现代工业橡胶的配方设计原理及方法共80页文档
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橡胶加工工艺及配方
链缠结 链扣
修正后的理想橡胶弹性方程(矛盾平衡)
ρRT
1ห้องสมุดไป่ตู้
2Mc
F=
(λ- )(1- )
Mc
λ2
M
比例于无 用的游离 末端数
热弹力（RT）：热弹力与绝对温度成正比，弹力由长链分子的热 运动产生
ρ 网状结构： （1－ 2Mc ） 说明弹力与有效分子
Mc
M
链数有关，与交联程度有关
1
变形（λ－
橡胶加工工艺及配方
2021年7月17日星期六
第一章 橡胶配方设计原理 第二章 特种橡胶制品 第三章 配方设计中的数学方法
第一章 橡胶配方设计原理
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
橡胶配方设计基本概念 橡胶配方设计的原则与程序 橡胶配方设计的组成与表示方法 配方设计与硫化胶物机性能关系 配方设计与胶料工艺性能间的关系
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。
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。
老化性能：包括大气老化，臭氧老化， 热、光老化和湿热老化等。
一般是用老化后前物理机械性能变化 的比值来表征。如：
扯断强度老化系数是老化后与前的扯 断强度之比。扯断伸长率老化系数是 老化后与前的扯断伸长率之比。
第四节 配方设计与硫化胶物 机性能关系
一、定伸强度与硬度
测试给定伸 长的强度
哑铃型试片
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
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
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橡胶配方设计第二章章节资料文档
物性的要求
工艺条件分析 成本合算
加工性能 效益
第一节 配方设计与硫化橡胶物性的关系
一．拉伸强度(tensile strength)
高聚物理论强度＝5×1014根分子链/cm2×3×10-9N/键 ＝15×105N/cm2=15×103N/mm2＝15GPa
硫化胶实际强度为20MPa左右
1．拉伸破坏理论： 1) Taylor理论，分子论的观点：分为三个阶段：
由于结构的不均一性，负载分布不均匀，结果导 致共价键上应力集中，形成局部断裂微点(破坏核);
破坏核的进一步应力集中影响导致亚微裂缝; 亚微裂缝聚集成大的主裂缝，从而最终断裂。 2) Griffith理论：唯象论的观点
由于在材料的表面和结构中存在某些缺陷(气泡， 杂质，界面分离，划痕等)，容易造成空穴和裂缝， 使应力集中于裂缝的尖端处，裂缝扩展导致断裂。
2． Tensile Strength与橡胶结构的关系
(1) 分子间作用力大，拉伸强度高： 主链上有极性取代基 CR、 CM
(2) 分子量大，门尼值大，Tensile 高 (3) 微观结构对Tensile的影响：CH2=CH-CH=CH2
支链导致排列不规则 (4) 结晶与取向对Tensile的影响
现代橡胶配方设计原理及方法
肖建斌
高分子科学与工程学院, 青岛科技大学
Key Lab of Rubber-Plastics (Qingdao University of Science and Technology) Ministry of Education, China
第二章 橡胶配方设计原理
原材料特性
(1) 交联密度
随交联密度增加，网链能够均匀承载， 强度上升（理想网络）。
第六章橡胶配方设
第二节 取得工艺性能的配方设计原理
• 第二节 取得工艺性能的配方设计原理 • 一、粘度（或可塑度） • 粘度过大，混炼时粉状配合剂不易混入，挤出的 半成品表面粗糟，收缩率大，半成品硫化时流动 性差，易使产品产生缺胶，气孔等缺陷。粘度过 小，混炼时颗粒极小的粉状配合剂反而分散不均 匀，成型时变形大，产品的物理机械性能下降。 • 生胶的粘度可通过塑炼方法来降低。 • 加入软化剂一般都能使胶料的粘度降低， • 加入填料均能使胶料的粘度增加。
三、 橡胶配方的表示方法
• 橡胶配方的内容包括：胶料的名称及代号、 胶料的用途、生胶及各种配合剂的用量、 含胶率、比重及胶料的物理机械性能等。 • 第一种以重量分数表示的配方，基本配方 • 第二种是以重量百分数来表示的配方 • 第三种是以体积百分数来表示的配方 • 第四种是符合生产上用的重量配方，称为 生产配方 • 四 鉴定胶料配方的物理指标
二、混炼性
• 混炼性取决于配合剂对橡胶的互溶性或湿 润性。 • 软化剂（增塑剂）、再生胶和有机配合剂 硫磺 、疏水性的填料，如炭黑等，能被橡 胶所湿润，因此容易与橡胶混合，具有很 好的混炼性。 • 当使用亲水性的填料时，在配方中应加入 一些表面活性剂，如硬脂酸、高级醇、含 氮有机化合物，某些树脂和软化剂等有助 于这些填料的分散。
六、挤出
• 应使胶料降低弹性恢复，减少挤出时口型膨胀和 有利于保持半成品的形状和尺寸等。 • （1）含胶率宜低 • （2）配用再生胶有降低挤出变形 • （3）配入油膏、矿物油、硬脂酸、石蜡等润滑性 的软化剂，有减少口型阻力。 • 七、粘着性 • （1）应选用自粘性好的生胶 • （2）选用增粘作用大的软化剂 • （3）选用补强性大的填料 • （4）容易喷出的配合剂（如蜡类、促进剂TMTD、 硫磺等）应尽量少用
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。
橡胶制品的配方设计原理、配方设计与硫化物性的关系
橡胶制品的配方设计原理、配方设计与硫化物性的关系橡胶制品的配方设计原理 -一、橡胶的并用。
无论是什么橡胶不可能具有十全十美的性能，使用部门往往对产品提出多方面的性能要求，为了满足此目的，而采用橡胶并用的方法。
如，为提高二烯烃类橡胶耐热、耐光老化性能，可加入氯磺化聚乙烯。
丁睛橡胶的耐粙性很好，但耐寒性不好，若并用10%的天然胶，便可改善它的耐寒性。
在橡胶中并用高苯乙烯、改性酚醛树脂、三聚氰胺树脂等都可改善橡胶的补强性能。
合成橡胶的工艺性能一般都不够好，特别是饱和较高的合成橡胶，无论是炼胶、压延、贴合、硫化等性能都比较差，所以常加入天然橡胶或树脂。
以改善其未硫化胶的加工性能。
如，丁苯橡胶加入5-20份低压聚乙烯，可减少丁苯橡胶的收缩率。
乙丙橡胶中加入酚醛树脂可提高粘性。
加入天然胶对一般合成橡胶的工艺性能都会有所改善。
为了改进工艺加工性能，并用天然胶或树脂的比例一般都在20%以下。
有些合成橡胶性能优良，但价格昂贵，在不损害原物性的前提下，并用其它橡胶或树脂是完全可行的，如，丁睛胶中并用聚氯乙烯或丁苯胶中掺入天然橡胶，都能起到这一作用。
1. 橡胶并用必须具有一定的相溶性，对橡胶来说天然、顺丁、异戊橡胶等能以任何比例均一地混合，最终达到相溶状态。
而天然胶与丁基橡胶就不能均一地混合。
若硬性机械地混合，所得硫化胶的实际使用性能会显着地下降，这是因为它们的相溶性很差。
并用体系最重要的因素是相溶性，从应用的观点来看，如果混合不均，非但达不到并用的目的，反而影响工艺加工，特别是硫化。
因此，并用问题的焦点是两种橡胶能否相互混合，以及混合后达到什么样的相容程度。
固体橡胶并用时，因橡胶本身粘度很大，高分子的布朗运动不像液体那么容易，扩散速度较慢，对大分子的位移造成很大的阻力，严重影响橡胶间的互容作用。
为此在工业生产中都采用机械力强化分子运动，用提高温度和加入软化剂的方法来降低粘度，以促进两种橡胶的混合，所以产物从宏观上来看虽没有相分离，但真正达到溶解状态也不是很多的，其原因包括下来有以下几点，橡胶的极性、内聚能密度、橡胶的结晶、橡胶的分子量等。
橡胶配方设计原理及工艺
二 设计程序 1确定胶料技术要求 进行调查研究;了解产品使用时的负荷、工作温度、接触介质、使用寿命以及胶料在产品结构中所起的作用，作为配方设计依据; 2收集技术资料 收集国内外有关同类产品或类似产品研制的技术资料作为配方设计参考。
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。
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
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FEF，HAF
+1/2份数
CR
44
ISAF
+1/2份数+2
NR
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SAF
+1/2份数+4
SBR
40
SRF
+1/3份数
IIR
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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。
橡胶配方设计原理
主要原因是：天然橡胶属于结晶型橡胶，拉伸时可产生拉 伸结晶而具有自补强性，生胶强度较高，因此炭黑加入后补 强效果不明显；而丁苯橡胶属于非结晶型橡胶，其生胶强度 很低，所以炭黑对它的补强效果很明显。
软质橡胶的炭黑用量在40～60质量份时，硫化胶的拉伸性能较好。
2020/1/6
橡胶配方设计原理
(四)拉伸强度与软化体系的关系 一般来说，加入软化剂会降低硫化橡胶的拉伸强度。但 软化剂的用量如果不超过5质量份时，硫化胶的拉伸强度 还可能增大，因为胶料中含有少量软化剂时，可改善炭 黑的分散性。例如填充炭黑的丁腈橡胶胶料中，加入10 质量份以下的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或邻苯二甲酸二辛 酯(DOP)时，可使拉伸强度提高；拉伸强度达到最大值之 后，如继续增加软化剂用量，则拉伸强度急剧下降。
2020/1/6
橡胶配方设计原理
二、撕裂强度
橡胶的撕裂是由于材料中的裂纹或裂口受力时迅速扩大
开裂而导致破坏的现象，这是衡量橡胶制品抵抗破坏能
力的特性指标之一。
(一)撕裂强度与橡胶分子结构的关系
橡胶类型 纯胶胶料
炭黑胶料
20℃ 50℃ 70℃ 100℃ 25℃ 30℃ 70℃ 100℃
NR
51
57
56
43
115 90
76 61
CR(GN型) 44
18
8
4
77
75
48 30
IIR
22
4
4
2
70
67
67 59
SBR
5
6
5
4
39
43
47 27
2020/1/6
橡胶配方设计原理
(二)撕裂强度与硫化体系的关系 撕裂强度随交联密度增大而增大，但达到最大值后，交联密度再增 加，则撕裂强度随密度比拉伸强度达到最佳值的交联密度要低。 多硫键具有较高的撕裂强度，故在选用硫化体系时，要尽量使用传 统的硫黄—促进剂硫化体系。硫黄用量以2.0～3.0质量份为宜，促进剂 选用中等活性、平坦性较好的品种，如DM、CZ等。 (三)撕裂强度与填充体系的关系 随炭黑粒径减小，撕裂强度增加。在粒径相同的情况下，能赋予高 伸长率的炭黑，也即结构度较低的炭黑对撕裂强度的提高有利。 使用各向同性的补强填充剂，如炭黑、白炭黑、白艳华、立德粉和 氧化锌等，可获得较高的撕裂强度；而使用各向异性的填料，如陶土、 碳酸镁等则不能得到高撕裂强度。
软质橡胶的炭黑用量在40～60质量份时，硫化胶的拉伸性能较好。
2020/1/6
橡胶配方设计原理
(四)拉伸强度与软化体系的关系 一般来说，加入软化剂会降低硫化橡胶的拉伸强度。但 软化剂的用量如果不超过5质量份时，硫化胶的拉伸强度 还可能增大，因为胶料中含有少量软化剂时，可改善炭 黑的分散性。例如填充炭黑的丁腈橡胶胶料中，加入10 质量份以下的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或邻苯二甲酸二辛 酯(DOP)时，可使拉伸强度提高；拉伸强度达到最大值之 后，如继续增加软化剂用量，则拉伸强度急剧下降。
2020/1/6
橡胶配方设计原理
二、撕裂强度
橡胶的撕裂是由于材料中的裂纹或裂口受力时迅速扩大
开裂而导致破坏的现象，这是衡量橡胶制品抵抗破坏能
力的特性指标之一。
(一)撕裂强度与橡胶分子结构的关系
橡胶类型 纯胶胶料
炭黑胶料
20℃ 50℃ 70℃ 100℃ 25℃ 30℃ 70℃ 100℃
NR
51
57
56
43
115 90
76 61
CR(GN型) 44
18
8
4
77
75
48 30
IIR
22
4
4
2
70
67
67 59
SBR
5
6
5
4
39
43
47 27
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橡胶配方设计原理
(二)撕裂强度与硫化体系的关系 撕裂强度随交联密度增大而增大，但达到最大值后，交联密度再增 加，则撕裂强度随密度比拉伸强度达到最佳值的交联密度要低。 多硫键具有较高的撕裂强度，故在选用硫化体系时，要尽量使用传 统的硫黄—促进剂硫化体系。硫黄用量以2.0～3.0质量份为宜，促进剂 选用中等活性、平坦性较好的品种，如DM、CZ等。 (三)撕裂强度与填充体系的关系 随炭黑粒径减小，撕裂强度增加。在粒径相同的情况下，能赋予高 伸长率的炭黑，也即结构度较低的炭黑对撕裂强度的提高有利。 使用各向同性的补强填充剂，如炭黑、白炭黑、白艳华、立德粉和 氧化锌等，可获得较高的撕裂强度；而使用各向异性的填料，如陶土、 碳酸镁等则不能得到高撕裂强度。
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
弹性恢复
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。
28
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
20
（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。
21
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
第九章 橡胶配方设计原理-46页精选文档
综上所述，欲通过硫化体系提高拉伸强度时，应采用硫黄—促进 剂的传统硫化体系，并适当提高硫黄用量，同时促进剂选择噻唑 类(如M、DM)与胍类并用，并适当增加用量。
2019/12/22
橡胶配方设计原理
（三)拉伸强度与填充体系的关系
填料的粒径越小，比表面积越大，表面活性越大，则补强 效果越好。
以结晶型橡胶(如天然橡胶)为基础的硫化橡胶，拉伸强度 随填充剂用量增加，可出现单调下降。非结晶型橡胶(如丁 苯橡胶)为基础的硫化橡胶，其拉伸强度随填充剂用量增加 而增大，达到最大值，然后下降。
2019/12/22
橡胶配方设计原理
第一节 配方设计与硫化橡胶物理性能的关系
一、拉伸强度 拉伸强度表征制品能够抵抗拉伸破坏的极限能 力。橡胶工业普遍用拉伸强度指标作为标准，来 比较鉴定不同配方的硫化橡胶和控制硫化橡胶的 质量。 (一)拉伸强度与橡胶结构的关系 1．相对分子质量与相对分子质量分布的影响 2．分子间作用力的影响 3．微观结构对拉伸强度的影响 4．结晶和取向对拉伸强度的影响
主要原因是：天然橡胶属于结晶型橡胶，拉伸时可产生拉 伸结晶而具有自补强性，生胶强度较高，因此炭黑加入后补 强效果不明显；而丁苯橡胶属于非结晶型橡胶，其生胶强度 很低，所以炭黑对它的补强效果很明显。
软质橡胶的炭黑用量在40～60质量份时，硫化胶的拉伸性能较好。
2019/12/22
橡胶配方设计原理
(四)拉伸强度与软化体系的关系 一般来说，加入软化剂会降低硫化橡胶的拉伸强度。但 软化剂的用量如果不超过5质量份时，硫化胶的拉伸强度 还可能增大，因为胶料中含有少量软化剂时，可改善炭 黑的分散性。例如填充炭黑的丁腈橡胶胶料中，加入10 质量份以下的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或邻苯二甲酸二辛 酯(DOP)时，可使拉伸强度提高；拉伸强度达到最大值之 后，如继续增加软化剂用量，则拉伸强度急剧下降。
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橡胶配方设计原理
（三)拉伸强度与填充体系的关系
填料的粒径越小，比表面积越大，表面活性越大，则补强 效果越好。
以结晶型橡胶(如天然橡胶)为基础的硫化橡胶，拉伸强度 随填充剂用量增加，可出现单调下降。非结晶型橡胶(如丁 苯橡胶)为基础的硫化橡胶，其拉伸强度随填充剂用量增加 而增大，达到最大值，然后下降。
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橡胶配方设计原理
第一节 配方设计与硫化橡胶物理性能的关系
一、拉伸强度 拉伸强度表征制品能够抵抗拉伸破坏的极限能 力。橡胶工业普遍用拉伸强度指标作为标准，来 比较鉴定不同配方的硫化橡胶和控制硫化橡胶的 质量。 (一)拉伸强度与橡胶结构的关系 1．相对分子质量与相对分子质量分布的影响 2．分子间作用力的影响 3．微观结构对拉伸强度的影响 4．结晶和取向对拉伸强度的影响
主要原因是：天然橡胶属于结晶型橡胶，拉伸时可产生拉 伸结晶而具有自补强性，生胶强度较高，因此炭黑加入后补 强效果不明显；而丁苯橡胶属于非结晶型橡胶，其生胶强度 很低，所以炭黑对它的补强效果很明显。
软质橡胶的炭黑用量在40～60质量份时，硫化胶的拉伸性能较好。
2019/12/22
橡胶配方设计原理
(四)拉伸强度与软化体系的关系 一般来说，加入软化剂会降低硫化橡胶的拉伸强度。但 软化剂的用量如果不超过5质量份时，硫化胶的拉伸强度 还可能增大，因为胶料中含有少量软化剂时，可改善炭 黑的分散性。例如填充炭黑的丁腈橡胶胶料中，加入10 质量份以下的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或邻苯二甲酸二辛 酯(DOP)时，可使拉伸强度提高；拉伸强度达到最大值之 后，如继续增加软化剂用量，则拉伸强度急剧下降。
现代橡胶配方设计方法和制造工艺分析
现代橡胶配方设计方法和制造工艺分析摘要：随着近几年我国社会与经济快速发展，橡胶制品的消耗量不断提升，所以在发展过程中有关部门就提出了要优化橡胶配方设计方法的理念，同时在发展过程中还要求对其制造工艺进行调整，以通过这样的方式来提高橡胶产量与质量。
但是在实际生产优化过程中经常会遇到一些问题，再加上现代橡胶配方设计与制造工艺较为繁琐，这就需要在研究与生产过程中不断进行调整优化，进而有效提高现代橡胶配方设计与制造工艺应用合理性。
那么本文就对现代橡胶配方设计方法与制造工艺进行总结分析。
关键词：现代橡胶；配方设计；制造工艺；探索分析在当前这一橡胶需求量不断提升背景下，各生产厂家就需要结合实际情况对橡胶制造工艺进行优化，以通过这样方式来提高生产效率。
但是随着生产效率的提升，生产质量却遇到了一些问题，所以就需要结合实际情况对橡胶配方进行调整，进而有效提高橡胶质量。
通过橡胶配方设计与制造工艺优化虽然可以有效提高橡胶生产质量与效率，但是操作方法的应用会受到多方面影响，所以在发展中就需要深入总结分析橡胶配方与制造工艺，进而有效提高橡胶产量与质量。
一、配方设计体系通过对橡胶配方设计工作进行总结分析后可以了解到，橡胶配方设计主要一五大体系为主，分别是生胶体系、硫化体系、补强填充体系、防护体系、软化增塑体系，那么本段就对这五大橡胶配方体系进行总结分析。
（一）生胶体系在对生胶进行深入总结后了解到，生胶有以下两种分类分别是天然橡胶与合成橡胶，通过字面意思就可以了解到这两种橡胶存在明显差异，下面就对这两种橡胶进行介绍。
天然橡胶主要就是在植物中采集弹性材料，在制作时通过多种不同的处理工序将其转化成为橡胶。
这一橡胶具有极佳的弹性，并且橡胶机械强度很高，最重要的就是橡胶耐屈挠性高同时具备极强的绝缘性能。
合成橡胶就是通过石油、天然气等材料为原料，利用人工合成的高弹性聚合物，合成橡胶的分类较多其中有顺丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶等，不同的橡胶类型作用场合也不同，但是大部分合成橡胶通常都会被应用到工业生产与制造中。
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39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。