橡胶配方设计与功用

促进剂（触媒）
原理: 指加入胶料后能缩短硫化时间和降低硫 化温度的物质。 功用: 改变硫化速率及硫化时间,有时促进剂 可以共用,使用上称一次促进剂,如LM,DM, 及二次促进剂,如TS.
架桥剂
功用: 使橡胶由杂乱无序的分子结构,变成组 织严密完整的分子架构,即由原来可塑性 弹性体变成热固性弹性体. 种类: 硫磺,过氧化物,金属加硫（ZnO, MgO）, 紫外线加硫等. 硫磺: 以硫作硫化剂同橡胶进行交联反应形成 的几种典型的交联键结构:单硫键,双硫键, 多硫键,临位多硫键,C-C交联键,环硫键;
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橡胶助剂分类
按其功能，大体上可以分2类： 顺序分类包括 1功能型助剂---硫化、防护、补强、粘合、特 殊作用助剂。 2操作型助剂---塑解剂、增容剂、增塑剂、软 化剂、均匀剂、润滑剂、分散剂、增粘剂、 隔离剂、脱模剂等。
硫化体系助剂
概述
1. 硫化体系助剂包括硫化剂、促进剂、活化剂和防焦剂。 2. 硫化剂是指能和橡胶起交联作用的物质，故又称交联剂。 3. 促进剂是指加入胶料后能缩短硫化时间和降低硫化温度的物质。 4. 活性剂是指加入胶料后能增加促进剂活性，减少促进剂用量，缩短硫 化时间的物质。 5. 硫化是橡胶分子之间发生交联反应的化学过程，交联键的类型和交联 速度取决于硫化剂用量、活性、硫化温度和时间。 6. 以硫作硫化剂同橡胶进行交联反应形成的几种典型的交联键结构：单 硫键、双硫键、多硫键、临位多硫键、C-C交联键、环硫键 7. 在选择硫化体系时，还可以利用并用技术，即凡单一用某一助剂即可 达到要求的就采用单一体系；凡单一助剂不能满足要求要求时即可采 用二种或三种助剂并用体系。并用体系的显著优点在于能产生“协同 效应”。
常用胶料特性介绍
• • 丁二烯橡胶（BR）：CH2=CH-CH=CH2 特性：磨耗佳，弹性好，硬度高，但是止 滑性差，延伸率差，不易加工素练。
常用胶料特性介绍
• • • 丁二烯-丙烯晴橡胶（NBR）： 分子式：CH2=CH-CH-CH2 CH2=CHCN 特性：耐油胶，抗张，抗压佳，目尼值高， 不易加工，耐油性是以其中含AC量为判 断。丙烯晴值(AC)含量愈高，耐油程序愈 佳。
橡胶配方设计及各功用
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原料橡胶
1. 主胶料在一般配方通常有二种以上的胶料互相掺 和,各取各种胶料的特 性,互相搭配而成,所以主胶料的选用与物性有很 大关系。 2. 掺和： (1)目的：使用单一主胶料无法达到的，掺和可以达 到：
A.物性之调和。 B.加工性之调和。 C.降低成本。
原料橡胶
(3)原料橡胶不是都可以掺和,掺和时有下列问题：
分散剂和均匀剂
• 分散剂的功能
解决胶料中粉料的分散，这主要是通过高分子脂肪 酸类分散剂润湿粉料粒子或弹性体的表面，使不同 性质和不同品类的粉料粒子之间或粉料粒子与弹性 体之间减小相对移动的阻力，达到粉料粒子均匀分 散到胶料中的目的。
•
均匀剂的主要功能
解决不同极性聚合物的共混，即解决不同极性的橡 胶之间或类橡胶或其他聚合物之间的分散。
A.主胶料彼此相容性问题： ---有的彼此相容,成为均相(homogeneous phase); ---有的不相容,只能机械混合. B. B.添加剂在胶料中亲和性问题： ---白烟,油,促进剂,老防剂等,在各种原料胶中之容纳量或 称亲和性问题； ---例如NR与BR掺和时,白烟与油在BR中容入较多,在NR 中较少. C.加硫速度问题： ---例如NR,EPDM掺和,NR加硫快EPDM极慢,促进剂都 被NR吃去,EPDM还不能加硫.
物理因素:热、光、机械应力、超声波、高能辐射等. 化学因素:氧、臭氧、变价金属离子,各种化学介质如水、 酸、碱、盐及微生物的作用.
防老剂
防老剂:能防止(严格地说是能延缓)橡胶老化的物质.因为橡胶老化本质是 橡胶氧化变质和臭氧化变质,所以橡胶的防老剂又称橡胶抗氧剂或 抗臭氧剂. 老化机理:橡胶的氧化过程属自由基链反应,它不仅使橡胶分子链断裂,也 能引起链交联,前者使分子量下降,表现为橡胶软化;后者使分子量 上升,表现为橡胶发硬. 分类: 按化学结构分为: 胺类, 酚类, 杂环类, 亚磷酸酯类及其他类 按外观分为: 污染型(如胺类), 非污染型(如酚类) 按防护效应分为: 抗氧化, 抗臭氧, 抗有害金属, 抗紫外线等 举例: SP, WB212,BHT等，有时老防剂在配方中共用，有的有互相激励 之效果，活性较强，与活性较低之老防剂共用，老防剂原料最贵， 加多了成本相对提高。
常用胶料特性介绍
风胶（NR） 1. 取橡胶树汁液，添加些许氨和老防剂使之 凝结分块而成，愈上层杂质愈少，风胶品 质愈佳，颜色愈浅，相反，愈下层品质愈 差。 2. 分子式： 3. 特性：
常用胶料特性介绍
异戊二烯橡胶(IR)： (C5H8)
常用胶料特性介绍
• 丁二烯-苯乙烯橡胶（SBR）：CH2=CH2 CH2=CH-CH=CH2
偶合剂
• A-189, S-69, KBM803。
防护体系助剂----概述 防护体系助剂 概述
• 老化: 橡胶在加工、贮存和使用过程中,由于受内 外因素的综合影响,而逐渐失去其原有的优良性质, 这种现象叫橡胶的老化. • 常见的老化: 表面外观变软、发黏、发硬、龟裂、 发脆等,从而体现为强度下降、弹性消失、绝缘性 下降,其他的物理和化学性能也发生变化. , . • 影响老化的因素:
增塑剂(软化剂)
结构与作用 由于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、 丁基橡胶和三元橡胶的分子量很大，多为无官能团 的无定型结构，且具有弹性，为了在加工时使这些 非极性分子能够相对移动产生变形，传统上是在混 炼时添加一定量的无官能团结构的脂肪烃、环烷 烃、芳香烃油品增塑剂和软化剂。对于极性橡胶， 必须配用脂肪酸或其酯，或其卤化烃类极性增塑 剂。
活性剂
原理:指加入胶料后能增加促进剂活性, 减少促进剂用量,缩短 硫化时间的物质.白烟配方中，是针对白烟表面高活性 的烷基与ZnO或促进剂之间反应。 功用: 1.避免锌氧粉与促进剂被白烟吸附而影响硫化速度； 2.增加PH值:因白烟PH值约在5.8—7.3之间，带微酸性； 3.活化白烟表面，增加白烟与橡胶键结来改善物性； 活性剂的种类: 依其化学组成不同区分为： 无机活性剂: 金属氧化物,金属碳酸盐,如锌氧粉,碳酸锌,氧化 镁等; 有机活性剂: 醇类---DEG（乙二醇),PEG(聚乙二醇),尿素衍生 物,其他化合产品等;
防焦剂
焦烧现象
胶料在贮存和加工过程中因受热的作用会发生早期硫化(交联)并失去流动性和再加工 的能力，这就是焦烧现象。
品类与性能 ---可以用作橡胶防焦剂的化学品有三类：
有机酸类； 亚硝基化合物类； 次磺酰胺类。
---任何防焦剂都应符合橡胶加工性能要求，即：
优良的防焦性能； 对不同促进剂和胶料选择性小； 对其他配合剂不敏感； 对胶料的硫化特性和硫化胶性能无不良影响； 贮存稳定和操作性能好； 不结块、不飞扬、易分散、不喷霜； 符合工艺安全和卫生要求。
橡胶助剂分类
按其作用，大体上可以分6类： 顺序分类包括 1硫化助剂---硫化剂（交联剂）、促进剂、活性剂、防焦剂等。 2防护助剂---抗氧剂、抗臭氧剂、抗屈挠龟裂剂、光稳定剂、UV光吸收 剂、有害金属抑制剂、物理防老剂、防白蚁剂、防霉剂等。 3补强助剂---炭黑、白炭黑、金属氧化物、无机盐、树脂等。 4粘合助剂---间甲白体系、钴盐体系粘合剂和交联剂。 5操作助剂---塑解剂、增容剂、增塑剂、软化剂、均匀剂、润滑剂、分散 剂、增粘剂、隔离剂、脱模剂等。 6特殊助剂---着色剂、发泡剂、消泡剂、增稠剂、膏化剂、湿润剂、乳化 剂、稳定剂、凝固剂、热敏剂、抗蹼剂、防腐剂、保护剂、阻燃剂、 抗静电剂、芳香剂等。