橡胶配合体系
【详细】橡胶的各种硫化体系讲解！（收藏）
【详细】橡胶的各种硫化体系讲解！（收藏）一．普通硫黄硫化体系（CV）普通硫黄硫化体系（Conventional Vulcanization简称CV），是指二烯类橡胶的通常硫黄用量范围的硫化体系。
对普通硫黄硫化体系（CV），对NR，一般促进剂的用量为0.5~0.6份，硫黄用量为2.5份。
普通硫黄硫化体系得到的硫化胶网络中70%以上是多硫交联键（—Sx—），具有较高的主链改性。
特点：硫化胶具有良好的初始疲劳性能，室温条件下具有优良的动静态性能，最大的缺点是不耐热氧老化，硫化胶不能在较高温度下长期使用。
二．有效硫化体系（EV）一般采取的配合方式有两种：1．高促、低硫配合：提高促进剂用量（3~5份），降低硫黄用量（0.3~0.5份）。
促进剂用量/硫黄用量=3~5/0.3~0.5≥6 2．无硫配合：即硫载体配合。
如采用TMTD或DTDM（1.5~2份）。
特点：1. 硫化胶网络中单S键和双S键的含量占90%以上；硫化胶具有较高的抗热氧老化性能；2. 起始动态性能差，用于高温静态制品如密封制品、厚制品、高温快速硫化体系。
三．半有效硫化体系（SEV）为了改善硫化胶的抗热氧老化和动态疲劳性能，发展了一种促进剂和硫黄的用量介于CV和EV之间的硫化体系，所得到的硫化胶既具有适量的多硫键，又有适量的单、双硫交联键，使其既具有较好的动态性能，又有中等程度的耐热氧老化性能，这样的硫化体系称为半有效硫化体系（SEV）。
用于有一定的使用温度要求的动静态制品。
一般采取的配合方式有两种：1．促进剂用量/硫用量=1.0/1.0=1（或稍大于1）；2．硫与硫载体并用，促进剂用量与SEV中一致。
NR的三种硫化体系配合如下表所示：配方成分C V EV高促低硫无硫配合Semi—EV高促低硫硫\硫载体并用SNOB STMT DDMD T 2.50.60.53.0 1.10.6 1.11.11.5 1.51.5 0.60.6四．高温快速硫化体系随着橡胶工业生产的自动化、联动化，高温快速硫化体系被广泛采用，如注射硫化、电缆的硫化等。
橡胶的配合
∙橡胶的配合∙来源：橡胶人才网添加时间：2010-08-11浏览次数：59次进入论坛交流∙橡胶的配合任何一种橡胶只有通过配合和加工，才能满足不同的产品性能的要求。
橡胶的配合主要有硫化、补强和防老化三大体系：一、橡胶的硫化体系橡胶的硫化就是通过橡胶分子间的化学交联作用将基本上呈塑性的生胶转化成弹性的和尺寸稳定的产品，硫化后的橡胶的物性稳定，使用温度范围扩大。
“硫化过程（Curing）”一词在整个橡胶工业中普遍使用，在橡胶化学中占有重要地位。
橡胶分子链间的硫化（交联）反应能力取决于其结构。
不饱和的二烯类橡胶（如天然橡胶、丁苯橡胶和丁腈橡胶等）分子链中含有不饱和双键，可与硫黄、酚醛树脂、有机过氧化物等通过取代或加成反应形成分子间的交联。
饱和橡胶一般用具有一定能量的自由基（如有机过氧化物）和高能辐射等进行交联。
含有特别官能团的橡胶（如氯磺化聚乙烯等），则通过各种官能团与既定物质的特定反应形成交联，如橡胶中的亚磺酰胺基通过与金属氧化物、胺类反应而进行交联。
不同类型的橡胶与各种交联剂反应生成的交联键结构各不相同，硫化胶性能也各有不同。
第①种是使用硫黄或硫给予体作交联剂的情况，生成的可以是单硫键（x＝1）、双硫键（x＝2）和多硫键（x＝3～8）；第②种是使用树脂交联和肟交联的情况；第③种是使用过氧化物交联的过氧化物硫化和利用辐射交联的辐射硫化的情况，生成碳－碳键。
多数的通用橡胶采用硫黄或硫给予体硫化，即在生胶中加入硫黄或硫给予体以及缩短硫化时间的促进剂和保证硫黄交联效率的氧化锌和硬脂酸组成的活性剂。
在实际中通常按硫黄用量及其与促进剂的配比情况划分成以下几种典型的硫化体系：①普通硫磺硫化体系由常用硫黄量（＞1.5份）和常用促进剂量配合组成。
使用这种硫化体系能使硫化胶形成较多的多硫键，和少量的低硫键（单硫键和双硫键）。
硫化胶的拉伸强度较高，耐疲劳性好。
缺点是耐热和耐老化性能较差。
②半有效硫化体系由硫黄量0.8～1.5份（或部分硫给予体）与常用促进剂量配合所组成。
三元乙丙(EPDM)橡胶配方的配合体系介绍
三元乙丙（EPDM）橡胶配方的配合体系介绍三元乙丙橡胶可以采用二烯烃类橡胶用的普通硫化方法硫化，但由于硫化速度较慢，故近年发展了高不饱和度三元乙丙橡胶，其硫化速度不低于高不饱和橡胶的。
三元乙丙橡胶通常可用硫黄、过氧化物、醌肟和反应性树脂等多种硫化体系进行硫化。
不同的硫化体系对其混炼胶的门尼粘度、焦烧时间、硫化速度以及硫化胶的次联键型、物理机械性能(如应力-应变、滞后、压缩变形以及耐热等性能)亦有着直接的影响。
硫化体系的选择要根据所用乙丙橡胶的类型、产品物理机械性能、操作安全性、喷霜以及成等因素加以综合考虑。
一、硫化体系乙丙橡胶常见交联剂体系的适用性和特点1硫黄硫化体系硫黄硫化体系是三元乙丙橡胶使用最广泛最主要的硫化体系。
在硫黄硫化体系中，由于硫黄在乙丙橡胶中溶解度较小，容易喷霜，不宜多用。
一般硫黄用量应控制在1～2份范围内。
在一定硫黄用量范围内，随硫黄用量增加，胶料硫化速度加快，焦烧时间缩短，硫化胶拉伸强度、定伸应力和硬度增高，拉断伸长率下降。
硫黄用量超过2份时，耐热性有下降，高温下压缩永久变形增大。
为使胶料不喷霜,促进剂的用量亦必须保持在三元乙丙橡胶的喷霜极限溶解度以下。
实际上，在工业生产中，基于以下原因几乎都是采用二种或多种促进剂的并用体系。
(1)多种促进剂并用，容易达到硫化作用平衡。
(2)许多促进剂在较低浓度时，就会发生喷霜，因此用量不宜太高。
(3)促进剂这间的协同效应，有利于导致硫化时间的缩短和交联密度的提高。
硫黄硫化体系中，促进剂的用量还可以通过增加硬脂酸的用量来提高，当其它条件不变的情况下，硬脂酸用量增加会导致交联密度、单硫和双硫交联键增加。
氧化锌用量的增加亦有助于在交联时形成促进剂，从而提高胶料的交联密度及抗返原性，改善动态疲劳性能和耐热性能。
2硫黄给予体硫化采用硫黄给予体代替部分硫黄，可使其生成的硫化胶主要具有单硫键或双硫键，因而可以改善胶料的耐热和高温下的压缩变形性能，延长焦烧时间。
橡胶配合体系
（二）硫化温度和硫化时间
硫化温度是硫化反应的最基本条件。硫化温度的高低，可直接影响硫化
速度、产品质量和企业的经济效益。 硫化温度高，硫化速度快，生产效率高； 反之生产效率低。
提高硫化温度会导致以下问题： (1)引起橡胶分子链裂解和硫化返原，导致胶料力学性能下降； (2)使橡胶制品中的纺织物强度降低；
炭黑、果壳粉、软木粉、木质素、煤粉、树脂等。 陶土、碳酸钙、硅铝炭黑等。 炭黑及绝大多数无机填料。
绝大多数树脂填料。
石棉、短纤维、碳纤维、金属晶须等。
黑色填料 按颜色分 非黑色填料
第二节 常用填充剂
一、炭黑 二、白炭黑 三、有机填充剂 四、无机填充剂 五、短纤维填充剂 六、纳米增强技术
一、炭黑
1. 炭黑的分类： 按制法分 炉法炭黑 槽法炭黑 热裂法 新工艺炭黑 硬质炭黑 软质炭黑
3. 选用原则
①促进剂的工艺性能
②制品的使用性能
从工艺性能角度出发， 要求胶料不易焦烧，硫 化速度快，而且不容易 过硫。
要求硫化胶有良好的物 理性能，硫化胶的性能由其 网络结构所决定。
三、活化剂
1.种类
（1）无机类： ZnO、MgO、PbO、 SnCl2 （2）有机类： 硬脂酸（锌）、月桂酸（锌）、 二乙醇胺、二苯基胺等
（二）硫化历程图
根据硫化历程分析，可将硫化曲线分成四个阶段 ◆ 焦烧阶段：热硫化开始前的延迟作用时间，反映了加工安全性。该阶段取决 于促进剂的品种和用量。 ◆ 热硫化阶段：硫化反应的交联阶段，逐渐产生网络结构，该阶段斜率的大小 反映了硫化速度的快慢。 ◆ 平坦硫化阶段：交联反应基本完成。硫化平坦期的长短取决于胶料配方。 ◆ 过硫化阶段：相当于硫化反应阶段中网构形成的后期。
炭黑
橡胶基本知识
橡胶是一种材料，它在大的形变下能迅速而有力恢复其形变，能够改性；橡胶的弹性模量非常小，并具有相当好的耐气透性以及耐各种化学介质和电绝缘的性能，它可以和多种材料物质并用、共混、复合由此进行改性，以得到良好的综合性能。
橡胶的配合的主要包括五大体系，分别是生胶、硫化体系、防护体系、软化增塑体系和补强体系。
一、生胶生胶是高弹性高聚物材料，作为橡胶的母体材料或称为基体材料。
按制取来源与方法分可以分成天然橡胶和合成橡胶两大类；其中合成橡胶按照应用范围与用途分又可以分成通用橡胶、半通用橡胶、专用合成橡胶和特种橡胶。
1、天然橡胶主要应用与轮胎、胶带、胶管、电线电缆等多数橡胶制品，是应用最广的橡胶。
2、丁苯橡胶大部分的丁苯橡胶用于轮胎工业。
其他产品有汽车零件、工业制品、电线电缆包皮、胶管胶带和鞋类等。
3、氯丁橡胶氯丁橡胶可用来制造轮胎胎侧、耐热阻燃运输带、耐油及耐化学腐蚀的胶管、容器衬里、垫圈、胶辊、汽车和拖拉机配件、门窗密封胶条、止水带等。
4、丁腈橡胶丁腈橡胶有良好的耐油性有可以保持较好的橡胶特性，可以广泛的应用于耐油制品如油封、输油胶管、化工容器衬里、油箱、印刷胶辊、耐油手套、耐油减震器等；由于丁腈橡胶具有半导性，所以可用于余姚导出静电，以免引起火灾的地方，如纺织皮辊、皮圈、阻燃运输带等。
5、乙丙橡胶主要应用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀、电气绝缘几个领域，如用于密封垫圈、屋顶单层防水卷材、桥梁减震器、高低压电缆绝缘层、汽车玻璃密封条、轮胎胎侧等。
6、丁基橡胶丁基胶具有突出的气密性和耐热性，主要用于充气轮胎的内侧和无内胎轮胎的气密层，有极好的耐化学药品腐蚀性能可用于化工耐腐蚀容器衬里等。
二、硫化体系硫化体系包括硫化剂、促进剂、活性剂、防焦剂；为橡胶大分子进行化学反应使橡胶油线性大分子交联成空间网状结构。
1、硫化体系一般有硫磺硫化体系、过氧化物硫化体系、硫载体硫化体系；2、促进剂是能缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量，提高和改善硫化胶物理力学性能和化学稳定性的化学物质。
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绪论橡胶配合加工内容●主要内容：原料及配合；加工工艺过程；性能测试。
●配合系统：生胶，硫化体系，补强填充体系，防老体系，增塑及操作体系，特种配合体系。
●加工过程：炼胶，压延，挤出，成型，硫化。
●塑炼：定义为降低分子量，增加塑性，改善加工性能，制成可塑性符合要求的塑料胶。
●混炼：定义为经过配合，将橡胶与配合剂均匀地混合和分散，制成混炼胶。
●门尼粘度：用门尼粘度计测量的是橡胶的本体黏度，原理是将胶料填充在粘度计的模腔和转子之间，合模，在一定温度下〔一般为100℃〕预热〔一般1min〕，令转子转动一定时间〔一般4min〕时测得的转矩值〔N·m〕。
该值越大，说明胶料的黏度越大，常用ML〔1+4〕100℃表示。
●门尼焦烧：这是个说明胶料焦烧时间的指标，通常是在120℃下测定〔加有硫化体系配合剂〕从最低点起，上升5个门尼值的时间。
这个时间越大说明胶料越不容易发生焦烧，加工越安全。
第一章生胶❖分类〔按来源〕：天然橡胶〔NR〕和合成橡胶。
合成橡胶又分为通用橡胶和特种橡胶。
❖通用橡胶：丁苯橡胶〔SBR〕、顺丁橡胶〔BR〕、异戊橡胶〔IR〕、丁腈橡胶〔NBR〕、氯丁橡胶〔CR〕、丁基橡胶〔IIR〕、乙丙橡胶〔EPM，EPDM〕.❖不饱和非极性橡胶：NR、SBR、BR、IR；不饱和极性橡胶：NBR、CR；饱和非极性橡胶：EPM、EPDM、IIR；❖天然橡胶〔NR〕主要由顺—1,4—聚异戊二烯构成，其综合性能好。
❖丁苯橡胶(SBR)是丁二烯和苯乙烯的共聚物，是产量最大的通用橡胶，70%用于轮胎业，根据聚合方法分为乳聚丁苯和溶聚丁苯。
❖苯乙烯含量对丁苯橡胶性能的影响：随着苯乙烯含量的增加，其SBR的性能向聚苯乙烯趋近。
表现为Tg、模量、硬度上升，耐热老化性变好，挤出收缩率变小，挤出物外表光滑，而耐磨性下降，弹性减小。
❖顺丁橡胶(BR)也称聚丁二烯橡胶，弹性最好的通用橡胶，滞后损失小，生热少。
❖乙丙橡胶(EPM,EPDM)属于碳链饱和非极性橡胶，耐臭氧老化性和耐热老化性是通用橡胶中最好的，被誉为不龟裂的橡胶。
橡胶配方设计基础
a
（小点）
x2
x1
b （大点）
b （大点）
应用实例
子午线轮胎子口包胶使用齐聚酯增硬。胶料要求为：
硬度（邵氏A）达到85度；拉伸强度不小于20MPa；扯
断伸长率不小于200%。
x2(0.382)
x1(0.618)
0
5.7
9.3
15
齐聚酯用量（质量份） 0 5.7(0.382) 9.3(0.618) 15
1.4 橡胶配方设计方法
橡胶配方设计主要依赖于人们在生产当中积累的 经验规律，通过大量而繁复的试验来优化配方，造 成大量人力、物力的浪费。
随着科学技术在各个领域的进步和发展，尤其是 计算机技术的迅速发展，橡胶行业已经开始采用计 算机进行配方设计。
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
作业：将下述基本配方换算成其它形式表示的配方， 假设炼胶机的容量为31. 50Kg，要求写出换算公式。
组分 质量/份 配方 /Kg
密度/ 体积/份 （g/cm3）
质量
体积
生产
百分数/% 百分数/%
NR 100.00 0.92 20.00
108.70
S 促M ZnO
2.75 0.75 5.00
2.05 1.42 5.57
250 225
218
200
试验结果：齐聚酯用量的合理范围为2.2～5.7质量份。
平分法(对分法)
如果在试验范围内，目标函数是单调的，要找出满 足一定条件的最优点，可以用平分法。平分法和黄 金分割相似，但平分法逼近最佳范围的速度更快， 在试验范围内每次都可以去掉试验范围的一半，而 且取点方便。
橡胶配合体系及检测
炭黑按制法的分类：
现在橡胶行业使用的C/B主要是炉法C/B。
橡胶配合剂（白炭黑）
2、白炭黑：白炭黑是是一种常用的橡胶补强剂。是硅橡胶最好的补强剂。 1）分类： 2）白炭黑其化学本质是SiO2·nH2O。其使用后能够改进胶料的抗撕裂性能和阻止胶料的裂口增长。 3）白炭黑在使用时一般与硅烷偶联剂并用，以增加其分散性。受硅烷偶联剂影响，炼胶时胶料加工温度一般不超过165 ℃（使用四硫偶联剂时）。
气象法白炭黑
沉淀法白炭黑
橡胶配合剂（填充剂）
1 使用目的： 1）改善加工性。如减少胶料形变，增加压出物表面平坦性等。 2）降低成本。使用后，容积单价与重量单价均大幅下降。 2 使用类型： 1）硅酸盐类。如陶土、高岭土。 2）碳酸盐类。如碳酸钙。
3 其它情况： 1）即使是惰性填充剂，依然有一定的补强性。 2）在表面活性化以后，补强性能有很大的提高。 3）惰性与活性是相对的。活性陶土对NR有补强，但对CR无效。
其中：M代表门（MV) L代表使用大转子测试 S代表使用小传子测试 1代表测试时预热一分钟；4代表检测四分钟
门尼
性能检测
橡胶硫化分四个阶段：焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化阶段、过硫化阶段
CPE橡胶的配合体系及其应用
大豆油可提高 ’() 胶的拉伸性能，改善胶料的耐热性 能， 同时还可以作为稳定剂。 ３．５ 其它配合体系 加入一定量的石蜡和低相对分子质量的聚乙烯蜡， 可在一定程度上改善胶料的加工性能， 提高混炼胶的流 动性， 降低挤出压力； 另外在加入填充补强体系时如碳 黑、 白炭黑， 若对强度要求高， 则需要加入适量的硅烷偶 联剂， 可以增强填料与橡胶的界面作用力， 增加两相的 相容性， 改进硫化胶的物理性能， 并使制品的电绝缘性 能得到改善， 常用的偶联剂有硅烷偶联剂、 钛酸偶联剂、 叠氮偶联剂等， 一般选用硅烷偶联剂。另外在电缆等行 业需要采用阻燃体系， 尽量采用协同效应好、 稳定性高 的无机阻燃体系， 一般采用氯化石蜡 ／ 磷酸酯阻燃剂并 用的阻燃体系。用于建筑业的防水卷材、 片材， 多与水 泥、 砂浆基面粘合， 因此需要一定的自粘性和互粘性， 一 般采用协同效应好的环氧树脂和石油树脂作增粘剂。
概述氯化聚乙烯cpe是高密度聚乙烯hdpe化制得的一种具有橡胶或塑料性能的新型高分子材料可看作是乙烯氯乙烯和二氯乙烯的三元共聚物是橡胶与塑料的优良改性剂和添加剂具有优良的耐候性耐臭氧耐热耐油耐化学品高抗冲击性能优良的阻燃性等特点其用途十分广泛引起国内外科研界的广泛重视正致力于开发其新的产品品种和研究其应用范围
２ ＣＰＥ 橡胶的应用状况
()* 橡胶具有 ()* 的优良性能，是一种新型的弹 性体， 在橡胶领域具有广阔的的应用前景。它与多种橡 342、 (2、 512、 *46、 *)78 胶相容性非常好， 可与 012、 等以任意比例并用， 广泛应用在橡胶制品， 可完全或部 分替代橡胶， 能够大大提高拉伸强度， 增加伸长率， 改善 加工流动性， 提高阻燃性； 且在加工过程中提高加工性 能， 从而不易焦烧， 无粘辊现象等等 （如与 (2 共混， 改
橡胶的特种配合及其原理
第三章橡胶的特种配合体系随着高分子科学的不断开展，对橡胶材料也提出了更高、更新的要求。
为了适应高新技术开展的需要，橡胶材料也和其他高分子一样，其开展的要紧趋势是高性能化、高功能化、复合化、精细化和智能化。
所谓高性能，是指通过技术革新极大提高橡胶材料的原有性能，从而获得特定的性能，如耐高温、耐低温、耐化学腐蚀、耐辐射、高尽缘、高透明等。
所谓高功能性，是指橡胶材料本来没有的特性，但通过特别的配合加工而给予其新的功能，使其到达预期设定功能的指标。
例如导电、磁性、阻燃、吸水膨胀、水声橡胶等。
智能化是橡胶通过设计后具有某些生物功能，如经历、仿生等。
橡胶材料的开展趋势：高性能化、高功能化、复合化、精细化和智能化高性能：通过技术革新极大提高橡胶材料的原有性能，如耐高温、耐低温、耐化学腐蚀、耐辐射、高尽缘、高透明等。
高功能：橡胶材料本来没有的特性，但通过特别的配合加工而给予其新的功能。
例如导电、磁性、阻燃、吸水膨胀、水声橡胶等。
智能化：具有某些生物功能，如经历、仿生等。
特种配合体系：耐热、耐冷、耐介质、难燃、导电、发泡等，应用于特别的领域。
3.1耐热制品耐热性是指在一定的高温使用条件下，在较长的时刻内维持原有全然物理机械性能的能力。
耐热性决定制品的最高使用温度和寿命，一般物理机械性能在高温下维持稳定，即具有在高温下能够抵抗氧、臭氧、高能辐射、机械疲乏等因素的作用。
硫化橡胶的耐热性表现在橡胶分子、交联键及其配合剂〔要紧是填充剂和增塑剂〕有较高的粘流温度、热分解温度和化学稳定性。
橡胶的粘流温度取决于橡胶分子结构的极性和刚性、橡胶分子之间的作用力、填料与橡胶之间的相互作用和交联键的键能。
橡胶的热分解温度取决橡胶分子结构的化学键性质，化学键能越高，耐热性越好。
橡胶的化学稳定性也是碍事耐热性能的一个重要因素。
因为在高温条件下，橡胶与氧、臭氧、其它介质的接触，都会促进橡胶的老化与被腐蚀。
橡胶在高温即热氧作用下，橡胶大分子会发生落解、交联、环化、异构化，活性填料会与橡胶分子发生进一步的作用，交联键产生断裂、环化或重新交联，橡胶内低分子物质产生挥发、分解。
丁腈橡胶配合体系介绍
丁腈橡胶配合体系介绍丁腈橡胶（Nitrile Rubber，NBR）是一种合成橡胶，具有优异的耐油性、抗溶剂性、耐磨性和耐热性。
因此，广泛应用于汽车制造、工程机械、化工设备等领域。
丁腈橡胶的物理性能和化学性能可以通过配合不同的助剂来调整，构建相应的配合体系。
一般来说，丁腈橡胶的配合体系主要包括增塑剂、硫化剂、活性剂、抗老化剂、填料等。
这些助剂的作用是相辅相成的，通过相互作用来增强橡胶的性能。
1.增塑剂：增塑剂的作用是使丁腈橡胶变得柔软、易加工。
常用的增塑剂包括白炭黑、碳黑等。
其中，白炭黑能够增强橡胶的耐磨性和耐油性，碳黑则能提高橡胶的强度和耐磨性。
2.硫化剂：硫化剂是丁腈橡胶必不可少的配合剂，它能够促进橡胶的硫化反应，增加其耐热性和耐老化性能。
常用的硫化剂有硫磺、硫化三苯胺等。
3.活性剂：活性剂有助于提高丁腈橡胶的流动性和加工性能，常用的活性剂有锌酸、过氧化二苯甲酰等。
4. 抗老化剂：抗老化剂能够延缓丁腈橡胶的老化速度，增加其使用寿命。
常用的抗老化剂有2,5-二（tert-丁基）-4-甲基蒽醌、N-异丁基-1,4-苯二胺等。
5.填料：填料是丁腈橡胶中起填充、增强和改变物理性能的作用，常用的填料有沥青、聚合物颗粒等。
填料的加入可以增强橡胶的强度和硬度。
丁腈橡胶的配方案例如下：1.丁腈橡胶100份，岩棉填料50份，二硫化炭黑5份，活性硫1.5份，N-异丁基-1,4-苯二胺0.5份，白炭黑1份。
2. 丁腈橡胶100份，碳黑填料60份，二硫化硫2份，锌酸1份，硫磺5份，2,5-二（tert-丁基）-4-甲基蒽醌1份。
3.丁腈橡胶100份，沥青填料40份，活性硫2份，过氧化二苯甲酰1份，硫磺3份。
三元乙丙橡胶配方的配合体系介绍
三元乙丙橡胶配方的配合体系介绍三元乙丙（EPDM）橡胶是一种具有优良综合性能的合成橡胶材料，广泛应用于汽车零部件、建筑密封材料、电线电缆绝缘等领域。
EPDM橡胶的性能取决于其配合体系，包括橡胶配方中的橡胶、填料、增塑剂、交联剂、防老剂等成分的选择和相互配比。
以下是EPDM橡胶配方的配合体系介绍。
一、橡胶EPDM橡胶是由乙烯、丙烯二元单体与不饱和二元单体或多元单体通过共聚合反应制得的高分子材料。
根据不饱和二元单体的种类和比例，可分为饱和型和非饱和型EPDM。
饱和型EPDM具有较高的硫化活性和抗老化性能，广泛应用于汽车零部件、建筑密封材料等领域。
非饱和型EPDM则适用于电线电缆绝缘等对硫化活性要求不高的领域。
二、填料填料是橡胶配方中的重要组成部分，可提高橡胶材料的体积强度和硬度，同时降低成本。
常用的填料有碳黑、白炭黑、纳米硅酸钛等。
碳黑是最常用的填料，可增加橡胶的硬度、耐磨性和耐老化性。
三、增塑剂增塑剂是一种可增加橡胶柔软性和可加工性的添加剂。
常用的增塑剂有液体石蜡、脂肪酸酯类等。
增塑剂的选择要考虑到与橡胶的相容性和耐热性。
四、交联剂交联剂是橡胶配方中必不可少的成分，它通过与橡胶中的不饱和键反应，形成交联网络结构，提高橡胶的强度和耐热性。
常用的交联剂有硫、过氧化物等。
硫是最常用的交联剂，可通过加热和硫化剂的反应形成硫化橡胶。
五、防老剂防老剂是橡胶配方中用于提高橡胶耐老化性能的添加剂。
常用的防老剂有抗氧剂、防臭剂等。
抗氧剂可防止橡胶在使用过程中因氧化而降解，延长其使用寿命。
防臭剂则可防止由于硫化过程中产生的硫化氢等气味物质对橡胶的影响。
EPDM橡胶配方的配合体系是根据特定使用要求设计的，不同应用领域的EPDM橡胶配方会有所不同。
通过合理选择和配比橡胶、填料、增塑剂、交联剂、防老剂等成分，可以得到满足特定应用要求的EPDM橡胶材料。
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
橡胶常用的六大硫化体系
橡胶常用的六大硫化体系橡胶常用的硫化体系有：1.硫磺硫化体系。
2.金属氧化物硫化体系。
3.过氧化物硫化体系。
4.树脂硫化体系。
5.醌肟类硫化体系6.多元胺硫化体系。
1.硫磺硫化体系可分为：常规硫化体系：由硫磺和少量促进剂等配合剂组成，以多硫键交联为主。
耐高温性能较差，压缩永久变形大，过硫后易出现返原现象，但耐屈挠疲劳行较好、机械强度较高，胶料及制品不易喷霜。
有效、半有效硫化体系：硫磺用量一般在0.5份以下，常用量为0.35份，配合较大量的促进剂，需要较长的焦烧时间（超速促进剂与后效性并用），活性剂应使用足量的硬脂酸（1-8份）。
几乎没有硫化返原现象，，硫化均匀性好，耐热性好，压缩变形低，生热小。
缺点为抗屈挠疲劳性差，易发生喷霜现象。
采用高TMTD的有效硫化体系配方虽然使用广泛，但加工稳定性差，切喷霜严重。
2.金属氧化物硫化体系：优点是硫化胶硬度和拉伸强度较高，并用环氧树脂后，可提高硫化胶的耐热性和动态性能。
常用的有氧化锌、氧化镁、氧化钙、氢氧化钙等。
氧化锌容易焦烧，加SA后可稍缓和焦烧倾向。
氧化镁和氧化钙焦烧倾向较小，并以氢氧化钙最好。
氧化镁用量以稍多为宜，增加用量可提高胶料硫化速度，并提高硫化胶强度和硬度。
缺点是生热大，耐屈挠性能差。
3.过氧化物类硫化体系：优点是压缩永久变形低，耐热耐寒性良好，胶料硫化时间短，不污染金属，便于制得透明橡胶。
缺点是一般不能用于热空气硫化，撕裂性能较差。
可分为①简单型：硫化体系只有有机过氧化物，或包括防焦剂。
该体系优点为硫化胶的压缩变形小，缺点是硫化过程中焦烧可控程度低，几乎不存在硫化诱导期。
②后效性：该体系硫化组分由过氧化物、活性剂和防焦剂组成。
特点是为可控制焦烧时间，又不影响硫化效率。
硫化特性与后效性硫磺硫化体系相似，过氧化物硫化体系温度系数比硫磺硫化体系高。
温度每提高10度，硫化速度约提高两倍。
（硫磺硫化体系提高一倍）焦烧性能亦是如此。
4.树脂类硫化体系：特点是形成热稳定较高的C-C键和醚键交联。
橡胶配方设计部分(橡胶配合剂的比重)
橡胶配方主要满足以下三方面：1、硫化胶料的物理性能；2、混炼胶的加工工艺性能；3、满足以上要求的最低配料成本。
橡胶配方第一个步骤是选择主体橡胶，根据橡胶制品要求的性能不同，需要选用不同的橡胶，例如：耐磨选用顺丁橡胶、耐热选三元乙丙橡胶、耐油选用丁腈胶等。
橡胶配方按功用可分为五大体系，①主体生胶；②操作体系③硫化体系；④性能体系；⑤成本体系；主体生胶生胶、再生胶：为橡胶配合料中的主成分，是主体材料，决定橡胶的使用性能、工艺性能和产品成本、寿命的主要因素。
未硫化的橡胶无法满足使用要求，添加硫促体系使胶料产生化学反应而在橡胶分子之间产生架桥（交联反应），交联作用使胶料由柔软、带粘性的可塑体，变成强韧的热固体。
硫促体系分硫化剂、促进剂和活化剂。
促进剂可使胶料硫化速率加快，缩短硫化时间；活化剂是用来帮助促进剂增强其活性和效能。
操作体系增塑剂：增塑剂包括物理增塑剂—软化剂、化学增塑剂、塑解剂），有助于混合，改善加工性，增加弹性。
可以帮助胶料混炼，改变其粘度，增强胶料粘性，改善制品在低温下的柔韧性。
软化剂、塑解剂、增溶剂、均匀剂、润滑剂、分散剂、增粘剂、隔离剂、脱模剂硫化体系硫化剂：使橡胶交联成为网状结构，表现其因有特性，达到和满足使用要求（S、DCP）。
促进剂：有助于提高硫化剂对胶料交联（硫化）速度以及交联程度藉以改变硫化橡胶的物理性能（如：TT、CZ···）活性剂：促进剂活化剂：用于激活促进剂使其作用更为有效，以增加硫化速率（如：ZNO···）防焦剂：防止胶料早期硫化，如PVI性能体系补强剂：可补强（增加强度）或改变橡胶制品的物理性质。
补强填充体系主要可以增加制品的硬度、抗张强度、定伸强度、抗撕裂和耐磨性等，还可以降低配方成本。
硫化剂名称密度（g/cm3）1 硫黄粉1.96-2.072 VA-7 1.42-1.473 DCP 1.0824 MOCA 1.395 TDI 1.2246 TODI 1.1977 DMMDI 1.28 PAPI 1.29 DADI 1.2促进剂名称密度（g/cm3）1 SDC 1.30-1.372 TP 1.093 SPD 1.424 CDD 1.70-1.785 PZ（ZDMC）1.65-1.746 EZ（ZDC） 1.45-1.517 BZ 1.18-1.248 DBZ 1.149 ZPD 1.5510 ZMPD 1.55-1.6011 PX 1.4612 CED 1.36-1.4213 CPD 1.8214 LMD 2.4315 LPD 2.2916 E 1.2717 SIP 1.118 ZEX 1.5619 ZIP 1.10-1.5520 ZBX 1.421 CPB 1.1722 TMTM 1.37-1.4023 TBTS 0.9824 PMTM 1.3825 TMTD（TT）1.2926 TETD 1.17-1.3027 TBTD 1.0528 PTD 1.3929 M 1.4230 DM 1.531 MZ 1.63-1.6432 DBM 1.6133 NS 1.2934 AZ 1.17-1.1835 DIBS 1.21-1.2336 CZ 1.31-1.3437 DZ 1.238 NOBS 1.34-1.4039 H 1.340 AA 1.641 D 1.13-1.1942 TPG 1.143 DOTG 1.10-1.2244 NA-22 1.4345 DETU 1.146 DBTU 1.06147 CA 1.26-1.3248 U 1.2549 F 1.31活性剂名称密度（g/cm3）1 氧化锌5.62 碳酸锌4.423 氧化镁3.20-3.234 碳酸镁2.195 氢氧化钙2.246 一氧化铅9.1-9.77 四氧化三铅8.3-9.28 碱式碳酸铅 6.5-6.89 碱式硅酸铅 5.810 硬脂酸0.911 油酸0.89-0.9012 硬脂酸锌1.05-1.1013 油酸铅1.34防老剂名称密度（g/cm3）1 AH 1.15-1.162 AP 0.983 AA 1.154 BA 1.00-1.045 RD 1.056 124 1.01-1.087 AW 1.029-1.0318 DD 0.90-0.969 BLE 1.0910 APN 1.1611 BXA 1.112 甲（A）1.16-1.1713 丁（D）1.1814 OD 0.98-1.1215 DNP 1.2616 4010NA（IPPD）1.1417 BPPD 1.04918 HPPD 1.01519 4020（DMBPPD）0.98620 688（OPPD）1.00321 4010（CPPD） 1.2922 TPPD 1.3223 DED 1.14-1.2125 DPD 1.05-1.0726 DDM（NA-11） 1.11-1.1427 MB 1.40-1.4428 MBZ 1.63-1.6429 NBC 1.2630 TNP 0.97-0.99增塑剂名称密度（g/cm3）1 机械油0.91-0.932 工业凡士林0.88-0.893 石蜡0.94 微晶石蜡0.89-0.945 石油沥青1.0-1.156 固体古马隆 1.05-1.107 松焦油1.01-1.068 松香1.19 DBP 1.04510 DOP 0.986名称密度（g/cm3）1 烟片、白皱片0.982 硬脂酸0.843 白蜡0.95 沥青1.16 精制沥青1.047 松焦油1.048 黑油膏1.089 白油膏1.0110 凡士林0.8811 碳酸钙2.6212 碳酸镁213 陶土2.614 石棉粉2.515 锌钡白4.1516 硫酸钡4.3517 云母粉318 滑石粉2.9819 白艳华220 硬质碳黑1.821 硫磺2.0722 促进剂M 1.4923 促进剂D 1.1924 防老剂A 1.1725 防老剂D 1.1726 氧化锌5.5727 氧化镁3.228 氧化铅9.3529 氧化铁4.730 棉帘线1.5。
百科：橡胶的配合
百科：橡胶的配合在橡胶（生胶）中添加各种橡胶助剂（又称配合剂、配合材料），均匀混合，配成适用胶料，以便进一步加工。
是橡胶制品生产过程中一项关键工艺技术，目的是：①提高橡胶物理性能;②改善橡胶加工性，以利操作；③配入填料以降成本。
招生过后文章更加精彩报名加微信长按下面识别加好友：为此，须寻找适当配合材料，选择最宜的组合配比、混炼条件、硫化条件，并按经济合理的原则，获取最佳的综合性能。
长期以来，橡胶配合工艺近于一种从实际经验总结出来的技艺。
随着高分子材料科学及其测试方法的进步，橡胶配方工作者运用现代仪器、统计分析方法和电子计算机，已能高效准确地设计出各种胶料配方。
橡胶配合技术的发展1839年，美国C.固特异发明橡胶硫化法，使橡胶有了优良的使用性能。
随着硫化促进剂和防焦剂等的发明，硫化时间缩短，橡胶性能进一步提高。
从橡胶的最初配方（表中的配方Ⅰ）发展到现代基础配方(表中的配方Ⅳ和Ⅴ)，其橡胶性能（以抗张强度为代表）显著改善（见图）。
配方Ⅰ虽然可以硫化，但硫化的时间需要几个小时，橡胶性能很差；若以配方Ⅳ和Ⅴ为基础，按橡胶制品性能和生产工艺要求，再添加辅助操作材料、增进胶料性能材料、降低成本的材料等，就成为品类繁多的现代生产上的实用配方。
按制品使用性能和结构的要求，选择适当的配合剂及其用量。
同时，还要拟订适宜的混炼工艺和硫化条件。
为了提高胶料的物理机械性能，有以下规律可循，这也是设计实用胶料配方和工艺条件的依据。
①为提高硬度和定伸强度，宜采用天然橡胶、氯丁橡胶和丁腈橡胶等胶种。
加入补强填充剂可提高胶料硬度，其粒径越小，胶料硬度越大。
适量增加硫化剂用量，延长硫化时间，增加交联密度，也可提高制品的定伸强度。
②为提高抗张强度，宜采用天然橡胶或氯丁橡胶等结晶性胶种。
补强填充剂的品种是关键，对每种橡胶有其最佳用量。
胶料的硫化程度对于物理性能也有一个最佳区域。
③为提高撕裂强度，宜选用自粘强度大的胶种（如天然橡胶），粒子小且各向同性的补强填充剂，中等活性并具有平坦硫化效果的硫化促进剂。
天然橡胶主要的配合体系有哪些
天然橡胶主要的配合体系有哪些天然橡胶主要的配合体系包括：硫化体系、促进剂体系、防护体系、补强填充体系等。
硫化体系天然橡胶适用的硫化剂有:a.硫、硒、碲；b.硫磺给予体；c.有机过氧化物；d.酯类；e. 醌类等。
一般要根据不同的性能要求采用不同的硫化体系。
1 、硫黄硫化体系采用硫磺硫化是天然橡胶加工中最传统的方法，根据硫化体系中硫磺和促进剂配比的不同，硫磺硫化体系可分为普通硫化体系、半有效硫化体系和有效硫化体系三种。
普通硫化体系又称传统硫化体系，是采用高量硫磺和少量促进剂配合的硫化体系。
硫磺的标准用量为 2.75 份 (每 100 份 NR) 。
这种硫化胶的单硫键较少，而多硫键则高达70％以上，由于多硫键的键能低、稳定性不好，所以硫化胶的耐热和耐老化性能较差，即使加入大量防老剂也无济于事，但是这种硫化胶的综合物理机械性能较好2 、硫磺给予体硫化体系天然橡胶常用的硫磺给予体有秋兰姆类和二硫代吗啡啉(DTDM) 。
秋兰姆类（如二硫化四甲基秋兰姆TMTD 、二硫化四乙基秋兰姆TETD 、四硫化四甲基秋兰姆TMTT 等）在硫化温度下能释放出活性硫，故可作为硫化剂，使胶料不加硫磺即可硫化（所谓的“无硫硫化”）。
其中TMTD 使用较多。
但是，使用秋兰姆的胶料有易喷霜和焦烧时间短的缺点。
二硫化二吗啡啉 DTDM 常用于半有效和有效硫化体系。
在硫化中，DTDM 完全取代硫磺时，就形成有效硫化体系；若取代部分硫磺，则形成半有效硫化体系。
配合 DTDM 的天然橡胶胶料的焦烧时间长，不喷霜，不污染，硫化胶物理机械性能良好。
3 、其它硫化体系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。
可改善天然橡胶与帘线、织物、钢丝和其他材料的黏合性能。
酰亚胺硫化体系属于高温硫化体系，硫化胶的抗返原性和热稳定性好，并且压缩永久变形小，与玻璃纤维的黏合性好，可作为硫化剂的马来酰亚胺主要有 N,N`- 间亚苯基双马来酰亚胺、4，4`-亚甲基双马来酰亚胺、2，6-二叔丁基-4-（马来酰亚胺甲基）苯酚以及4，4`-二硫代双苯基马来酰亚胺等。
氢化丁腈橡胶配合体系的研究
随着石 油 、汽车 工业 的快 速发展 ，橡 胶密 封材 料 除要 求耐 油外 ，还对 耐热 、耐 臭氧 和耐 化学 介质 性 能提 出了苛刻 要求 。传统 丁腈 橡胶 （ＮＢＲ）已不 适 用 ，而氟橡 胶 和丙烯 酸酯 橡胶 等价 格 昂贵 ，工艺 性 能较 差。氢化丁腈橡胶 （ＨＮＢＲ）既可满足上述要 求 ，又具有 良好 的性价 比和优异 的工艺性 能。研究 者 们对ＨＮＢＲ的结构 和性 能 以及 填料体 系 咱］、 防护 体 系 、增 塑 体 系 进 行 了大 量 研 究 ，但 对 ＨＮＢＲ整个配 合体系 的研 究较少 。
摘 要 ：试 验 研 究 硫 化 剂 ＤＣＰ和 助 交 联 剂 ＴＡＩＣ用 量 以 及 填 料 、防 老 剂 和 增 塑 剂 种 类 对 氢 化 丁 腈 橡 胶 （ＨＮＢＲ）性 能 的 影 响 。结 果 表 明 ：硫 化 剂 ＤＣＰ用 量 为 ４份 、助 交 联 剂 ＴＡＩＣ用 量 为 ３份 、填 料 为 炭 黑 Ｎ７７４（５０份 ）、防护 体 系 为 防 老 剂 ｚＭＭＢＩ／４４５（并 用 比 为 １／１）、增 塑 剂 为ＴＯＴＭ （５份 ）时 ，ＨＮＢＲ硫 化胶 的综 合性 能 较 好 。
本 工 作 研 究 硫 化 剂 ＤＣＰ和助 交 联 剂ＴＡＩＣ用 量 以及 填 料 、防老 剂 和 增 塑 剂 种类 对 ＨＮＢＲ性 能 的影 响 ，旨在 为 开 发 高 性 能ＨＮＢＲ材 料 及 制 品 提 供参 考
１ 实 验 １．１ 主 要 原 材 料
ＨＮＢＲ，牌 号 Ｚｅｔｐｏｌ ２０１０Ｌ，丙 烯 腈 质 量 分 数 为０．３６，饱 和度为９６％，日本瑞翁公 司产 品 ；硫化 剂 ＤＣＰ，纯度 为９９％，上 海方 锐 达化 学 品有 限公 司 产 品 ；助 交联 剂 ＴＡＩｃ，纯 度 为７０％，南 京金 陵石 化科 技开 发公 司产 品 ；半 补 强炭 黑ＳＲＦ，天津 海豚 炭 黑 有限公 司产品 。 １．２ ，上 海橡 胶机 械一 厂产
橡胶材料第6章橡胶的特种配合体系
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橡胶材料第6章橡胶的特种配合体系
•二、发泡剂及其作用特性 物理发泡剂
• 物理发泡剂是一类能溶解在高聚物中，在体系的压力降低或温度升 高时变成气体使高聚物体积膨胀而沸腾发泡的物质。它的优点是不产生分
解残渣，不会污染及腐蚀加工设备，价廉易得。但需要在高压下发泡的特殊设 备，使用起来不方便。但由于无毒、价廉，应用有增大的趋势。
分散剂；使不同聚合物更好地共混使用均匀剂等。
• 这些具有特殊功能的配合剂在橡胶的配合中也是非常重要的一部分。本章
主要介绍发泡剂、胶粘剂、阻燃剂、着色剂，简介导电剂及抗静电剂。
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•2 橡胶材料第6章橡胶的特种配合体系
•
•第一节 发泡剂
• 橡胶海绵制品由于具有良好的减震、缓冲、吸音、隔热等性能，已在
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橡胶材料第6章橡胶的特种配合体系
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橡胶材料第6章橡胶的特种配合体系
• 对发泡剂AC，许多物质均可降低其分解温度: 其中以ZnO及锌盐最有效(如图6-3)，可使AC的分解温度降低至140℃ 左右。 对发泡剂OT，尿素和三乙醇胺是很好的助发泡剂，可使分解温度降低 至125～170℃范围，但两者同时也促进橡胶硫化。另外，二苯胍对发泡 剂OT也有一定的助发泡作用。 • 酸性防焦剂、促进剂、硫化活化剂、脂肪酸和松香酸均可降低发泡剂 H的分解温度，其中邻苯二甲酸酐、尿素的效果最好。使用邻苯二甲酸酐 作助发泡剂时，发泡剂分解放出氨气，对某些产品不利。使用尿素时， 要对尿素表面进行活化处理，以提高其在胶料中的分散性。
• 其中最关键的是发泡剂发气量、产生气体的速度和胶料的硫化速度的匹配
。
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橡胶材料第6章橡胶的特种配合体系
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分类
硫（ 硒，碲）、有机多硫化物、 有机过氧化物、金属氧化物、醌类、 树脂、胺类、特种硫化剂。
有机多硫化物：S、TT等，用于不饱和橡胶。
有机过氧化物：DCP、BPO ，用于饱和及不饱和橡胶。
合成树脂：2402酚醛树脂等 ，用于不饱和橡胶，多用于IIR。 金属氧化物：ZnO、MgO等，用于不饱和橡胶，多用于CR。 醌类化合物： IIR、NR、SBR等二烯类橡胶。主要用于IIR中。 马来酰亚胺衍生物：二烯类橡胶
对其它性能
(1)动态性能:橡胶的动态模量受炭黑的影响，加入炭黑使 G'（弹 性模量）、G"（损耗模量）均增加。炭黑的 比表面积大、活性高、 结构高均使 G'、G"增加，同时受测试条件（如温度、频率和振幅） 的影响。 (2)导电性能:炭黑填充胶会使胶料电阻率下降，其炭黑胶料的电 性能受炭黑结构影响最明显，其次受炭黑的 比表面积、炭黑表面 粗糙度、表面含氧基团浓度的影响。
4. 炭黑对硫化胶性能的影响 对一般性能
(1)粒径:粒径小，撕裂强度、定伸应力、硬度均提高，而弹性 和伸长率下降，压缩永久变形变化很小。 (2)结构:炭黑的结构对定伸应力和硬度均有较大的影响。 (3)表面性质:炭黑粒子表面的粗糙程度及炭黑的结晶状态对补强 作用有一定的影响;炭黑表面的含氧基团对通用不 饱和橡胶的补强作用影响不大，而对象 IIR 这类 近于饱和的弹性 体来说，含氧官能团对炭黑的补 强作用非常重要，含氧基团多得槽法炭黑补强性高。
填充
在橡胶中加入一种物质后，能够提高橡胶的 体积，降低橡胶制品的成本，改善加工工艺 性能，而又不明显影响橡胶制品性能的行为。 凡具有这种能力的物质称之为填充剂。
二、填料的分类
补强剂 按作用分 填充剂
有机填料 按来源分 无机填料 按形状分 粒状填料 树脂填料 纤维填料
炭黑、白炭黑、某些超细无机填料等。 陶土、碳酸钙、胶粉、木粉等。
二、促进剂
1.概念
起促进硫化作用的化学药品
按结构分为八大类：
噻唑类；秋兰姆类；次磺酰胺类；胍类； 二硫代氯基甲酸盐类；硫脲类；醛胺类；黄原酸盐类
2.促进剂的分类
按pH分为三类：
酸性；中性；碱性
按硫化速度分为五类：
超超速级；超速级；准速级；中速级；慢速级 按A、B、N（酸碱性）＋数字1、2、3、4、5（速级） 分类： A5、N3、B2
三、硫化介质
◆饱和蒸汽 饱和蒸汽是温度大于100℃并带压力的蒸汽。 ◆过热蒸汽 过热蒸汽是将饱和蒸汽通过加热器加热而获得。 ◆热空气 热空气硫化可在常压和加压情况下进行，前者适应于薄制品硫化； 后者是在硫化罐中进行。 ◆过热水 在100℃以上还保持着液态，这样的水叫过热水。 ◆热水 优点：传热比较均匀，密度较高，制品变形倾向较小。 缺点：导热效率不高。 ◆固体介质 ◆微粒玻璃珠
硫化曲线(Curing curve)
三．理想的硫化曲线
较为理想的橡胶硫化曲线应满足下列条件： ■ 硫化诱导期要足够长，充分保证生产加工的安全性； ■ 硫化速度要快，提高生产效率，降低能耗； ■ 硫化平坦期要长（以保证硫化加工中的安全性，减少过硫危险，以
及保证制品各部位硫化均匀一致）。
第三节 硫化工艺
炭黑
按作用分类
按ASTM-1765-81标准分类：由四位数码组成一个炭黑的代号
2. 炭黑的性质
炭黑的三大基本性质（补强三要素）： 粒径（或比表面 积）、结构性和表面活性。
(1)粒径（或比表面积）
炭黑粒子越小，比表面积越大，活性点越多，补强效果越好。 炭黑粒子大小是影响炭黑补强效果的广度因素。一般意义上来说， 相同量的炭黑，粒径越小，比表面越大，补强效果越好。但是太 小的话，炭黑在胶料中难以分散，导致影响补强效果。
（3）防焦剂CTP或PVI
第二节 硫化历程 一、硫化的定义
线性的高分子在物理或化学作用下，形成三维网状体型结构的过程。
实际上就是把塑性的胶料转变成具有高弹性橡胶的过程。
二．硫化历程及硫化参数
（一）硫化历程 1．诱导阶段 硫化剂、活性剂、促进剂之间的反应，生成活性中间化合物，然后进一步引发 橡胶分子链，产生可交联的自由基或离子。 2．交联反应阶段 可交联的自由基或离子与橡胶分子链之间产生连锁反应，生成交联键。 3．网构形成阶段 交联键的重排、短化，主链改性、裂解。
四．硫化方法
（一）硫化室温法 硫化在常温常压下进行。 应用： 1、胶粘剂；2、室温硫化胶浆 （二）冷硫化法
多用于薄膜制品的浸渍硫化。 此法硫化的产品老化性能差，目前很少使用。
（三）热硫化法 1．直接硫化法 （1）热水硫化法 （2）直接蒸汽硫化罐硫化法 （3）热空气硫化 2．间接硫化法 3．加压硫化法 （1）压力机硫化法 （2）罐式硫化机硫化法 （3）个体硫化机硫化 法 （四）连续硫化法
(2)结构性 炭黑粒子结构性：炭黑粒子的基本聚集体的结构形态。是影响 炭黑补强效果的第三因素。形状因素。基本聚集体是炭黑在胶料中 的最小可分散结构。以前衡量结构性采用形状因素F=L/W其中L和 W分别是聚集体整体长度和宽度。F越大，结构性越高。 近年来，采用形态参数主要是不对称度和松密度衡量。形态参数 指电镜下得到的基本聚集体的形态投影用一等效椭圆来模拟。 不对称度=等效椭圆长半径/等效椭圆短半径 松密度=等效椭圆面积/炭黑聚集体平面投影面积 不对称度越大，活性越高。不对称度相近，松密度越大（分叉越 多），活性越大。
炭黑、果壳粉、软木粉、木质素、煤粉、树脂等。 陶土、碳酸钙、硅铝炭黑等。 炭黑及绝大多数无机填料。
绝大多数树脂填料。
石棉、短纤维、碳纤维、金属晶须等。
黑色填料 按颜色分 非黑色填料
第二节 常用填充剂
一、炭黑 二、白炭黑 三、有机填充剂 四、无机填充剂 五、短纤维填充剂 六、纳米增强技术
一、炭黑
1. 炭黑的分类： 按制法分 炉法炭黑 槽法炭黑 热裂法 新工艺炭黑 硬质炭黑 软质炭黑
3. 选用原则
①促进剂的工艺性能
②制品的使用性能
从工艺性能角度出发， 要求胶料不易焦烧，硫 化速度快，而且不容易 过硫。
要求硫化胶有良好的物 理性能，硫化胶的性能由其 网络结构所决定。
三、活化剂
1.种类
（1）无机类： ZnO、MgO、PbO、 SnCl2 （2）有机类： 硬脂酸（锌）、月桂酸（锌）、 二乙醇胺、二苯基胺等
(3)表面活性
炭黑粒子的化学活性：炭黑粒子与橡胶的结合能力。因此，炭 黑粒子的化学活性越大，补强效果越好。——强度因素
3. 炭黑对橡胶的补强作用机理
“微观多相 结构”理论
代表性的补强理论
分子链 滑动学说
4. 炭黑对橡胶加工性能的影响
对混炼的影响 (1)炭黑的粒径越细混炼越困难，吃料慢，耗能高，生热高，分 散越困难。 (2)高结构比低结构吃料慢，但分散快。 (3)炭黑粒径越小，填充量越高，混炼胶的粘度越高，结合胶量 也越多；炭黑的结构度越高，包容 胶量越多，炭黑的有效填 充体积分数增大，混炼胶粘度也提高。
3．专用仪器法
用于测定橡胶硫化特性的测试仪器有各类硫化仪和门尼粘度计。 （1）硫化仪法 （2）门尼粘度仪 门尼焦烧时间 t5：随硫化时间增加，胶料门尼值下降到最低点又开始上升， 一般由最低点上升 至 5 个门尼值的时间称为门尼焦烧时间。 门尼硫化时间 t35：由最低点上升至 35个门尼值所需硫化时间称为门尼硫化 时间。 正硫化时间= t5+10（t35- t5）
（三）硫化参数
1．T10：胶料从加热开始至转矩上升到最大转矩的 10%所需要的时间。 M10=ML+（MH-ML）×10% 2．诱导期（焦烧期）：从胶料放入模具至出现轻微硫化的整个过程所需要的 时间叫硫化诱导期， 又称为焦烧时间。 诱导期反应了胶料的加工安全性。 诱导期短，加工安全性差；诱导期太长，会降低生产效率。
(3)导致胶料焦烧时间缩短，减少了充模时间，造成制品局部缺胶；
(4)由于厚制品会增加制品的内外温差，导致硫化不均。
影响硫化温度的因素：
(1) 胶料配方的影响：主要影响因素是橡胶种类和硫化体系。
(2) 硫化方法的影响
注射、连续硫化需要硫化温度相对较高，模压硫化工艺硫化温度相对较低。
(3) 制品外观尺寸的影响 若制品的外形尺寸较厚、规格较大，硫化温度不宜过高，否则会导致表面 过硫、内部欠硫。
门尼硫化速度（Δt30）：Δt30= t35-t5
二．硫化条件的选取及确定
硫化条件通常指硫化压力、温度和时间——硫化三要素。
（一）硫化压力
（1） 防止胶料产生气泡，提高胶料的致密性； （2） 使胶料流动，充满模具，以制得花纹清晰的制品； （3） 提高制品中各层（胶层与布层或金属层、布层与布层）之间的粘 着力，改善硫化胶的物 理性能（如耐屈挠性能）。
二、白炭黑
1. 白炭黑分类
白炭黑结构式为：SiO2· 2O nH
习题 1、名词： （1）焦烧；（2）理论正硫化时间；（3）工艺正硫化时间
2、橡胶的硫化曲线分为几个阶段？各阶段的实质和意义是什么？
第三章 补强与填充体系
第一节 概述
第二节 常用填充剂
第一节 概述
一．何谓补强与填充？ 补强
在橡胶中加入一种物质后，使硫化胶的耐磨 性、抗撕裂强度、拉伸强度、模量、抗溶胀 性等性能获得较大提高的行为。凡具有这种 作用的物质称为补强剂。
3．焦烧：胶料在存放和加工过程中出现的早期硫化现象。
4．工艺正硫化时间：胶料从加热开始，至转矩上升到最大转矩的90%时所需 要的时间。 M90=ML+（MH-ML）×90% 5．理论正硫化时间：交联密度达到最大程度时所需要的时间。 6．硫化返原：如果胶料再继续硫化就会使交联结构产生降解，性能下降，这 种现象就称为硫化返原。
（二）硫化历程图
根据硫化历程分析，可将硫化曲线分成四个阶段 ◆ 焦烧阶段：热硫化开始前的延迟作用时间，反映了加工安全性。该阶段取决 于促进剂的品种和用量。 ◆ 热硫化阶段：硫化反应的交联阶段，逐渐产生网络结构，该阶段斜率的大小 反映了硫化速度的快慢。 ◆ 平坦硫化阶段：交联反应基本完成。硫化平坦期的长短取决于胶料配方。 ◆ 过硫化阶段：相当于硫化反应阶段中网构形成的后期。