橡胶配方设计基本原理
橡胶加工原理和工艺
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橡胶加工原理和工艺
•五. 填充剂
• 填充剂按用途可分为两大类；即补强填充剂和惰性填充剂。 • 补强填充剂简称补强剂，是能够提高硫化橡胶的强力，撕裂强 度，定伸强度，耐磨性等物理机械性能的配合剂。最常用的补强剂 是炭黑，其次是白炭黑、碳酸镁、活性碳酸钙，活性陶土、古马隆 树脂、松香树脂、苯乙烯树脂、酚醛树脂、木质素等。 • 惰性填充剂又称增容剂，是对橡胶补强效果不大，仅仅是为了 增加胶料的容积以节约生脱从而降低成本或改善工艺性能(特别是压 出、压延性能)的配合剂。增容剂只好是比重小的、这时重量经而体 积大，虽常用的增容剂有硫酸钙，滑石粉、云母粉等。 • 下面着重讨论炭黑的补强机理及影响补强效果的因素。
• 防老剂一般可分为两类，即物理防老剂和化学防老剂。物理防老剂
主要有石蜡、微晶蜡等物质。由于在常温下此种物质在橡胶中的溶解度
较少，因而逐渐迁移到橡胶制品表面，形成一层薄膜，起隔离臭氧、氧
•气与橡胶的接触作用，用量一斑为1—3份。
• 化学防老剂主要有酚类和胺类。酚类一股无污染，但防老性能较差，
主要用于浅色和透明制品，而胺类一般部有污染做主要用于黑色和
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橡胶加工原理和工艺
•配方种类有三类，即基础配方、性能配方和生产配方。 • 基础配方是专供研究或鉴定新胶种，新配合剂用的，其配合组分 的比例一般采用传统的使用量，以便对比，并要求尽可能简单。通 用的基础配方其组分和用量如下；
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橡胶加工原理和工艺
•配方设计的原则：
•在配方设计之前，首先必须了解制品的使用条件，并考虑制品的质 量，使用寿命及物理机械性能。 •第二 必须了解对使用的生胶和配合剂的性质以及各种配合利的相互 间的关系，尤其是使用新型原材料时，对其质量，等级情况要有分折 和实验的结果。 •第三 原材料的使用必须立足于国内，因地制宜。 •最后， 在制定配方时，还必须考虑到设备的特点和制造工艺上 •的方便，尽量降低成本，降低原材料消耗。
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。
橡胶配方设计与功用
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;
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。
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。
橡胶配方设计原理及工艺
3制定基本配方和性能试验项目 制定基本配方步骤如下： 1确定生胶的品种和用量; 根据主要性能指标确定主体胶料品种;用量与含胶率有关。 2）确定硫化体系。根据生胶的类型和品种，硫化工艺及产品性能要求来确定。 3）确定补强剂品种和用量。根据胶料性能 比重及成本确定。 4）确定软化剂品种和用量。根据生胶及填料种类，胶料性能及加工条件确定。 5）确定防老剂品种和用量。根据产品使用环境的条件来确定。 6）确定其它专用配合剂的品种和用量。如着色剂，发泡剂等）
20˚C
75˚C
150˚C
偏差加大：包容胶活动性增强所致;
Ef／Eg
胶种
纯胶基本硬度
填料品种
估算硬度
NBR
44
FEF，HAF
+1/2份数
CR
44
ISAF
+1/2份数+2
NR
40
SAF
+1/2份数+4
SBR
40
SRF
+1/3份数
IIR
35
陶土
+1/4份数
碳酸钙
+1/7份数
油
-1/2份数
填料与硬度的关系
一 配方设计定义 橡胶材料是生胶与多种配合剂构成的多相体系; 橡胶制品的性能取决于橡胶分子本身;以及各种配合剂性质及它们之间的相互作用关系。 定义：根据产品的性能要求及工艺条件，合理选用原材料，制订各种原材料的用量配比关系的设计方法。 配方设计决定着产品质量、成本和加工性能。
丁腈橡胶配方设计
丁腈橡胶配方设计丁腈橡胶是一种弹性好、耐磨、耐油、抗老化的合成橡胶，广泛应用于汽车、航空、航天、建筑、电子等工业领域。
在进行丁腈橡胶配方设计时，需要考虑橡胶的物理性能要求、使用条件、预期的加工工艺以及成本等因素。
以下是一种基础的丁腈橡胶配方设计：1.原料选择：丁腈橡胶：60份填充剂（炭黑）：50份防老剂（RD）：1.5份活性剂（ZnO）：4份加工助剂（硅石蜡）：2份防裂剂（硫）：0.8份软化剂（芳烃油）：10份促进剂（MBTS）：1.2份稳定剂（TMQ）：0.5份2.配方设计原理：填充剂：填充剂的添加可以提高橡胶的强度、硬度和耐磨性，炭黑是常用的填充剂，可以提高橡胶的机械性能。
防老剂：防老剂的添加可以提高橡胶的抗氧化性能，延长橡胶的使用寿命。
活性剂：活性剂的添加可以促进硫化反应的进行，提高橡胶硫化的速度和效果。
加工助剂：加工助剂的添加可以改善橡胶的加工性能，使得橡胶更易于加工成型。
防裂剂：防裂剂的添加可以提高橡胶的耐裂性能，延长橡胶的使用寿命。
软化剂：软化剂的添加可以增加橡胶的柔软性和弯曲性，改善橡胶的可塑性。
促进剂：促进剂的添加可以提高橡胶的硫化速度和效果，加快橡胶的硫化反应。
稳定剂：稳定剂的添加可以防止橡胶在长期暴露于高温、氧化等环境下发生劣化。
3.配方比例：根据上述原料选择和设计原理，将各个原料按照配方比例加入到橡胶中，进行混炼、硫化等工艺步骤，最后得到丁腈橡胶。
需要注意的是，丁腈橡胶的配方设计不仅仅包括上述的几种原料和比例，还需要根据具体的使用要求和加工工艺进行调整。
不同的应用领域和使用条件可能需要调整填充剂的种类和比例、添加其他功能性添加剂等。
因此，建议根据具体的使用要求和条件，进行实验研究和调整，以得到最优的丁腈橡胶配方设计。
现代橡胶配方设计
2、基本原则
（1）在不降低产品质量的情况下降低成本
（2）在保持成本不变的情况下提高产品的性能
3、一般原则
（1）满足制品的性能要求；（2）设计的配方易于加工
（3）原材料价廉易得； （4）重点设计主要性能
（5）充分考虑交互作用； （6）配方成本低，能耗低
（7）201配9/1方1/18尽可能简化
（8）符合环保与卫生要求
②体积分数配方计算：Vi%=mi/ρ i×[100/∑(mi/ ρi)]
③生产配方计算：Mi=mi×(Q/ ∑mi)
2019/11/18
含配合剂母胶的配方计算：
例如：促进剂M母胶配方
NR
100
促进剂M 20
ZnO
5
合计
125
X促M母=1/(20/125)=6.25份 母胶中： XNR=6.25×(100/125)=5份 XZnO=6.25× (5/125)=0.25份
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。
2. 质量百分数（ mi % ）：= mi /∑mi ×100% 以胶料总质量为100，生胶和配合剂质量所占比例数来 表示，主要用于计算原材料质量成本和含胶率。
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。
配方1的炼胶成本：P炼胶1=1.2×1.2=1.44（元） 配方1硫化成本：P硫化1=（4/60）×10=0.67（元） 总成本：P总1= P胶1+ P炼胶1+ P硫化1=19.32（元） 2每019件/11制/18 品的利润：R1=P价格—P总1= 21.6-19.32=2.28(元)
橡胶配方设计基础
确 定
油类：NBR、CR 刹车液：EPDM
二、 橡胶配方的组成及表示形式
1.橡胶配方的组成
橡胶配方简单地说就是一份生胶和 各种配合剂用量的配比表。
生产上的橡胶配方包含：胶料的名 称代号及用途，生胶及各种配合剂的 用量、含胶率，比重、成本及胶料的 物机性能等。
2. 配方的表示形式 1. 基本配方 以质量份数表示（mi）： 以生胶分数为100份，其余配合剂相应质量份数表示
单因素配方试验设计主要就是研究某单一试验因 素，如促进剂、炭黑、防老剂或某一新型原材料， 在某一变量区间内，确定哪一个值的性能最优。
这样的设计方法主要包括：黄金分割法（0.618 法）、平分法（对分法）、分批试验法、抛物线法、 爬山法。
2020/2/28
黄金分割法
黄金分割点在线段L的0.618处，故此法又称0.618 法。
a
x1
x2
x3
x2
x3
x4
b
x4
2.多因素设计方法
在大多数橡胶配方研究中，通常需要同时考虑 确定两个或多个变量因素对橡胶性能的影响规律， 这就是多因素橡胶配方设计的问题。
性能配方：技术配方，全面考虑各种性能的搭配，增 加或调整基础配方的内容，以满足制品使用条件的配 方。 实用配方：生产配方，在满足要求的性能配方基础上 ，结合实际生产条件所得的实用投产配方。
基础配方、性能配方、实用配方是相互制约、相互 影响的。
例：橡胶基础配方： 生胶：100份；硫磺：0.5-3.5份；促进剂：0.5-1.5份 ZnO:1-10份；Hst：0.5-2.0份；防老剂：0.25-1.5份
（3）原材料价廉易得； （4）重点设计主要性能
（5）充分考虑交互作用； （6）配方成本低，能耗低
天然橡胶的配方设计
天然橡胶的配方设计天然橡胶是不饱和的、具有结晶性的二烯类橡胶。
具有良好的弹性、较高的机械强度和优越的加性能，是应用最早且最广泛的胶种。
1.硫化体系天然橡胶适用的硫化剂有硫、硒、碲；硫黄给予体；有机过氧化物；酯类；醌类等。
使用时应根据制品的不同性能要求而分别采用不同类型的硫化体系。
硫黄硫化体系按促进剂的用量与硫黄用量的比例变化可以组成三种不同特点的硫化体系：普通硫黄硫化体系、半有效硫黄硫化体系、有效硫黄硫化体系。
普通硫黄硫化体系（常规硫化体系，又称高硫低促体系）是采用高量的硫黄和低量的进剂配合的硫化体系，其交联键以多硫键为主，老化前胶料的通用物理机械性能较好，表现为强度高、弹性好、耐磨性高，其成本低，但耐热性、耐老化性差，硫化时返原性大。
由于天然橡胶不饱和度大，硫黄用量可比合成橡胶多，在软质橡胶制品中硫黄用量大约为2～3份，常用1.75～2.75份。
促进剂用量在1份以下，硫黄用量在2.5份以上时，物理机械性能如拉伸强度、伸长率变化不大，而永久变形、硬度和定伸应力增加。
使用促进剂有M、DM、CZ、NOBS、D、TT等，可以单用也可并用，常见并用形式有D M、D/TS、D/DM、M/H、M/TT、M/TS、CZ/TT、DM/D/H、DM/M/TT、DM/TT、CZ/DM、NOBS/DM等等。
半有效硫化体系介于普通硫黄化体系和有效硫黄硫化体系之间。
半有效硫化体系是由中等硫黄用量（1～1.7份）和促进剂组成。
交联键中既有多硫键也有单、双硫键。
其硫化胶兼有耐热、耐疲劳和抗硫化返原等多种综合功能，因此获得广泛应用。
典型配有S/NS(1.5/1.5)、S/NS/DTDM(1.5/0.6/0.6)。
硫黄用量对天然橡胶硫化胶性能的影响见表1表1硫黄用量对天然橡胶硫化胶性能的影响酯类硫化体系是指氨基甲酸酯交联体系，它是二异氰酸酯（TDI、MDI）和对亚硝基苯酚的加成物（对醌单肟氨基甲酸酯），能赋予天然橡胶良好的抗返原性、耐热性和耐老化性。
橡胶配方设计基础-2+3+4+5+6+7+8
Vi% = Vi /∑Vi ×100%
2. 配方的表示形式
4. 生产配方（Mi ）：
取胶料的总质量等于炼胶机的装胶量
Q，各组分以实际用量表示。
M i = Q× m i / ∑ m i
配方换算
①质量分数配方计算：mi=mi/∑mi ②体积分数配方计算：
Vi=mi/ρi[∑(mi/ρi)]
③生产配方计算：Mi=Qi×(m/∑mi)
胶的粘度，改善加工工艺性能。
硫化：
“硫化”因最初的天然橡胶制品用 硫磺作交联剂进行交联而得名，随 着橡胶工业的发展，现在可以用多
种非硫磺交联剂进行交联。
硫化：
因此硫化的更科学的意义应是“交
联”或“架桥”，即线性高分子通
过交联作用而形成的网状高分子的
工艺过程。
硫化过程：分为四个阶段：
硫化过程：
橡胶配方设计基础
1、概 述
橡胶配方设计：根据橡胶产品的
性能要求和工艺条件，合理地选用
原材料，并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。
五大体系：
生胶体系 ( 高聚物单用或并用 ) ：母
体材料或基体材料
橡胶配方的表示形式
原材料名称， (g/cm3) NR 0.92 硫磺 2.05 促进剂M 1.42 ZnO 5.57 St 0.92 C.B. 1.80 合计 基本配 体积分 质量分数 生产配 方,质量 数配方 配方/％ 方，kg 份 /％ 100 62.20 76.70 50.0 3 1.86 1.03 1.5 1 0.60 0.50 0.5 5 3.10 0.63 2.5 2 1.24 1.54 1.0 50 31.00 19.60 25.0 161 100 100 80.5
橡胶配方设计知识点归纳
橡胶配方设计知识点归纳橡胶配方设计是橡胶制品生产过程中的重要环节，涉及橡胶成分的选择和合理配比等方面。
本文将从橡胶材料的选择、添加剂的选用、硫化系统的设计以及橡胶配方的优化等几个方面，对橡胶配方设计的知识点进行归纳和阐述。
1. 橡胶材料的选择橡胶制品的性能取决于选择的橡胶材料。
橡胶材料常见的有天然橡胶和合成橡胶。
天然橡胶具有良好的弹性和抗拉性能，但耐磨性较差；合成橡胶种类繁多，可以根据需要选择不同种类的合成橡胶，如丁腈橡胶、丁苯橡胶等。
在橡胶配方设计中，需要根据产品的要求选择合适的橡胶材料，并进行混炼。
2. 添加剂的选用除了橡胶材料外，配方中通常还需要添加各种添加剂来改善橡胶制品的性能。
添加剂包括增塑剂、增强剂、防老剂、硫化剂等。
增塑剂可提高橡胶的柔软性和可加工性，增强剂可以提高橡胶的强度和耐磨性，防老剂可以延长橡胶制品的使用寿命，而硫化剂则是橡胶配方中必不可少的成分，其作用是促使橡胶发生硫化反应，使之具有弹性。
3. 硫化系统的设计硫化系统是橡胶配方设计中的关键部分。
硫化反应是橡胶成型过程中的一项重要工艺，通过将硫化剂加入橡胶中，发生交联反应，使橡胶具有更好的力学性能和耐用性。
硫化系统的设计包括硫化剂的选择、硫化剂与促进剂的配比、硫化温度和时间等因素。
不同的橡胶制品对硫化系统的要求有所不同，因此在配方设计时需要根据具体情况进行调整和优化。
4. 橡胶配方的优化橡胶配方的优化是指通过合理的调整橡胶配方的比例和成分，以获得最佳的橡胶制品性能。
橡胶配方的优化需要综合考虑多种因素，如橡胶材料、添加剂的选择和比例、硫化系统的设计等。
通过试验和实践，不断调整和改进配方，可以使橡胶制品的性能得到提高，达到更好的使用效果。
总结：橡胶配方设计是橡胶制品生产中不可或缺的一环，涉及橡胶材料的选择、添加剂的选用、硫化系统的设计以及配方的优化等多个方面。
只有通过科学合理的配方设计，才能制备出性能稳定、质量可靠的橡胶制品。
因此，在进行橡胶配方设计时，需要充分考虑各种因素，并根据具体要求进行精确的调整和优化，以获得最佳的产品性能。
橡胶配方设计原理
回顾： 回顾： 二、撕裂强度
橡胶结构
影响因数： 影响因数：
硫化体系 填充体系 软化体系
回顾： 回顾： 二、撕裂强度
根据硫化胶要求所具有的撕裂强度， 根据硫化胶要求所具有的撕裂强度，在 设计其胶料配方时应当注意哪些问题？ 设计其胶料配方时应当注意哪些问题？
（1）选用结晶性橡胶：NR、CR等结晶性橡胶在撕裂过程中能在裂口处 ）选用结晶性橡胶： 、 等结晶性橡胶在撕裂过程中能在裂口处 生成微晶结构，起到阻碍裂口扩大的作用； 生成微晶结构，起到阻碍裂口扩大的作用； （2）采用活性填料：活性填料，特别是粒子细，活性大的炭黑、白炭黑 ）采用活性填料：活性填料，特别是粒子细，活性大的炭黑、 能显著地提高撕裂强度。但填料用量不宜超出最宜用量范围， 等，能显著地提高撕裂强度。但填料用量不宜超出最宜用量范围，否则 会使撕裂强度下降； 会使撕裂强度下降； （3）交联密度不宜过高：适当选用硫化体系，使交联密度不要过高，以 ）交联密度不宜过高：适当选用硫化体系，使交联密度不要过高， 使硫化胶良好的弹性和扯断伸长率，这也有助于提高撕裂强度。 使硫化胶良好的弹性和扯断伸长率，这也有助于提高撕裂强度。
五、抗返原性
1.概念 概念 指胶料在140~150度长时间硫化或在硫化条件下硫化胶 指胶料在 度长时间硫化或在硫化条件下硫化胶 性能下降的现象。 性能下降的现象。 硫化返原的原因： 硫化返原的原因：
1.交联键断裂及重排 交联键断裂及重排 2.橡胶分子链发生裂解 橡胶分子链发生裂解
影响因数： 影响因数：
2.配用再生胶 配用再生胶
3.配用润滑型软化剂 配用润滑型软化剂
三、压延
用作压延的胶料，应具有良好的包辊性、流动性、 用作压延的胶料，应具有良好的包辊性、流动性、 良好的包辊性 抗焦烧性和较小的收缩性。 抗焦烧性和较小的收缩性。
橡胶配方设计原理
橡胶密封圈在受到外力作用后需要具有良好的弹性恢复性能，以保证密封效果。通常通过 调整配方中的硫化剂比例来实现。
06
橡胶配方设计的发展趋势和挑战
高性能橡胶材料的研发
高强度、高耐磨性
通过添加增强填料和改性剂，提高橡胶材料的强度和耐磨性，以 满足各种高负荷和高摩擦工况的要求。
高温性能和耐老化性能
通过选用耐高温和抗氧化的橡胶品种，以及添加抗老化剂，提高橡 胶材料在高温和老化条件下的性能表现。
电绝缘性和阻燃性
通过选用具有电绝缘性能和阻燃性能的橡胶品种，以及添加相应的 填料和助剂，提高橡胶材料的电绝缘性和阻燃性。
环保和可持续发展的要求
1 2 3
降低VOC排放
通过优化配方和生产工艺，降低橡胶制品在生产 和使用过程中产生的VOC排放，以减少对环境的 污染。
输送带覆盖胶配方设计
01
耐油性
输送带覆盖胶需要能够耐受各种油类物质的侵蚀，以保证输送带的正常
运行。通常通过添加适量的耐油剂来提高覆盖胶的耐油性。
02
抗磨损性
输送带在运行过程中会不断与物料和托辊摩擦，因此覆盖胶需要具备良
好的抗磨损性能。通常通过添加炭黑等填料来提高覆盖胶的抗磨损性能。
03
耐高温能
输送带在运行过程中会受到高温的影响，因此覆盖胶需要具备较好的耐
橡胶的化学性质
可塑性
耐热性和耐寒性
通过添加塑化剂来改变橡胶的可塑性， 使其更易于加工。
不同种类的橡胶具有不同的耐热和耐 寒性能。
耐油性
橡胶能够抵抗某些油类、溶剂和化学 品的侵蚀。
03
橡胶配方设计原则
橡胶的硫化体系
硫化剂
选择合适的硫化剂，如硫磺、多 硫化物等，以实现橡胶的交联反 应，提高橡胶的力学性能和耐热
橡胶基本配方
橡胶基本配方橡胶是一种重要的高分子材料，广泛应用于各行各业。
在橡胶制造过程中，橡胶基本配方是一个非常重要的环节。
正确的橡胶基本配方不仅能够提高橡胶制品的质量，还能够提高生产效率，节约原材料，降低成本。
本文就来介绍一下橡胶基本配方的相关知识。
一、配方的概念橡胶制品的配方是指根据橡胶的性质，结合使用要求和生产工艺，选用各种助剂和填料按照一定比例加入橡胶中制成一种具有特定性能的复合材料。
一般来说，一个橡胶制品配方中会包括以下几种材料：1. 橡胶橡胶是橡胶制品的主要原材料，可根据不同的使用要求选用不同的橡胶种类。
常见的橡胶种类有天然橡胶（NR）、合成橡胶（SBR、NBR、EPDM等）等。
2. 助剂助剂是指能够促进橡胶加工、改善橡胶品质或为橡胶制品赋予特殊性能的各种化学品。
根据不同的使用要求，可选用各种助剂，如硫化剂、加工油、防老剂、促进剂、填充剂、增塑剂、染色剂等。
3. 填料填料是指用于增加橡胶制品硬度、耐磨性、强度和耐用性等性能的各种粉状、晶状或纤维状材料。
填料可分为无机填料和有机填料两种。
二、配方的原则正确的橡胶基本配方要符合以下原则：1. 合理选用橡胶种类不同种类的橡胶在性能上有很大的区别，如天然橡胶的机械性能和耐磨性较好，而氯丁橡胶的耐油性和耐溶剂性较好。
因此，在制定配方时要根据具体的使用要求，选择合适的橡胶种类。
2. 适当添加助剂各种助剂都有不同的作用，如硫化剂是橡胶硫化的必要成分，加工油能起到润滑、防粘等作用等。
要根据具体的使用要求，选择合适的助剂种类和使用量。
3. 合理选用填料填料对橡胶制品的性能影响很大，可增加硬度、耐磨性、强度和耐用性等，但过多的填料会影响橡胶制品的弯曲和抗拉性能。
因此，在制定配方时要根据具体的使用要求，选择合适的填料种类和使用量。
4. 保证配方的一致性和稳定性在制定配方时，应采用合适的计量方法，保证每个批次的配方比例一致，并且在使用过程中不会发生变化。
同时，要考虑到各种成分的相容性，避免发生配方不稳定或相容性不良的情况。
橡胶配方的组成和作用及其分类
橡胶配方由什么组成及其作用是什么？橡胶实际上就是通过提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，经由生产加工后制作而成的具备弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。
高弹性的高分子化合物。
可分为天然橡胶与合成橡胶两种。
天然橡胶是在橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后生产加工制作而成；合成橡胶则由各类单体经聚合反应而得。
现今橡胶制品已广泛应用于工业或生活的各方面。
那么，橡胶具体是如何制作而成的配方中都有哪些组成成分呢？下面小弗就给大家简单介绍一下橡胶配方的组成成分都有哪些。
一、橡胶配方的组成橡胶配方中含有很多种成份,这类成份也称之为配合剂。
每一种成份在胶料中起到着不同的效果。
就是因为很多种配合剂的共同反应才使胶料有着相应的物理机械性能和生产加工特性,胶料配方由下述几部份构成(1)生胶为配方的关键材料,可是单一胶种,也可以是2种或2种以上的胶种并用,或为橡塑共混料。
生胶的品类和在配方中的含量决定了胶料最基础的特性,比如配方中生胶为天然橡胶,则此配方胶料有着优质的拉伸强度、伸长率、撕裂强度及优良的弹性;生胶为丁腈橡胶,则该配方胶料有着优质的耐油性能等.(2)硫化体系包含硫化剂、促进剂和活性剂。
硫化剂如硫黄、过氧化物、硫黃给子体等,在配方中的作用是使橡胶大分子间形成交联,形成网状三维结构,使橡胶有着较高的强度、弹性等物理机械性能;促进剂在配方中的效果是促进硫化速率、减少硫化时长,其品类有噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类、胍类和硫脲类等;活性剂的效果是增强促进剂的活性,也称之为助促进剂。
关键品类是金属氧化物如氧化锌和有机酸如硬脂酸等。
硫化剂、促进剂、活性剂这三类共同反应使胶料达到充足硫化面有着一定的物理机械性能.(3)防护体系在配方中的关键作用是防止橡胶制品在储在储存、应用环节中受光、热、空气中氧气效果形成降解,或更进一步交联、硬化等老化问题。
其关键品类有各类胺类和取代酚。
(4)补强填充体系补强剂包含各种类型的炭黑、白炭黑,在胶料中起补强效果。
橡胶配方设计
橡胶配方设计一、橡胶配方设计的基本原则1.1 满足产品性能要求橡胶制品的性能要求包括力学性能、耐热性、耐寒性、耐油性、耐酸碱性等，配方设计要根据产品使用环境和使用要求，合理选择各种橡胶材料和助剂，以满足产品的各项性能指标。
1.2 经济适用橡胶材料和助剂价格不同，配方设计时要考虑成本因素，经济适用是保证产品竞争力的重要因素。
1.3 生产工艺可行橡胶制品生产工艺复杂，配方设计时需要考虑生产工艺可行性，避免出现生产难度大、成本高等问题。
二、橡胶配方中各种材料及其作用2.1 橡胶材料常用的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶和再生橡胶。
天然橡胶具有优异的物理机械性能和加工特性，但价格较高；合成橡胶种类繁多，具有多样化的物理机械性能和加工特性，但价格相对较低；再生橡胶是回收废旧橡胶制品后经过加工处理得到的材料，价格低廉，但物理机械性能和加工特性相对较差。
2.2 填料填料是橡胶配方中的重要组成部分，可以改善橡胶制品的力学性能、耐热性、耐寒性等特性。
常用的填料有碳黑、白炭黑、滑石粉、硅灰等。
2.3 功能助剂功能助剂可以改善橡胶制品的物理机械性能、加工特性和使用寿命。
常用的功能助剂有增塑剂、硫化剂、促进剂等。
2.4 加工助剂加工助剂可以提高橡胶混炼和成型的效率和质量。
常用的加工助剂有防老化剂、润滑剂等。
三、橡胶配方设计流程3.1 确定产品要求根据产品使用环境和使用要求，确定产品各项指标要求，如强度、硬度、耐磨损性等。
3.2 选择合适数量级的材料根据产品要求和经济适用原则，选择合适数量级的橡胶材料、填料和助剂。
3.3 设计初步配方根据所选材料的特性和配比原则，设计初步配方，并进行小批量试制，测试各项性能指标。
3.4 优化配方根据试制结果，对配方进行优化调整，再次试制并测试各项性能指标，直至达到产品要求。
3.5 稳定生产确定最终配方后，进行大批量生产，并对生产过程中的各项参数进行控制和调整，保证产品稳定性能。
四、橡胶配方设计常见问题及解决方法4.1 配方中填料过多或过少导致产品性能不稳定。
橡胶配方是如何设计
橡胶配方是如何设计橡胶配方的设计是根据特定的应用要求和所需的性能指标进行的。
一个有效的橡胶配方应包括橡胶基础配方、添加剂、加工制备及调整等几个方面。
橡胶基础配方是橡胶制品配方设计的基础，通常包括橡胶和填充剂、增强剂、软化剂等的组成比例。
橡胶的选择取决于应用的条件和要求，比如耐磨性、耐高温性等。
填充剂可以提高橡胶的硬度、强度和耐磨性，比如炭黑、白炭黑等，增强剂可以增强橡胶的机械性能，如碳酸镁、碳酸钙等。
软化剂可以提高橡胶的可加工性和可拉伸性，例如可溶性橡胶（比如Stearic Acid）、并联型可塑剂（比如硫化剂）、干式再生胶（比如石蜡）、海藻糖酸钠、柔软木香脂、两性磺酸高聚物（比如丙烯酸）等。
添加剂是为了改善橡胶的特性而加入的。
常见的添加剂有加工助剂、稳定剂、硫化剂、促进剂等。
加工助剂可以改善橡胶的加工性能，如降低摩擦系数、防止黏炼等。
稳定剂可以延长橡胶的使用寿命，防止老化、氧化等。
硫化剂和促进剂则可以促使橡胶的硫化反应，增强橡胶的强度和硬度。
加工制备是橡胶配方设计中的重要一环。
橡胶的加工通常包括混炼、塑化和硫化等过程。
混炼是为了将橡胶和各种添加剂充分混合，以便形成均匀的橡胶混合料。
常见的混炼设备有开炼机、混炼机、密炼机等。
塑化是用于改变橡胶的物理性质，使其适应特定的加工工艺。
塑化过程通常涉及加热、混合和挤出等。
硫化是通过加热使橡胶中的硫与橡胶分子发生反应，形成交联结构，从而使橡胶获得弹性和机械性能。
在配方设计过程中，还需要对配方进行调整和优化。
例如，根据橡胶配方中不同添加剂的相互作用、温度的影响以及橡胶配方在使用过程中出现的问题，进行适当的调整和优化。
同时，根据现有的技术和研究成果，可以采用试验和模拟的方法来优化配方，以提高橡胶的性能和使用寿命。
总之，橡胶配方的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑橡胶的性能需求、工艺特点和添加剂的相互作用等多个因素。
通过合理设计橡胶配方，可以满足不同应用领域对橡胶制品性能的要求，并提高橡胶制品的使用寿命和性能。
橡胶配方设计知识点总结
橡胶配方设计知识点总结橡胶配方设计是一项关键性工作，它直接决定了橡胶制品的性能和品质。
本文将对橡胶配方设计涉及的主要知识点进行总结，以帮助读者更好地理解和应用。
一、橡胶材料的选择橡胶材料的选择是橡胶配方设计的首要任务。
常见的橡胶材料包括天然橡胶（NR）、合成橡胶（如丁苯橡胶BR、乙丙橡胶EPDM等）以及特殊橡胶（如硅橡胶、氟橡胶等）。
在选择橡胶材料时，需考虑产品的使用环境、物理特性、耐热性、耐化学品性能等因素。
二、增强剂的添加增强剂的添加是橡胶配方设计中的重要环节。
常用的增强剂有炭黑、硅石、纤维素等，其作用是增强橡胶制品的强度、耐磨性和耐老化性。
在添加增强剂时，需根据产品的具体要求和使用条件进行合理配比，并考虑增强剂与橡胶材料的相容性，以确保配方的稳定性和性能的提升。
三、活性剂的选择活性剂在橡胶配方设计中起着催化剂的作用，可促进橡胶与增强剂、助剂的充分反应，从而提高产品性能。
常见的活性剂有硫化剂、过氧化物等。
在选择活性剂时，需考虑到橡胶材料的种类、加工方法和硫化条件等因素，并进行适量添加，以确保橡胶制品的硫化效果和性能要求。
四、助剂的应用助剂在橡胶配方设计中具有多种功能，如防老剂的添加可延缓橡胶制品的老化速度，增塑剂的使用可提高橡胶的可加工性等。
在应用助剂时，需根据产品的具体要求和使用条件进行选择，并注意助剂的添加量、相容性及对橡胶材料性能的影响。
五、填充剂的运用填充剂在橡胶配方设计中起到填充橡胶材料结构空隙的作用，可改善橡胶的加工性、强度和硬度。
常用的填充剂有石墨、滑石粉等。
在使用填充剂时，需考虑到填充剂与橡胶材料的相容性、添加量及对橡胶制品性能的影响，以确保配方的合理性和产品的品质。
六、配方的优化橡胶配方的优化是提高产品质量和性能的关键手段。
通过合理调整各成分的比例和添加量，优化橡胶配方能够实现降低成本、提高加工性能、改善产品性能等目标。
在进行配方优化时，需进行充分的实验验证，并根据实际情况进行调整和改进，以达到最佳的配方效果。
橡胶配方大全
橡胶配方大全(一)橡胶配方设计的原那么能够概况如下：1、保证硫化胶具有指定的技术性能，使产品优质；2、在胶料和产品制造过程中加工工艺性能良好，使产品到达高产；3、本钞票低、价格廉价；4、所用的生胶、聚合物和各种原材料轻易得到；5、劳动生产率高，在加工制造过程中能耗少；6、符合环境保卫及卫生要求；任何一个橡胶配方都不可能在所有性能指标上到达全优。
在许多情况下，配方设计应遵循如下设计原那么：①在不落低质量的情况下，落低胶料的本钞票；②在不提高胶料本钞票的情况下，提高产品质量。
要使橡胶制品的性能、本钞票和加工工艺可行性三方面取得最正确的综合平衡。
用最少物质消耗、最短时刻、最小工作量，通过科学的配方设计方法，把握原材料配合的内在规律，设计出有用配方。
天然橡胶(NR)根底配方注：硫化时刻为140℃×10min，20min，40min，80min。
NBS为美国国家标准局编写Phr指每百质量份橡胶的重量数注：硫化时刻为145℃×25min，35min，50min氯丁橡胶(CR)根底配方注：硫化时刻为150℃×15min，30min，60min丁基橡胶(IIR)根底配方注：硫化时刻为150℃×20min，40min，80min；150℃×25min，50min，100min 丁腈橡胶〔NBR〕根底配方注：硫化时刻为150℃×10min，20min，80min顺丁橡胶(BR)根底配方注：硫化时刻为145℃×25min ，35min ，50min 异戊橡胶〔IR 〕根底配方注：硫化时刻为15℃×20min ，30min ，40min ，60min 。
纯胶配方采纳天然橡胶根底配方。
注：硫化条件在第三单体为DCDP 时为160℃×30min ，40min ，第三单体为ENB 时为160℃×10min ，20min注：硫化时刻为153℃×30min，40min ，50min 氯化丁基橡胶〔CIIR 〕根底配方 注：硫化时刻为153℃×30min ，40min ，50min 聚硫橡胶〔PSR 〕根底配方注：硫化时刻为150℃×30min ，40min ，50min 丙烯酸酯橡胶〔ACM 〕根底配方注：硫化条件为一段166℃×10min;二段硫化180℃×8h 。
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橡胶配方设计基本原理(2006/10/10 13:53)
从事橡胶技术工作时，首先会面对下述各问题：
─—什么叫做橡胶配方？
─—如何设计橡胶配方？
─—成功的橡胶配方是什么？
事实上，橡胶配方技术乃是一种选择和运用材料之科学和艺术。
一般之橡胶配方目的有三：首先是使橡胶制品具有实用之物性；其次是能配合现有加工设备进行良好之加工作业；最后是以可能之最低成本之配料达到符合客户所要求之物性水平。
换言之，设计橡胶配方最需考虑之三要素为配料之物性者、加工性和成本，并使三者获得一个适当之平衡点，此即配方设计都最主要之工作。
配方中常用之添加剂可摘要分类成十个主要成份：
•橡胶或弹性体（elastomers ）:
橡胶配方设计第一个步骤也是最重要的步骤即为选择橡胶基材或原料胶。
橡胶为工程材料之一种，不论其组成为何，都
带有一些共通之基本特性。
所有橡胶都带有弹性，可弯曲性、韧性、不易透水和透空气等性质。
除了这些共通特性外，每种橡胶因组成之不同，各自具有其本身之性质。
•加硫剂（Vulcanizing agents ）:
添加加硫剂之目的是使配料产生化学反应而在橡胶分子之间产生架桥（cross linking
）之现象而改变橡胶之物性。
化学架桥作用使橡胶配料由柔软、带粘性之热可塑体变成强韧之热固物，此时受温度之影响较少。
到目前为止，硫磺仍是最广泛使用之加硫剂。
其它载硫剂（
sulfur donor ）如二硫化秋兰姆类之TMTD(TUEX)
有时亦用作全部或局部取代元素硫磺于低硫或无硫加硫系统之配方，使制品得以改善其耐热性。
配方设计者其第二个最重要之工作为对于配料加硫系统，加硫剂和促进剂之选择。
•加硫促进剂（Accelerators ）:
加硫促进剂可使配料硫化速率加快而缩短加硫时间。
•活化剂（Activators ）和迟延剂(Retarders):
活化剂是用来帮助促进剂增强其活性和效能，最常用之活化剂有锌氧粉、硬脂酸、氧化铅、氧化镁和胺类（H ）。
•防老剂（Antidegradants ）:
防老剂可延缓橡胶制品因受氧气、臭氧、热、金属催化作用和屈曲运动之影响而劣化。
因此添加防老剂于配料后可以增强制品之耐老化性并延长其使用寿命。
•加工助剂（Processing aids ）：
加工助剂顾名思义即是帮助配料便于加工作业，如混炼压延、押出和成型等。
•填充剂（Fillers ）:
填充剂可以增强配料之物性，帮助加工性或降低其成本。
补强性填充剂可以增加制品之硬度、抗张强度、定伸强度（modulus
）、抗撕裂强度和耐磨性。
一般常用碳烟或细颗粒之矿质材料。
•可塑性（Plasticizer ），软化剂和增粘剂(Tackfier):
可塑性、软化剂和增粘剂是用于帮助胶料混练，改变其粘度，增强配料粘性，改善制品在低温之柔曲性，或代替部份胶料而不致对物性有太多之影响。
大体而言，这些类之添加剂可当作加工助剂或扩展剂。
•色料（Color Pigment ）:
色料是用于非碳烟类之配料中以提供特定之颜色。
一般常用色料可分为有机类和无机类。
无机类有氧化铁、氧化铬、二氧化钛（钛白粉）、硫化镉、硒化镉、硫化锑、硫化汞、立得粉（
lithopone ）和军蓝等。
有机色料比无机色料要贵很多。
但其使用效果较好，色相鲜艳而比重又很低。
而且有机色料之色彩变化较无机色料多。
但是，大多数之有机色料对蒸汽、光、酸或碱均不安定，而且有时还会游移到制品表面。
•特殊用途之材料：
特殊用途之材料即非经常在水多数之配料如发泡剂、调味剂、粘着助剂、耐燃剂、防霉剂和紫外线吸收剂等即是。
配方设计程序:
几乎所有之新配方系自现有配方加以修改而成。
目前，已委很少人尝试设计一个全新的配方，因为在实用上是不太需要的。
为使配方有效，配方设计工作人员应设法利用内在或外在已有之各类技术资料，然后根据所需而加以整理、分析，并运用个人想像力和创造力而进行设计配方。
下述各步骤可作为配方设计之参考。
•确定目标物之物性和成本。
•选择适用之原料胶。
•研制现有类似配料之试验数据。
•参考各类有关材料之技术资料。
•设定初期配方。
•试作小样品以测试物性可否符合目标物。
•估算所用材料之成本作为进一步评估之参考资料。
•评估此配料在现场之作业性。
•以该配方试制目标物。
•测试其物性是否能符合规格。