XXXX514-第7章橡胶配方设计
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。
橡胶配方大全
橡胶配方设计的原则橡胶配方设计的原则可以概况如下：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,使产品达到高产；3、成本低、价格便宜；4、所用的生胶、聚合物和各种原材料容易得到；5、劳动生产率高,在加工制造过程中能耗少；6、符合环境保护及卫生要求；任何一个橡胶配方都不可能在所有性能指标上达到全优;在许多情况下,配方设计应遵循如下设计原则：① 在不降低质量的情况下,降低胶料的成本；②在不提高胶料成本的情况下,提高产品质量;要使橡胶制品的性能、成本和加工工艺可行性三方面取得最佳的综合平衡;用最少物质消耗、最短时间、最小工作量,通过科学的配方设计方法,掌握原材料配合的内在规律,设计出实用配方;橡胶配方的表示形式天然橡胶NR基础配方注：硫化时间为140℃×10min,20min,40min,80min;NBS为美国国家标准局编写丁苯橡胶SBR基础配方Phr指每百质量份橡胶的分量数注：硫化时间为145℃×25min,35min,50min氯丁橡胶CR基础配方注：硫化时间为150℃×15min,30min,60min丁基橡胶IIR基础配方注：硫化时间为150℃×20min,40min,80min；150℃×25min,50min,100min丁腈橡胶NBR基础配方注：硫化时间为150℃×10min,20min,80min顺丁橡胶BR基础配方注：硫化时间为145℃×25min,35min,50min异戊橡胶IR基础配方注：硫化时间为15℃×20min,30min,40min,60min;纯胶配方采用天然橡胶基础配方;三元乙丙橡胶EPDM基础配方注：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氯磺化聚乙烯CSM基础配方注：硫化时间为153℃×30min,40min,50min氯化丁基橡胶CIIR基础配方注：硫化时间为153℃×30min,40min,50min聚硫橡胶PSR基础配方注：硫化时间为150℃×30min,40min,50min丙烯酸酯橡胶ACM基础配方注：硫化条件为一段166℃×10min; 二段硫化180℃×8h;混炼型聚氨酯橡胶PUR基础配方注：硫化时间为153℃×40min,60min氯醇橡胶CO基础配方注：硫化时间为160℃×30min,40min,50min氟橡胶FKM基础配方要求耐水性时用11质量份氧化钙代替氧化镁,要求耐酸时用PbO作吸酸剂; 注：硫化条件为一段150℃×30min; 二段硫化250℃×24h;硅橡胶Q基础配方注：一段125℃×5min; 二段硫化250℃×24h;国外载重汽车轮胎胎面胶配方单位：质量份国内载重汽车轮胎胎面胶配方载重汽车轮胎胎体胶配方胎圈胶胶料配方内胎和气门嘴垫胶的配方子午线轮胎胎面胶配方载重和轿车子午线轮胎胎侧胶配方带束层胶配方子午线轮胎胎体胶料配方钢丝圈各部胶料配方普通胶管各部件胶料配方耐油胶管各部件胶料配方耐酸胶管配方普通输送带胶料配方特种性能输送带覆盖胶配方普通V带胶料配方汽车V带各部件胶料配方同步带胶料配方胶布制品胶料配方耐油O型圈胶料配方油封胶料配方制动皮碗胶料配方橡胶密封条胶料配方汽车橡胶减震器胶料配方橡胶空气弹簧胶料配方各种胶板胶料配方防水卷材胶料配方不同防腐橡胶衬里胶料配方各种橡胶衬里与金属黏合用胶浆胶料配方造纸胶辊胶料配方印染、砻谷、印刷胶辊胶料配方纺纱皮圈橡胶配方各种纺织皮辊胶料配方几种食品用橡胶制品胶料配方。
XX514第7章橡胶配方设计
撕裂强度的影响因素： ➢胶种本身强度好，如结晶性橡胶的撕裂强
度好；
➢胶料要均质，应尽量避免弱结构出现，因 裂口撕裂总向弱处扩展，故各向异性的胶 料不宜使用；
✓ 补强剂： 应选用优秀补强性填充剂； 最适宜用量。
✓ 硫化体系：应有适当交联度，用常硫硫化体系，一 般用S量2~3份，使生成较多多硫键，有利于抗张强 度的提高。
✓ 交联键型影响强度，一般是S/促>TMTD>过氧化物 >辐射硫化。
✓ 软化增塑剂： 要适量选配，要求是以保证混炼均匀分散和胶料 均质化为度。
➢ 软化剂： ✓ 含芳烃高的和粘度大的操作油、松焦油、树脂、
古马隆树脂、烷基酚醛树脂等可提高粘着性有利 包辊； ✓ StA、硬脂酸锌、蜡类、油膏等易使胶料脱辊。 ➢ 填料： ✓ 补强性高的填料如C.B、白碳黑、硬质陶土、活 性碳酸钙等能增加胶料的强度，使包辊性增加； ✓ 而硫酸镁、钛白粉、滑石粉等填料使混炼胶强度 降低，包辊性差。
弹性——能显高弹性的胶料，应满足以下结 构条件：
➢ 线型长链高分子结构； ➢ 链柔性大，链间作用力较小，呈粘弹态而不
结晶和非玻璃态； ➢ 适当交联消除链间滑移，能避免塑性形变。
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XX514第7章橡胶配方设计
• 7.3 与硫化胶性能的关系
➢ 设计配方时应考虑： ✓ 胶种：弹性好(柔性大)，NR、BR最好，IIR最差。 ✓ 含胶率：宜高些为好。 ✓ 硫化体系的设计 控制适当交联度并形成活动性较大的多硫键; 适当噻唑类和胍类促进剂并用; 避免用超速级促进剂。
➢ 软化剂：适量配些软化剂利于胶料结构取向和转向， 用些石油类树脂或古马隆树脂保强度，对增加粘性也 有利。
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。
橡胶的配方设计实验报告
橡胶的配方设计实验报告引言橡胶作为一种重要的材料，在工业生产和日常生活中被广泛应用。
为了满足不同应用场合对橡胶材料性能的要求，需要合理设计橡胶的配方。
本实验旨在探究橡胶的配方对橡胶性能的影响，通过变化不同配方的比例，寻找适合特定应用的橡胶配方。
材料和方法材料本实验所使用的材料有：1. 橡胶基材2. 添加剂（硫化剂、促进剂、填充剂等）3. 溶剂方法1. 橡胶基材和添加剂按照一定比例混合。
2. 将混合物放入橡胶研磨机中进行研磨，以使橡胶和添加剂均匀混合。
3. 将混合物连续过筛3次，以确保颗粒大小均匀。
4. 将混合物压制成固体板材。
5. 将板材切割成标准试样。
结果与讨论实验一：不同硫化剂用量对橡胶硬度的影响在本实验中，固定其他配方参数，仅改变硫化剂的用量，测量了制备的橡胶试样的硬度。
硫化剂用量(phr）橡胶硬度（Shore A）0 602 654 706 75从实验结果可以看出，硫化剂用量增加，试样的硬度也相应增加。
这是因为硫化剂与橡胶基材发生反应生成交联结构，提高了橡胶的硬度。
实验二：不同填充剂用量对橡胶强度的影响在本实验中，固定其他配方参数，仅改变填充剂的用量，测量了制备的橡胶试样的抗张强度。
填充剂用量(phr）橡胶抗张强度（MPa）0 1050 12100 15150 18从实验结果可以看出，填充剂用量增加，试样的抗张强度也相应增加。
这是因为填充剂可以增加橡胶的刚性，进而提高橡胶的强度。
实验三：不同促进剂用量对橡胶耐热性的影响在本实验中，固定其他配方参数，仅改变促进剂的用量，测量了制备的橡胶试样在高温下的残余压缩变形率。
促进剂用量(phr）残余压缩变形率（%）0 205 1510 1015 5从实验结果可以看出，促进剂用量增加，试样的残余压缩变形率减小。
这是因为促进剂能够提高橡胶的耐热性，减少在高温下的变形。
结论通过以上实验，我们可以得出以下结论：1. 硫化剂用量的增加会使橡胶的硬度增加。
2. 填充剂用量的增加会使橡胶的抗张强度增加。
橡胶配方——精选推荐
橡胶配⽅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。
橡胶配方设计的原则与表示形式
目录一、橡胶配方设计的原则1二、橡胶配方的表示形式1三、常见基础配方21、天然橡胶(NR)基础配方22、丁苯橡胶(SBR)基础配方23、氯丁橡胶(CR)基础配方24、丁基橡胶(IIR)基础配方25、丁腈橡胶(NBR)基础配方36、顺丁橡胶(BR)基础配方37、异戊橡胶(IR)基础配方38、三元乙丙橡胶(EPDM)基础配方39、氯磺化聚乙烯(CSM)基础配方410、氯化丁基橡胶(CIIR)基础配方411、聚硫橡胶(PSR)基础配方412、丙烯酸酯橡胶(ACM)基础配方513、混炼型聚氨酯橡胶(PUR)基础配方514、氯醇橡胶(CO)基础配方515、氟橡胶(FKM)基础配方516、硅橡胶(Q)基础配方5四、汽车轮胎配方61、国外载重汽车轮胎胎面胶配方62、国内载重汽车轮胎胎面胶配方63、载重汽车轮胎胎体胶配方74、胎圈胶胶料配方75、内胎和气门嘴垫胶的配方86、子午线轮胎胎面胶配方97、载重和轿车子午线轮胎胎侧胶配方98、带束层胶配方109、子午线轮胎胎体胶料配方1010、钢丝圈各部胶料配方11五、橡胶胶管配方111、普通胶管各部件胶料配方112、耐油胶管各部件胶料配方123、耐酸胶管配方13六、输送带配方131、普通输送带胶料配方132、特种性能输送带覆盖胶配方143、普通V带胶料配方154、汽车V带各部件胶料配方155、同步带胶料配方166、胶布制品胶料配方16七、密封与减震配方171、耐油O型圈胶料配方172、油封胶料配方183、制动皮碗胶料配方194、橡胶密封条胶料配方195、汽车橡胶减震器胶料配方206、橡胶空气弹簧胶料配方207、各种胶板胶料配方218、防水卷材胶料配方229、不同防腐橡胶衬里胶料配方2210、各种橡胶衬里与金属黏合用胶浆胶料配方23八、其它用途配方241、造纸胶辊胶料配方242、印染、砻谷、印刷胶辊胶料配方253、纺纱皮圈橡胶配方254、各种纺织皮辊胶料配方265、几种食品用橡胶制品胶料配方26橡胶配方大全一、橡胶配方设计的原则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，使产品达到高产；3、成本低、价格便宜；4、所用的生胶、聚合物和各种原材料容易得到；5、劳动生产率高，在加工制造过程中能耗少；6、符合环境保护及卫生要求；任何一个橡胶配方都不可能在所有性能指标上达到全优。
橡胶配方设计应用技术
密炼机装胶容量
Q K V
γ——胶料相对密度； k——系数(0. 65~0. 85)； V——密炼机容积。
根据实训中心现有开炼机分别为XK-160（6寸）、XK250（10寸）、XK-360（14寸）、XK-400（16寸）炼 胶容量各有多少？分组分别计算。
作业布置
❖ 课内作业： ❖ 1、试将以下大底基本配方转换成生产配方（试验配方的
总质量为2.18kg） ❖ 基本配方：天然橡胶100，硫黄2，促进剂M 0.2，促进
剂 D0.8，氧化锌5，硬脂酸3，高耐磨炉黑55，轻机油 15，古马隆树脂15，防老剂D1.0，石蜡1，陶土20，合 计 218 ❖ 炭黑母炼胶配方：天然橡胶100，硬脂酸3.0，高耐磨炉 黑85，合计188。
❖ 课外作业：学生查阅相关配方的组成表示、配方的相关换 算方法；常规橡胶配方检测的试验方法等。
项目布置
❖一、任务五、橡胶配方设计原理 ❖子项目一：配方设计与硫化胶性能之间的
关系 ❖二、学生查阅相关资料主要了解如何调整
定伸应力、硬度、撕裂强度、耐磨性、永 久变形、耐屈挠性、密度等；课外对斜交 胎、子午线轮胎性能进行汇总。
的形式来表示。
❖ (3)体积分数配方 ❖ 以体积分数来表示的配方，即以胶料的总体积为
100％，生胶及各种配合剂都以体积分数来表示。 ❖ 讨论： ❖ 内容：如何将基本配方转化体积百分比配方 ❖ 安排：学生分组讨论，学生发言讨论 ❖ 教师总结：
师生讨论总结
❖子任务一：确定配方的不同表示形式 ❖子任务二：进行配方之间的换算
400
1000
18.65
1：1.27 10
18-35
X（S）K450A
橡胶配方设计课件
配方体系表示方法、设计原则、 配方体系表示方法、设计原则、 性能对配方体系的要求
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4.1橡胶配方设计的基本概念 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。 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 用配方应该包括：胶料的名称及代号、胶料的用途、 合剂的用量、生胶含量、密度以及胶料的物性。 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 所谓配方设计就是如何确定这种比例关系， 过程中的关键环节。 过程中的关键环节。
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4.1.3 橡胶配方的表示方法及其计算
橡胶配方的表示方法 ⑴ 基本配方 基本配方是用质量份数表示的配方，即以生胶的质量为100 基本配方是用质量份数表示的配方，即以生胶的质量为100 其它配合剂用量都以相对的质量份数来表示。 份，其它配合剂用量都以相对的质量份数来表示。 ⑵ 质量百分数配方 质量百分数配方是以胶料总质量为100% 100%， 质量百分数配方是以胶料总质量为100%，生胶及各种配合 剂用量都用质量百分数来表示。 剂用量都用质量百分数来表示。 ⑶ 体积百分数配方 体积百分数配方是以胶料的总体积为100%，生胶及各种配 体积百分数配方是以胶料的总体积为100%， 100% 合剂用量都用体积百分数来表示。 合剂用量都用体积百分数来表示。 ⑷ 生产配方 根据炼胶机的容量，由基本配方换算出的实际生产投料量。 根据炼胶机的容量，由基本配方换算出的实际生产投料量。
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橡胶配方大全
橡胶配方大全橡胶配方设计的原则橡胶配方设计的原则可以概况如下：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，使产品达到高产；3、成本低、价格便宜；4、所用的生胶、聚合物和各种原材料容易得到；5、劳动生产率高，在加工制造过程中能耗少；6、符合环境保护及卫生要求；任何一个橡胶配方都不可能在所有性能指标上达到全优。
在许多情况下，配方设计应遵循如下设计原则：①在不降低质量的情况下，降低胶料的成本；②在不提高胶料成本的情况下，提高产品质量。
要使橡胶制品的性能、成本和加工工艺可行性三方面取得最佳的综合平衡。
用最少物质消耗、最短时间、最小工作量，通过科学的配方设计方法，掌握原材料配合的内在规律，设计出实注：硫化时间为140℃×10min，20min，40min，80min。
NBS为美国国家标准局编写丁苯Phr指每百质量份橡胶的分量数注：硫化时间为145℃×25min，35min，50min 氯丁橡胶(CR)基础配方— 376 372 382 370 — 377 100 4 0.5 — 5 0.35 2 100 4 1 29 5 0.5 2 注：硫化时间为注：硫化时间为150℃×20min，40min，80min；150℃×25min，50min，100min 丁腈橡胶（NBR）注：硫化时间为15℃×20min，30min，40min，60min。
纯胶配方采用天然橡胶基础配方。
三注：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℃注：硫化时间为153℃×30min，40min，50min 氯化丁基橡胶（CIIR）基础配方原材料名称质量份CIIR 硬脂酸促进剂DM 氧化镁100 1 2 2 HAF 促进剂TMTD 氧化锌50 1 3 注：硫注：硫化条件为一段166℃×10min; 二段硫化180℃×8h。
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。
橡胶配方设计综合实验
橡胶配方设计综合实验橡胶是一种广泛应用于各个领域的重要材料，其应用范围涉及汽车、航空、建筑等多个行业。
随着经济的不断发展，如何设计更好的橡胶配方已成为制造业必须面对的重要问题。
橡胶的基本组成橡胶的主要成分为天然橡胶和合成橡胶。
其中，天然橡胶是采自橡胶树的乳浆，具有良好的拉伸性和抗裂性能，但价格昂贵、生产成本高。
而合成橡胶则是通过化学反应合成的，成本低，性质稳定，广泛应用于生产中。
橡胶配方设计参数橡胶的配方设计需要考虑各种参数，如硫化剂、促进剂、填充剂、增塑剂、抗氧剂等。
硫化剂是橡胶硫化的主要成分，可增强橡胶的耐热性、耐寒性和耐磨性。
促进剂可促进硫化反应的快速进行，缩短硫化时间，提高橡胶的强度和耐久性。
填充剂可增加橡胶的硬度和机械强度，降低成本。
增塑剂可使橡胶表面光滑和柔软，提高橡胶的柔韧性和弯曲性。
抗氧剂可防止橡胶老化，提高耐候性。
橡胶配方设计实验流程橡胶配方设计实验是一项复杂的工作，需要专业技术人员进行设计和实验操作。
其主要流程如下：1.确定配方比例和稀释剂：首先需要根据橡胶的用途确定所需的硫化剂、促进剂、填充剂、增塑剂和抗氧剂的种类和比例，同时确定合适的稀释剂。
2.制备样品：根据配方比例将各种原材料混合均匀，并加入所需的稀释剂，然后进行搅拌，直到成为均匀的橡胶浆料。
3.测试样品性能：将制备好的样品进行机械测试，如耐热性、拉伸强度、耐磨性等，并记录数据。
4.分析测试数据：根据测试数据进行分析，评估橡胶样品的性能，并确定是否需要对配方进行调整。
5.优化配方：根据测试结果和分析数据，对配方进行调整，直到所得的橡胶样品达到预期效果。
6.缩小规模测试：在确定了最佳配方之后，进行小规模测试，验证样品效果，并确定生产工艺流程。
总结橡胶配方设计是一项综合性的工作，需要对原材料性能及各种参数进行深入了解，并进行不断的实验和调优。
通过实验分析及经验总结可以提高橡胶材料的性能，减少生产成本，提高加工效率，为制造业的发展提供更为有力的支持。
橡胶配方设计基础ppt课件
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1.单因素设计方法
因素：需要考察的影响试验胶料性能指标的因素, 如橡胶配方组分中的硫化剂、补强剂、防老剂等； 水平：每个试验因素可能取值的状态
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。
①要求胶料物理性能要有一个标准或具体指标，否则无法鉴别试验结果好坏， 以决定试验范围的取舍。
②要知道原材料的化学性能及其对胶料物理性能的影响规律。能够从试验结果 中直接分析该原材料的量是取大了或是取小了，并作为试验范围缩小的判别原则。
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实例：得到胶料与黄铜钢丝帘线粘合力最高的680C用量。
基本配方：天然胶SMR5 90，BR 10，ZnO 5，SA 0.5， HAFCB 60，芳香操作 油 4，促进剂 0.7，防焦剂PVI 0.4，
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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。
将4个实验结果比较，如果x3好，则去掉小于x2和大于x4的部分，留下(x2，x4) 的范围。然后将留下的部分再均分为6份，在未做过实验的四个点上再做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
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➢ 胶种：选用结晶性、粘着强度大的胶种，如NR、CR 等。
➢ 硫化体系：硫磺硫化体系比ROOR体系好，可生成较 多多硫键。
➢ 硫化促进剂一般选用中等活性而赋予平坦硫化性能的 促进剂DM、CZ，且硫化程度不得过深。
➢ 补强填充剂：必须用C.B补强，且应选粒径小、结构 度低的较好。
相似点：都为非断裂形变下的模量。 不同点：定伸强度为较大形变下的拉伸模量，
而硬度为较小形变下的压缩模量。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
➢ 生胶：选择除考虑结晶性外，还受链的刚柔性影 响，一般选NR、CR、NBR等。
➢ 硫化体系：使交联密度大或生成C-S-C、C-C等强 键的硫化体系。
➢ 补强填充剂：使用活性硬质碳黑(粒径小、结构度 高)，高填充量可使定伸强度提高。
橡胶配方设计的具体化论述
➢ 四种组成表示方法
✓ 重量份(基本配方) Wi，∑Wi 以橡胶重量为100份，其它配合剂均以相对重量份表示。
✓ 重量百分数配方 Wi /∑Wi×100% 以胶料总重量100%计，生胶及各类配合剂所占的重量百 分数表示。
✓ 体积百分数配方(体积配方) Wi /γi= Vi Vi / ∑Vi×100%
以胶料总体积为100%，以配方中每一组分体积占配方总 体积的%表示。
橡胶配方设计的具体化论述
✓ 生产配方：生产中实际使用的配方表示形式。 • 炼胶机容量的经验计算式：
V=0.042DL（英制）或 V=0.0065DL（公制） V: 炼胶机容量(升)；D——炼胶机辊筒直径(寸或厘米)； L: 炼胶机辊筒长度(寸或厘米)。 • 炼胶机每次混炼的总重量(W)=γ×V • 换算系数=W/∑Wi=混炼总重量/基本配方重量份总数 • 生产配方中各配合剂的重量= Wi×换算系数
7.3 与硫化胶性能的关系
✓补强剂：选用中等粒径者比微粒者好，用量 宜少。
✓软化增塑剂：用量适当而不宜多用。 少用芳基油和粘度大的油，可用石蜡油
或酯类增塑剂可使胶料弹性有所增加。
7.3 与硫化胶性能的关系
强度—— 包括抗张(扯断)、伸长(断裂)、定伸 (模量)、硬度(刚性)、撕裂、耐磨及永久变形 等，项目较多且内外关系复杂。
橡塑配方技术
第7章 橡胶的配方设计 (Formulation Design)
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7.1 配方设计概述
配方设计的全部涵义——选材定比
➢ 为满足制品使用性能要求而正确合理设计，选用必要 的原材料(包括聚合物、配合剂);
➢ 制定各种原材料用量配比的专业性较强的配料技术;
✓ 抗张强度MPa和伸长率%：是强度性能主要 测试项目。 本身强度好 材料抗张强度好，应 应力要分散 材料要均质
✓ 胶种：宜选用NR、CR等结晶性橡胶或CSM等，含 胶率可达60%；
✓ 补强剂： 应选用优秀补强性填充剂； 最适宜用量。
✓ 硫化体系：应有适当交联度，用常硫硫化体系，一 般用S量2~3份，使生成较多多硫键，有利于抗张强 度的提高。
➢ 软化增塑剂：尽量少用软化剂，因加入软化剂能 使定伸强度和硬度降低，尤其是加入石油系操作 油。但可配用些固体古马隆树脂、硫化油膏等改 善操作。
撕裂强度的影响因素： ➢胶种本身强度好，如结晶性橡胶的撕裂强
度好；
➢胶料要均质，应尽量避免弱结构出现，因 裂口撕裂总向弱处扩展，故各向异性的胶 料不宜使用；
橡胶配方设计的具体化论述
➢ 六步程序——配方设计的步骤 ✓ 确定胶料的技术要求 ✓ 收集技术资料 ✓ 制订基本配方和性能试验项目——拟方 ✓ 进行试验并选取最佳配方——小试选方 ✓ 复试和扩大中试 ✓ 确定生产配方——定方投产
7.3 与硫化胶性能的关系
弹性——能显高弹性的胶料，应满足以下结 构条件：
高伸长率的胶料配方
➢ 胶种选择同上，含胶率再高些。 ➢ 采用生成多硫键的硫化体系，即降低些S量使得交
联度低些；促进剂宜用噻唑类，平坦性好些； ➢ 需添加填料时应选用补强性低的软质碳黑和白色
填料如陶土、碳酸钙等，且用量越少越好； ➢ 软化剂能提高伸长率，其量也可适当多配些。
定伸强度——胶料拉伸至一定伸长率时的应力。 硬度——表示胶料抵抗外力压入的能力。
➢ 线型长链高分子结构； ➢ 链柔性大，链间作用力较小，呈粘弹态而不
结晶和非玻璃态； ➢ 适当交联消除链间滑移，能避免塑性形变。
7.3 与硫化胶性能的关系
➢ 设计配方时应考虑： ✓ 胶种：弹性好(柔性大)，NR、BR最好，IIR最差。 ✓ 含胶率：宜高些为好。 ✓ 硫化体系的设计 控制适当交联度并形成活动性较大的多硫键; 适当噻唑类和胍类促进剂并用; 避免用超速级促进剂。
➢ 专业理论和实践经验紧密结合的应用技术工作。
橡胶配方设计的具体化论述
➢ 一个目的：满足使用性能的要求，充分发挥高分 子材料应有的宝贵性能，使产品达到优质高产。
➢ 二项内容： ✓ 正确选用聚合物和各类配合剂； ✓ 合理确定含胶率和各组分间的配比用量。
➢ 三类配方： ✓ 基础配方或研究配方； ✓ 性能配方或试验配方——技术配方； ✓ 工艺配方——生产配方。
✓ 交联键型影响强度，一般是S/促>TMTD>过氧化物 >辐射硫化。
✓ 软化增塑剂： 要适量选配，要求是以保证混炼均匀分散和胶料 均质化为度。
选配既取决于配合剂补强填料配量和胶种本性， 又要和加工工艺结合考虑。
软化增塑剂性质也应注意配合，如有的胶料配用 古马隆树脂使其发挥多功能性，又有利于强度， 且用量高达10份也无妨。
橡胶配方设计的具体化论述
➢ 五条原则: ✓ 尽量节约原材料，降低成本，提高产品质量——
多快好省原则； ✓ 使胶料适合于混炼、压延、压出、硫化等工艺操作，
并有利于提高设备的生产效率； ✓ 考虑产品各部位不同胶料的整体配合，使各部件胶
料在硫速和硫化胶性能上达到协调； ✓ 确保安全生产和劳动保护； ✓ 配方尽可能力求简化而无需不必要的繁琐。
➢ 软化剂：适量配些软化剂利于胶料结构取向和转向， 用些石油类树脂或古马隆树脂保强度，对增加粘性也 有利。
➢ 耐磨性： ✓ 磨蚀磨耗：在路面差的行驶条件下(有尖石等)，在