.0 2.0 2.0 50.0
确 定
油类: NBR、CR 刹车液E:P DM
6
橡胶配方设计原理及工艺
2、定伸强度与硫化体系的关系
交联密度: 交联密度适当高,末端数 少,定伸强度提高越高。
交联键类型: C C C S C C S x C
S用量:0.2-4份之间 促进剂用量:如TMTD(四甲基秋兰姆类,TT), 0.1-0.3即可提高定伸强度。
精品课件
3、定伸强度与填充体系的关系
精品课件
撕裂强度(KN/m):试样单位厚度承受 的负荷。
分为起始型撕裂和延续型撕裂。
起始型撕裂:指在一定拉伸速度下,试 样直角部位被撕裂时的强度。
延续型撕裂:预先割好口的试样,被撕 裂时的强度。
精品课件
有效弹性(E´) :在拉力试验机上,将试 样拉伸到一定长度测定试样收缩时恢复 的功同伸长时所消耗的功之比。
链数有关,与交联程度有关
1
(λ-
变形
λ2
)
弹力与变形量有关,与其成正比。
精品课件
近代强度理论中考虑以下三因素:
化学交联 物理缠结 炭黑(填料)与高分子间的物理化学作用 理论值与实测值较吻合。
精品课件
其中,填充炭黑的定伸应力: Guth-Gold方程:
Ef=Eg(1+2.5Φ+14.1Φ2) Ef-填充胶的定伸应力(计算值) Eg-未填充胶的定伸应力(实测值) Φ-炭黑的体积分数
NR S 促M ZnO SA 防A 炭黑 合计
100 2.75 0.75 5.00 3.00 1.00 45.00 157.5
促M以母胶配方加入, 母胶配方:
NR 90 促M 10 合计 100
精品课件
三方块原则:
配方:
结构和形态: 物理机械性能:
主体橡胶
SEM、TEM 可塑度,焦烧
橡胶配方设计
行筛选; ⑷ 检验 通过选定的配方制备胶料、产品,进行验证; ⑸ 定工艺 根据试验过程拟定加工工艺条件; ⑹ 评定 对制品的性价比进行综合评定。
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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。
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4.1.2 橡胶配方设计的程序
配方设计的基本程序包 ⑴ 调研 包括制品的使用条件,如温度、压力、是否接触介质、
使用的频率等方面。 ⑵ 选材 根据调研结果,选材、确定基本配方;包括生胶材料
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。
⑴ 橡胶品种
在低应变疲劳下,橡胶的Tg愈高,耐疲劳破坏性愈好;在高应 变疲劳下,具有拉伸结晶特性的橡胶耐疲劳性能较好。
⑵ 硫化体系
易于形成多硫键的硫化体系,有利于耐疲劳性能的提高,普通 硫化体系最为有利。
⑶ 填充体系
粒子细、结构性高的炭黑,耐疲劳性能较好,其用量一般在 50phr左右。
⑷ 增塑体系
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橡胶成型技术配方设计PPT.
3. 体积百分数表示(Vi% ): = Vi /∑Vi ×100% 以胶料总体积为100,生胶和配合剂体积所占比例数来表示,主要用于计 算原材料体积成本。
橡胶成型技术配方设计
一、橡胶配方设计的概念
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。
橡胶配方:生胶和多种配合剂按照一定比例的一种组合。
配方设计的意义
(1)决定产品成本及质量 (2)保证加工过程的顺利进行
第2讲4客) 户工开艺发(条下件)
1.为什么要进行需求分析 写回绝信:不能给未被录取的应聘者尽快寄回绝信,会让人感觉到你的公司没有礼貌,管理混乱。
(1)5上)衣物、裤理子机口袋械里性不要能装钥匙、小刀等坚硬、尖锐锋利的物品。
六、橡胶配方的表示方法及计算
(二)配方的表示方法与计算
1. 质量份数表示(mi): 以生胶分数为100份,其余配合剂相应质量份数表示。
例:设计胶管的内层胶
使用环境:输送气体、输送泥浆、酸、碱、油 类液体。
输送气体:气密性橡好胶I的 IR、NR、NBR
生 胶 的
泥 酸浆 、: 碱S要 :B求 R、耐 EP磨 D,NM 性R、 好SBR、BR
确 定
油类: NBR、CR 刹车液E:PDM
二、橡胶配方设计的发展历史
1839年 以前,空白 1839年 Goodyear发明硫化,配方组成:NR+硫黄 1844年 胶料中加入碱式碳酸铅、PbO等,硫化速度加快 1876年 天然橡胶树在东南亚大面积种植获得成功 1906年 原配方体系基础上加入苯胺,配方组成:NR+硫黄+ PbO+苯胺 1906年 开始加入炭黑着色,1912年发现炭黑有补强作用 1921年 用ZnO代替PbO 1926年 发现活化剂硬脂酸 1926年 以后,由于炭黑用量增加,配方中开始使用软化剂 1930年 开始在配方中加入防老剂,配方组成趋于完善 1931年 合成橡胶开始工业化生产 1931年以后,配方设计快速发展,配合剂品种不断更新,硫化速度大 大加快,硫化时间大大缩短,硫化胶的性能不断提高。
丁晴橡胶配方设计ppt课件
➢ 硬质炭黑
➢ 炭黑在天然橡胶中具有良好的分散性并能明显改善对天 然橡胶的加强效果;接枝于白炭黑外表上的环氧天然橡胶 分子玻璃化转变向高温偏移,使该复合资料在常温下具备 优良力学性能的同时也表达出了高动态滞后的特点.
➢ 其中资料作用
➢ DM
起到增塑剂或延迟剂的作用。可产生平坦和
中速流化,硫化温度较高,有显著的后效性,不会早期
硫化,操作平安,易分散,不污染,硫化胶耐老化。本
品单独运用硫化速度慢,通常都与秋兰姆、二硫代氨基
甲酸盐、醛胺类、胍类促进剂并用,是G型氯丁胶的优
良抗焦烧剂。主要用于制造轮胎、胶管、胶鞋、胶布等
丁晴橡胶的性能及其运用
➢ 主要的性能特点: ➢ 1、 优点: ➢ 1 )因含有极性AN基团,对非极性或弱极性动植物油
、液体燃油和溶剂有较高的稳定性,AN含量越高耐油越 好 ➢ 2 )耐热优於NR、SBR、CR ➢ 3 )气密性好仅次於丁基橡胶 ➢ 4 )耐寒性差、AN含量越高越差 ➢ 5 )属非结晶橡胶,需炭黑补强。 ➢ 2、 缺陷: 绝缘性差,体积电阻小。
所、条件、环境的差别,对制品的性能也就提出了不同 的要求,如无毒、耐磨、耐热、电绝缘、耐化学腐蚀、 耐大气老化等等,根据产品的出现的问题。 ➢ 3〕运用要求,选择树脂和助剂,进展合理设计。
(二〕对原资料的了解
➢ 1〕原资料的作用和性质。 ➢ 原资料配合时的相互影响,发扬原资料间的协同作
用,获得最正确效果。 ➢ 2〕原资料的质量及其检验。 ➢ 原资料的用量与制品性能、成型工艺的联络。 ➢ 3〕原资料的价钱,在不影响产质量量的前提下,降低
《橡胶合成方法》PPT课件
7.3 溶液聚合
1. 自由基溶液聚合的特点
优点: 体系粘度低, 混合和传热容易, 温度易控制, 较少凝 胶效应。 缺点: 聚合速率低,设备利用率低,链转移使分子量低, 需溶剂回收。 多用于聚合物溶液直接使用场合,如油漆、粘合剂、涂 料、合成纤维纺丝液等。
溶剂的选择
溶剂对聚合活性有很大影响,因为溶剂难以做到完全惰 性,对引发剂有诱导分解作用,对自由基有链转移反响。 溶剂对引发剂分解速率依如下递增: 芳烃、烷烃、醇类、 醚类、胺类。 向溶剂分子链转移: 水为零, 苯较小, 卤代烃较大。
聚合机理 生产特征 产物特性
自由基聚合一般机 理,聚合速度上升 聚合度下降
容易向溶剂转移, 聚合速率和聚合度 都较低
类似本体聚合
能同时提高聚合速 率和聚合度
设备简单,易制备 板材和型材,一般 间歇法生产,热不 容易导出
传热容易,可连续 生产。产物为溶液 状。
传热容易。间歇法 生产,后续工艺复 杂
传热容易。可连续 生产。产物为乳液 状,制备成固体后 续工艺复杂
7.1四种根本的聚合实施方法:
本体聚合: 不加任何其它介质, 仅是单体在引发剂、热、光或辐射源作用 下引发的聚合反响。
溶液聚合: 单体和引发剂溶于适当溶剂中进展的聚合反响。
悬浮聚合: 借助机械搅拌和分散剂的作用, 使油溶性单体以小液滴(直径 1~10-3cm)悬浮在水介质中, 形成稳定的悬浮体进展聚合。
乳液聚合: 借助机械搅拌和乳化剂的作用, 使单体分散在水或非水介质中 形成稳定的乳液(直径1.5~5μm)而聚合的反响。
聚合实施方法比较
实施方法
本体聚合
配方主要成分 单体、引发剂
聚合场所
单体内
溶液聚合
悬浮聚合
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0
Torque (Nm)
-2
Energy (Whr/kg)
-4
% Change from Control (0 phr)
-6
-8
-10
-12
Aktiplast MS 1 phr
-14
Aktiplast MS 2 phr
Aktiplast MS 3 phr
Effect on extrusion efficiency 对挤出效率的影响
七、焦烧性(scorch) 焦烧性(scorch)
胶料在存放或操作工程中产生的早期硫化的现象 胶料在存放或操作工程中产生的早期硫化的现象 存放或操作工程中产生的早期硫化 1.促进剂的选用 为取得足够长的加工安全性,尽量选用迟效性 为取得足够长的加工安全性,尽量选用迟效性 和临界温度较高的促进剂 超超速级 超速 准速 中速 慢速 PX ZDC TMTD M DM CZ H NOBS DZ 2.填料的酸碱性 槽法: 槽法:酸性迟效硫化 炉法:碱性促进硫化 炉法: 粘度大(补强剂用量多)的胶料加工生热性大, 粘度大(补强剂用量多)的胶料加工生热性大, 注意焦烧性。 注意焦烧性。
Control Aktiplast MS -1phr Aktiplast MS -2 phr Aktiplast MS -3 phr
Effect on dynamic properties 对动态性能的影响
Tan Delta @ 10 Hz & 70° C
Aktiplast MS -3 phr Aktiplast MS -2 phr Aktiplast MS -1 phr Control
Tan Delta @ 10 Hz & 0° C
0
0.05
0.1Βιβλιοθήκη 0.150.20.25
六、粘着性(tackability) 粘着性(tackability)
胶料之间(自粘性: 胶料之间(自粘性:取决于胶料的强度和分子链 段的扩散),胶料与其他材料之间(互粘性)。 ),胶料与其他材料之间 段的扩散),胶料与其他材料之间(互粘性)。 提高胶料粘着性的配方设计思路 配方设计思路: 提高胶料粘着性的配方设计思路: 1、选用粘性好的生胶 NR>CR>BR、SBR、NBR>IIR、 NR>CR>BR、SBR、NBR>IIR、EPDM 2、选用增粘作用大的软化剂 如液体固马隆、松香、石油类树脂( 如液体固马隆、松香、石油类树脂(C5、 C9)、 萜烯树脂、酚醛树脂类。 萜烯树脂、酚醛树脂类。 3、选用补强性大的填料 加入CB能增加胶料的生胶强度, CB能增加胶料的生胶强度 加入CB能增加胶料的生胶强度,提高胶料的 自粘性,其中以粒径小,活性大的CB较好。 CB较好 自粘性,其中以粒径小,活性大的CB较好。白炭 陶土填充粘合性也较好。 黑、MgO 、ZnO 、陶土填充粘合性也较好。
防护体系(抗硫化返原剂) 4、防护体系(抗硫化返原剂):
加入能提高大分子在高温和长时间硫化温度下发生 氧化裂解和热裂解的配合剂, 氧化裂解和热裂解的配合剂,如胶料中常用的防老剂具有 提高胶料耐热性的作用(评价防老剂的耐热性) 提高胶料耐热性的作用(评价防老剂的耐热性)。 目前人们对抗硫化返原问题研究较多的是在胶料中加 入抗硫化返原剂, 入抗硫化返原剂,如: 六亚甲基六亚甲基-1,6-二硫代硫酸二钠盐(即 HTS) 二硫代硫酸二钠盐( HTS) 间亚苯基双马来酰亚胺( HVAN ,N′-间亚苯基双马来酰亚胺(即HVA-2), Perkalink900) 900 1,3-(柠糠酰亚胺甲基)苯(即Perkalink900), 柠糠酰亚胺甲基) 三乙氧基硅烷丙基)四硫化物( Si-69) 双(γ-3-三乙氧基硅烷丙基)四硫化物(即Si-69), 二烷基二硫代磷酸锌(莱茵克TP/S) 。 二烷基二硫代磷酸锌(莱茵克TP/ TP
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Abrasion DIN (mm3) IRHD Hardness at 100° C Rebound Elasticity (% at 100° C) Tear Strength (N/mm) Tensile Strength (MPa)
5 4.5 4 3.5 % Change 3 from 2.5 Control 2 (0 phr) 1.5 1 0.5 0 Output (g/min)
Aktiplast MS 1 phr Aktiplast MS 2 phr
Output/rpm
Aktiplast MS 3 phr
Effect on Physical properties 对物性的影响
[NaO3S-S-(CH2)6-S-SO3Na •H2O]使其在硫化反应 H 中能够连接橡胶大分子主链的硫键之间嵌入柔顺的 六亚甲基集团,形成“复合”的交联结构。这种六亚甲基集团,形成“复合”的交联结构。这种-Sx复合” S-(CH2)6-S-Sy-的“复合”交联结构可有效改善交联 热稳定性, 键的热稳定性 使胶料的抗返原性提高。另外, 键的热稳定性,使胶料的抗返原性提高。另外,引 这样的长基团提高了交联键的柔顺性 柔顺性, 入-(CH2)6-这样的长基团提高了交联键的柔顺性,能 够大大改善硫化胶在动态条件下的屈挠性能。 够大大改善硫化胶在动态条件下的屈挠性能。
2、硫化体系: -C-SX-C<C-S-C<C-C 硫化体系: C<C- C<C通用胶( SBR,BR,NR) 通用胶( SBR,BR,NR)以低硫高促或含硫载体 促进剂形成以单硫键或双硫键为主,耐热性较好。 促进剂形成以单硫键或双硫键为主,耐热性较好。 采用DCP交联,热撕裂差, DCP交联 EPDM 采用DCP交联,热撕裂差,有时少量配用 “ S” 采用ZnO CR 采用ZnO MgO 镉镁硫化体系或过氧化物, NBR 镉镁硫化体系或过氧化物, IIR 树脂硫化或醌肟硫化 3、补强、填充体系 补强、 一般无机填料比CB耐热性好, CB耐热性好 一般无机填料比CB耐热性好,采用金属氧化物能 提高胶料的耐热性。 ZnO, 提高胶料的耐热性。如白炭黑 ,ZnO, MgO , 和硅酸盐,甲基丙烯酸盐提高胶料耐热性的 Al2O3和硅酸盐,甲基丙烯酸盐提高胶料耐热性的 同 提高强度及粘合性。 时,提高强度及粘合性。
(1) Duralink HTS HTS是美国孟山都公司产品 是美国孟山都公司产品, Duralink HTS 是美国孟山都公司产品 , 化学名称为二 水 合 六 亚 甲 基 -1 , 6 - 二 硫 代 硫 酸 二 钠 盐 , 结 构 为 : Na•H O]。 [NaO3S-S-(CH2)6-S-SO3Na H2O]。
八、抗返原性(anti-recovery) 抗返原性(anti(anti
定义:所谓抗返原性,是指胶料在140~150˚C 定义:所谓抗返原性,是指胶料在140~150 C长时 间硫化或在高温硫化条件下,硫化胶性能下降的现象。 间硫化或在高温硫化条件下,硫化胶性能下降的现象。 原因:(1)交联链断裂及重排 原因:(1)交联链断裂及重排 (2)橡胶大分子在高温和长时间硫化温度下发生 (2)橡胶大分子在高温和长时间硫化温度下发生 裂解(包括氧化裂解和热裂解) 裂解(包括氧化裂解和热裂解) 胶种选择: 1、胶种选择:选择耐热性好的胶种 橡胶的软化温度:极性橡胶的软化温度:极性-Cl -F -CN -COOC4H9 ; 橡胶的热稳定性:提高化学键能如Si Si橡胶的热稳定性:提高化学键能如Si-O 和C-O; 橡胶的化学稳定性:减少弱键“ HNBR。 橡胶的化学稳定性:减少弱键“C=C” 如 HNBR。 MVQ>FPM>ACM>HNBR>>CIIR>EPDM>IIR >NBR、 >NBR、CR>SBR>BR>NR
4、增粘体系: 增粘体系: (1)间甲白:间苯二酚-甲醛给予体- (1)间甲白:间苯二酚-甲醛给予体-白炭黑 间甲白 粘RS/粘A/白炭黑 RS/粘A/白炭黑 反应型烷基酚醛树脂/促进剂H/白炭黑 反应型烷基酚醛树脂/促进剂H/白炭黑 H/ (2)钴盐: 环烷酸钴、硬酯酸钴、 (2)钴盐: 环烷酸钴、硬酯酸钴、癸酸钴等 钴盐 (3)偶联剂: 硅烷偶联剂、 (3)偶联剂: 硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂 偶联剂 随硫化剂用量的增加, 5、随硫化剂用量的增加,胶料的粘合性有增大的 趋势,例如通用胶料采用硫黄硫化。 趋势,例如通用胶料采用硫黄硫化。 尽量少用容易喷出的配合剂 以免污染胶料表面, 喷出的配合剂, 6、尽量少用容易喷出的配合剂,以免污染胶料表面, 从而导致粘合变差,出现脱层、气泡、隔离等现象。 从而导致粘合变差,出现脱层、气泡、隔离等现象。
Effect on Mooney Viscosity 对门尼粘度的影响
80 78 76 74 ML 1+4 @100° C 72 70 68 66 64 62 60 Control MS-1 phr MS-2 phr MS-3 phr
Effect on Extrusion Parameters 对挤出参数的影响
防焦剂CTP CTP用量对胶料硫化特性的影响 图 防焦剂CTP用量对胶料硫化特性的影响 其余组分: 60, 40, 促进剂M 其余组分:NR 60,BR 40,ZnO 5,SA 2,促进剂M 1,高 耐磨碳黑HAF 50, 耐磨碳黑HAF 50,芳烃油 5,石蜡 1,S 2.5