橡胶配方设.ppt

胶料与胶料之间：剥离强度
胶料与帘线及钢丝之间：H抽出法
加工性能和物理机械性能测试要求：
1)变异性：a.材料本身不完全均匀 b.试验步骤的变异性
2)准确度表示测定值与真实值相符的程度
3)精密度表示各次测定值彼此间相符的程度
4)重复性是指同一实验室中数据的准确度
5)再现性是指不同实验室间数据的准确度
4、 产品结构
16．绝缘性：
1) 表面电阻率和体积电阻率大小 2) 介电损耗 3) 击穿电压强度 1015Ω·cm以上 介电损耗越大，绝缘性越差 击穿电压/厚度
17．导电性：体积电阻率 10Ω·cm以下
抗静电
18．扩散与渗透性能
106～10Ω·cm
高分子导电、导电填料 1)透气性：内胎、瓶塞 2)透湿性和透水性：防水卷材、水坝、房屋
橡胶配方设计课程目的及意义：
•理论指导 • • • • • •
橡胶配方设计
实践应用
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。
第一章 橡胶配方设计的基本概念
第二章 橡胶配方设计原理
第一节 配方设计与硫化胶物性的关系
第二节 配方设计与工艺性能的关系
理论正硫化时间（T H ）：胶料从加入到模具中受热 开始到转矩达到最大值所需要的时间； 工艺正硫化时间(T 90 )：胶料从加入到模具中受热 开始到转矩达到M90所需要的时间。
M90=ML+（MH—ML）×90％
3、硫化橡胶的使用性能测试
1．拉伸强度 σ＝P/bh，Mpa 2．定伸应力，Mpa 100%，300%，Mpa 3．拉断伸长率 ，％
４、挤出特性：材料的挤出膨胀比、挤出外观
５、应力松弛：以时间长短来衡量
６、 胶料加工综合性能：混炼、压出特性等。
Brabender, Hakke流变仪
７、硫化特性: t10 、t90、最小转矩、最大转矩
• 混炼胶的质量和配方总量之差与配方总量之比： ISO2393规定无填料的混炼胶为0.3％； 有填料的混炼胶为0.6％ • 常规的混炼顺序：生胶或塑炼胶共混 小药（活性剂、促进剂、防老剂、固体软化剂） 补强剂和填料
processability
cost
Abrasion Resistance 耐磨
Wet Grip 湿地抓地力
二．橡胶配方设计特点
因子：统称影响胶料性能指标的因素为因子， 如原材料、工艺等。 水平：每个因子可能处于的状态，水平可以是 原材料的品种、用量或工艺参数等。
1．橡胶配方设计是多因素的试验问题;
3)油扩散:密封件
19．耐液体：耐油、耐化学溶剂、耐酸碱
体积、质量变化率及物理性质的变化率
体积变化百分数△V（%）按下式计算：
△V=
(W 3 W 4) (W 1 W 2) (W Nhomakorabea W 2)
×100
质量变化百分数△W(%)按下式计算：
△W= W 3 W 1
W1
×100
20．粘合强度：
є＝[（L1-L0）/L0]*100%
4．扯断永久变形：
S=(L2- L0)/ L0 ，％
5．撕裂强度：
Φ＝P/h，KN/m
6．有效弹性和滞后损失
12 10
拉伸强度，MPa
拉伸曲线 8 6 4 2 0 0 100 200
回缩曲线
300 伸长率，％
400
500
600
7．硬度测定：邵尔A型
8．磨耗测定： 磨耗体积
2．橡胶配方设计是水平数不等的试验问题 3．橡胶配方中各种原材料之间的交互作用强烈; 4．工艺因素有时对橡胶配方设计起决定性作用; 5．橡胶配方设计中尽力排除试验误差; ;
6．配方经验规律与统计数学相结合。
三、橡胶配方设计的原则与程序
1、原则：
配方设计人员应用理论知识，用最少的物质 消耗，最短的时间，最少的工作量，通过科学的 橡胶配方设计方法，掌握原材料配合的内在规律， 设计出实用配方，使制品的性能、成本和工艺可 行性等方面取得最佳的综合平衡。
(10)其它：瓶塞、防腐衬里、垫片、电线、 电缆、高压帽 、绝缘子 、防水卷材、防 毒面具、防尘罩、血压计、体育用品(球 类、球拍)、热水袋、奶嘴、按键等。
汽车用原材料重量比例
Materials 材料 Elastomers 弹性体 Plastics 塑料 Aluminium 铝 Copper, Lead, Zinc 铜、铅、锌 Others 其它 Steel 钢 Percentage百分比% 16.7 6.5 3.0 3.5 4.3 66.0
2、橡胶加工工序
1）塑炼：降低生胶的分子量，增加塑性，提高流
动性和可加工性。 2）混炼：采用开炼机或密炼机使生胶与配方中各 个组分混合均匀，制成混炼胶。
3）压延：利用压延机将混炼胶或与 纺织物、钢丝等骨架材料通过压 片、压型、贴合、擦胶、贴胶等 操作制成一定规格的半成品的过 程。 4）压出：利用挤出机将混炼胶通过 口型压出各种断面半成品的过程， 如内胎、胎面、胶管等。 5）硫化：橡胶加工的最后一道工序， 通过一定的温度、压力和时间后， 使橡胶大分子由塑性状态转变为 网状弹性状态的过程。
第三节 橡胶配方设计与成本的关系
第三章 特种橡胶与功能性橡胶的配方设计
第四章 配方设计优化方法
第一节 单因素变量设计 第二节 多因素变量设计
目的和要求：
• 了解橡胶配方设计的定义、特点。
• 掌握配方设计的原则和表示方法。
• 学会计算材料的含胶率、密度、成本。 • 了解橡胶产品的种类、结构，对橡胶制品的使用 条件和加工条件有所了解。 • 掌握原材料的特性及配合规律。
(1) 轮胎： 汽车轮胎：斜交 、半钢子午线、全钢子午 线、内胎 、垫带 、胶囊及水胎 农用轮胎、工程轮胎、 航空轮胎、摩托车 轮胎、力车轮胎、实心轮胎、 翻新轮胎
(2) 胶管类： 纯胶管、夹布胶管、编织、缠绕胶管 按用途分：耐热、油、耐酸碱、耐燃、耐磨等 (3) 胶带类： 输送带(煤矿用) 传动带分为三角带和平型传动带
2、程序：
基础配方：原材料试验鉴定 性能配方：针对性能指标制定的配方 实用配方：经验证符合要求的配方 生产配方：投入生产使用的配方
四、橡胶配方的组成及表示方法
橡胶配方简单地说，就是表示生胶和配合剂用量 配比表。表示方法：
1.质量份数表示：以生胶分数为100，其余配合剂相 应质量份数表示。
2.质量百分数：以混炼胶料总质量为100，生胶和配 合剂所占比例数来表示。 3.体积百分数表示：即以胶料的总体积为100%，将基 本配方中生胶及各种配合剂的重量分数分别除以各自 的相对密度，求出体积份数。 4.符合生产使用要求的质量配方称为生产配方，取炼 胶机的装胶量Q除以基本配方总质量即得换算系数， 乘以基本配方中各组分的质量份，即得实际用量。
软化剂
硫化剂
硫化测定仪： 焦烧时间 工艺正硫化时间 最小转矩 最大转矩 硫化指数
最小转矩ML:与胶料的流动性有关；
最大转矩MH：与胶料交联密度有关； 焦烧时间（T 10 ）：又称诱导期，指胶料从加入到 模具中受热开始到转矩为M10所对应的时间； M10=ML+（MH—ML）×10％ 或
最小转矩上升１或２个单位的时间（Ts1，Ts2）
未硫化橡胶加工性能的测定 1、 混炼胶的流动性
(1) 可塑度：P=(h0-h2)/(h0+h1), 0< P<1
h0：原始高度， h1：负荷作用3min后的高度， h2:恢复3min后的高度
可 塑 度 的 检 测 仪 器
2）门尼粘度：ML 1+4100 ２、门尼焦烧（最低ML上升5个门尼值）
门 尼 粘 度 的 检 测 仪 器 ３、混炼胶的均匀程度：切片观察法、CB分散仪、 电子显微镜
汽车配件
保龄球记分（连锁效应） 1、保龄球按顺序每轮允许投2个球，投完10轮为1局。 2、每击倒1个木瓶得1分。投完一轮将两个球的“所得分” 相加，为该轮的“应得分”，10轮依次累计为全局的总分。
3、如果第二球将剩余木瓶全部击倒，则称为“补中”， 该轮所得分亦为10分。按规则规定，应奖励下轮第一球的所 得分。它们所得分之和为该轮的应得分。 4、第一球将全部木瓶击倒时，称为“全中”，该轮所得 分为10分。第二球不得再投。但按规则规定，应奖励下轮两 个球的所得分。它们所得分之和为该轮的应得分。
0－100度
V=(m前-m后)/ρ，
cm3/1.61Km，
磨耗指数＝V标/V试
阿 克 隆 磨 耗
滚 筒 磨 耗
9．疲劳的测试： （1）压缩疲劳：1)温升 2)变形 （2）屈挠龟裂：裂口大小及 出现裂口的时间 （3）拉伸疲劳：疲劳寿命计算
10．压缩永久变形 K=[(h0-h2)/(h0-h1)]*100% 11．粘弹性 （1）摆锤式回弹仪 （2）蠕变 （3）应力松弛 （4）动态粘弹性能(DMA)、动态模量及tgδ
作业：求出混炼胶的密度和成本
生产配方组成：
1) 胶料用途
2) 胶料的名称及代号，生胶及各种配合 剂的用量 3) 合计（计算密度、含胶率、成本） 4) 工艺条件 5) 物理机械性能
五、橡胶配方设计影响因素
• 原材料应用 • 加工工艺 • 使用性能 • 产品结构
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：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。