XXXX514第7章橡胶配方设计

✓ 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。
➢适当有取向变化的能力。
➢ 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。
➢ 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。
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——
多快好省来自百度文库则； ✓ 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。
✓ 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。
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。
➢ 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。
➢ 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；
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
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：
➢ 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
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。
➢ 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。
橡塑配方技术
第7章 橡胶的配方设计 (Formulation Design)
贾润萍 135-2412-0913 E-mail: jiarp@sit.edu.cn
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;