海绵橡胶配方设计
中国化工集团昊华化工总公司南方（桂林）橡胶有限责任公司---王公波
2011-6-30
海绵橡胶按孔眼的结构可分为：开孔、闭孔和混合孔三种。用干胶制造海绵橡胶时，对胶料有如下要求。
①胶料应有足够的可塑度。
胶料的可塑度与海绵橡胶的密度、孔眼结构及大小、起发倍率等有密切关系，料的威氏可塑度一般控制在0.5以上。因此要特别注意其生胶的塑炼，尤其是天然橡胶，应采用三段或者四段塑炼，薄通次数多达40~60次。
②配合剂，尤其是发泡剂分散要均匀。
配合剂分散要均匀，不得有结团现象，也不得混入杂质，否则会造成孔眼大小不均、鼓大泡现象。最好是先制成母胶，停放1天后过滤，然后再加入发泡剂和硫化剂。全部混炼好的胶料，至少要停放2~7天后使用，以利于配合剂的分散。
③发泡速率和硫化速率要相匹配。 这是海绵橡胶生产中最为重要的技术。
④胶料的传热性要好，使内外泡孔均匀、硫化程度一致。 ⑤发泡时胶料内部产生的压力要大于外部压力。
一、橡胶品种选择
海绵橡胶的孔眼类型同发泡剂分解的气体和橡胶的透过性相关，下表列出了几种橡胶的系数。。数值大者容易穿透胶膜散逸者容易穿透胶膜散逸，，也就容易形成开孔也就容易形成开孔，，而释出N 2者容易形成闭孔者容易形成闭孔。。
气体在橡胶中的透过性系数（25℃）
单位：cm 2/(s·Mpa)
橡胶 H 2 O 2 N 2 CO 2 NR 374 177 61 996 SBR 303 129 48 936 BR 122 145 50 1050 CR 101 30 9 200 IIR 56 10 2 40 NBR
89
18
5
141
注：NBR 丙烯腈质量分数为32%。
含胶率低于30%难于发泡，含胶率大些有利于发泡。
二、发泡剂发泡剂、、发泡助剂的选择
选用的发泡剂发气量大、膨胀力大，胶料的门尼粘度又低，则易形成开孔结构的海绵橡胶。
选择发泡剂时应该注意以下几个特征：①分解温度；②发气量；③分解吸/放热量；④分解产物或者分解气体的异味、毒性等；⑤混炼时的分散性；⑥与生胶的相容性；⑦与硫化体系的匹配性；⑧对制品的污染性；⑨操作安全性；⑩贮存稳定性。
发泡剂种类： 分解温度 理论发气量 发泡助剂 备注
碳酸氢钠 140℃ 270mL/g SA 碳酸氢铵 850 mL/g 碳酸铵
无机发泡剂分解温度低，在胶料尚未呈现硫化活性时即已开始发泡；发气量大，气体渗透性大，因此在发泡过程中孔腔尚未牢固的情况下即会遭到破坏，只能制造孔眼粗大的开孔结构海绵。
AC 200℃ 250mL/g
SA 、尿素、ZnO 、吸湿剂CaO 、硫化促进剂 一、独立气泡多，且泡孔呈细微状，从而使橡胶表面状况良好。 二、发气量大，可获得高倍率的产品，发泡倍
率随用量的增加而增加。
三、胶料中的水分和停放时的潮气会延迟硫
化速率，其结果是影响发泡倍率，因此必须防止胶料和配合剂受潮。
四、热分解时释放氨气，致使海绵收缩率大。 H 200℃ 250mL/g
SA 、尿素、明矾 一、与尿素并用，可生成有硫化促进作用的副
产物六亚甲基四胺而加快硫化速率。 二、分解时会生成毒性大的甲醛和具有强烈
异味的六亚甲基四胺。
三、在胶料中的分散性不如AC 。
四、热分解时释放氨，致使海绵收缩率大。 OBSH
一、焦烧速率快，交联密度低，其原因为分解
产物为酸性物质。
二、与AC 、H 相比，发气量少，发泡倍率低，
用量再大也不能制得高发泡倍率的海绵橡胶。
三、无污染性，可制得白色海绵橡胶。 四、有一定的吸湿性，分散性差。
发泡剂H 对硫化过程的影响不大对硫化过程的影响不大，，当H 的用量在0~12份时能有效调节发泡体的密度和硬度份时能有效调节发泡体的密度和硬度，，若再增大H 的用量的用量，，试样在弹出模腔时会出现鼓泡翘曲现象试样在弹出模腔时会出现鼓泡翘曲现象。。对EPDM 海绵胶料海绵胶料，，强弱不同的硫化体系对发泡剂H 的分解速度和发气量几乎无影响的分解速度和发气量几乎无影响，，见下图。这为采用不同的硫化体系进行发泡提供了方便。
在实际的加工温度下，发泡剂的分解无诱导期，发泡明显快于硫化，即在发泡剂分解接近完成后硫化才刚刚开始，硫化曲线见下图：
结合实际的发泡效果结合实际的发泡效果（（如下表所示如下表所示）），，过弱或过强的硫化体系都利于得到高发泡率和外观优良的发泡过弱或过强的硫化体系都利于得到高发泡率和外观优良的发泡材料材料。。最佳的配合是选择硫化诱导期与发泡剂完全分解时间相当的硫化体系最佳的配合是选择硫化诱导期与发泡剂完全分解时间相当的硫化体系，，这一方面便于控制开始时的硫化程度硫化程度，，另一方面有利于厚制品的均匀发泡另一方面有利于厚制品的均匀发泡。。因此选用常规硫磺硫化体系因此选用常规硫磺硫化体系，，其发泡过程与硫化过程能良好匹配好匹配，，发泡效果好发泡效果好。。
不同硫化体系下EPDM 的发泡体性能 硫化体系
密度（g/cm3） 硬度 备注
含超促进剂的硫磺硫化体系 0.350 30 孔径小，表面光滑 常规硫磺硫化体系 0.280 25 孔径适中，表面较平整 延迟性硫磺硫化体系 0.276 22 孔径适中，表面不光滑 过氧化物硫化体系
0.274
21
孔径大，表面不平整
发泡剂用量与发泡倍率的关系如下图表所示，OBSH的发泡倍率基本不受用量影响，但AC则随用量的增加而增加。试验用发泡剂变量配方为：
EPDM（丙烯47%）100 CaCO340 BZ 1.5
SA 1 Paraffin oil 45 M 1.5
ZnO 5 CaO 5 DPTT 0.7
FEFCB 70 PZ 1 S
1.5
发泡助剂的用量一般为发泡用量的50%~100%，使用发泡助剂时，要注意对硫化速率的影响。
三、硫化体系的选择
设计海绵橡胶硫化体系的原则是，使胶料的硫化速度与发泡速度相匹配。天然橡胶一般选用硫磺-促进剂硫化体系，硫磺的用量为1.5~3.0份。促进剂采用DM（或者CZ）与TMTD、PZ、D、M等并用。无论选择哪一个硫化体系，必须要使硫化速度与发泡速度相匹配，这是胶料能否发泡以及形成气孔状态好坏的关键。
硫化速度与海绵结构
硫化条件与状态海绵结构
发泡先于硫化（焦烧前）此时胶料尚未开始交联，黏度很低，气体容易跑掉，造成发泡不足和表面不光滑，容易形成不均匀的大孔及表皮非常薄的制品。
发泡先于硫化（焦烧后，
热硫化前期）
胶料黏度仍较低，孔壁较弱，容易形成开孔，气泡不均匀，表面粗糙
发泡与硫化同时进行胶料已经有足够的交联，黏度较高，孔壁较强，开孔、闭孔搭配较理想，但实施困难
发泡后于硫化交联过度，黏度太高，壁厚，易变成闭孔，发泡不足，严重时不能发泡。生产出的是厚表皮的小孔制品，硬度高、弹性低。
低温长时间硫化开孔多，表皮薄
高温短时间硫化 闭孔多，表皮厚
欠硫 发泡不均匀，物理性能差，易变形 最佳硫化 发泡均匀，物理性能良好 过硫
发泡度降低，表面硬化或者软化
天然橡胶拖鞋海绵底配方中硫磺的用量可确定为3~3.5份，比一般天然橡胶制品配方中的硫磺用量高。增加硫磺用量可增加橡胶分子链间的交联键数量，减弱长链分子的活动性，有利于降低海绵橡胶的收缩率。当天然橡胶与顺丁橡胶并用时，随着顺丁橡胶比例的增加，硫磺用量应相应减少，譬如掺用25%顺丁橡胶时，硫磺用量可确定为2~2.5份，此并用胶料中，硫磺用量过多会影响硫化胶的强伸性能和屈挠性能。
促进剂的品种和用量决定了硫化速度与发泡速度的匹配情况。较好的硫化状态是在胶料受热开始发泡阶段阶段，，促进剂不显活性促进剂不显活性，，一经发泡促进剂迅速起作用一经发泡促进剂迅速起作用，，以防止孔壁塌陷以防止孔壁塌陷。。一般情况下，可以使用促进剂DM 与CZ 并用或DM 与M 并用。
硬脂酸的使用对海绵橡胶是重要的。硬脂酸与氧化锌相配合，在橡胶中起硫化活性剂的作用，影响着硫化速度；硬脂酸本身又是发泡剂H 、AC 等的发泡助剂，影响着发泡过程；硬脂酸在海绵橡胶中有发散硬脂酸在海绵橡胶中有发散气体的作用气体的作用，，使海绵胶易于得到闭孔性的孔眼
使海绵胶易于得到闭孔性的孔眼；硬脂酸还是良好的软化剂. 硬脂酸在一般橡胶制品配方中用量为0.5~1.5份，而在海绵胶料中通常使用量都较高，以使硫化后海绵制品的柔软性好，发泡均匀，但是硬脂酸用量过大会起副作用硬脂酸用量过大会起副作用硬脂酸用量过大会起副作用。为了获得理想的综合性能，用量以3份为宜。
只有普通硫化仪时只有普通硫化仪时：：
常压高温连续硫化的海绵胶料，通过无发泡剂的胶料的硫化仪曲线及有发泡剂的胶料的厚度与时间曲线的对照比较，控制海绵胶料在硫化仪的t20时开始发泡，在t50时基本发泡完毕，可减少海绵胶内部气孔连通、表面气孔及塌陷，而获得质优产品。
就模压法生产海绵橡胶来说，有自由发泡法（V 胶料 注意： 减压发泡法减压发泡法：：V 胶料=V 模腔模腔。。阳模接触胶料表面加压加热一定时间后模接触胶料表面加压加热一定时间后，，减压升起至V 模腔2>V 模腔1，胶料发泡充满模腔2，然后加压加热硫化然后加压加热硫化，，这是制取尺寸稳定这是制取尺寸稳定、、表面光洁的开孔或者闭孔海绵制品的较好方法较好方法。。 一般海绵橡胶胶料的可塑度较大，不易焦烧。但有时也加入适量的防焦剂，目的不是防止焦烧，而是调节发泡剂的分解速度和硫化速度，其用量一般为0.1~0.5份，最高时可达1份。 四、填充体系的选择 海绵橡胶对填充剂的要求是密度小、分散好，不会使胶料硬化，能调节胶料的可塑度和流动性，以及有助于海绵的发泡。一般地，各种填充剂对发泡剂的分解温度和分解速度无影响，但对于海绵橡胶的强度、耐久性等性能的改善、加工性能的改善、微孔结构的分布是否均匀以及成本等方面都是非常重要的。填充剂的分散性很重要，其粒子的均匀分散能促进孔坯的形成，关系到发泡的均匀性及制品的表面外观。分散好的填充剂有半补强炭黑、易混炭黑、轻质碳酸钙等。油膏可作为增容剂使用，兼有软化剂作用，但用量不宜过大。白炭黑、陶土、碳酸镁也可使用，但要注意分散性。最好采用几种填充剂并用，但用量不宜过大，否则会增大海绵橡胶的密度。 白炭黑、陶土等填料，其密度大，不利于获取低密度制品，对AC 、H 等发泡剂的吸附，必须从配方与混炼工艺上加以解决。 EPDM 生胶强度差，故选用炭黑作补强剂，并在此基础上随着碳酸钙用量的加大，发泡率减小，密度增大、硬度增大。其中轻质碳酸钙的影响明显大于重质碳酸钙，当其用量达到60份后，EPDM 难于发泡，还会出现明显的鼓泡现象。相对来说，重质碳酸钙用量以20~50份为宜。说明粒径较大的填料有利于EPDM 的模压发泡。 补强性小的中粒子炭黑、半补强炭黑及快压出炉黑（挤出海绵胶用）的效果较好。补强性高的填充剂因会提高胶料黏度而不适宜，硬质陶土和滑石粉关填充剂的效果较好。操作油以与EPDM 相容性好的石蜡 油为宜。 五、软化剂的选择 软化剂量可赋予生胶可塑性，由此来改善配合剂的分散性、混炼胶的加工性和成型性，还有调节海绵橡胶制品硬度的作用。 对软化剂品种的选择和用量要适宜，并注意与橡胶的相容性和对发铴过程无不利影响。常用的软化剂有变压器油、机油、凡士林、环烷油、石蜡油、氧化石蜡、油膏和有机酯类等。要求发泡倍率大的海绵橡胶，一般最好选择软质胶料，软化剂配合量大。软化剂用量一般为10~30份。 六、防护体系的选择 海绵橡胶是多孔结构，表面积大，与空气接触面积大，更易受氧的破坏而老化，所以对海绵配方中防老剂品种和用量应慎重选择。其选取用原则是既要有良好的防老效果，又对发泡无不利影响，用量比一般实心橡胶制品多。黑色海绵橡胶多用D 、4010；浅色海绵多用2246、MB 、DOD 等。 石蜡作为物理防老剂，在海绵制品中应用十分重要，通常海绵配方中石蜡用量比较大，随着石蜡用量的增加，海绵发泡比较均匀，弹性也较好。一般的橡胶制品石蜡用量为0.5~1份，海绵橡胶中用量可达5份。但在海绵胶料中过多的石蜡会导致制品收缩率增大。 七、海绵橡胶加工方法 海绵橡胶工艺条件范围很窄海绵橡胶工艺条件范围很窄，，所以其工艺条件的控制往往比选用原材料更困难所以其工艺条件的控制往往比选用原材料更困难。。 1. 塑炼 天然橡胶必须塑炼，塑炼胶可塑度必须保持在威氏0.56以上，这主要基于以下几点考虑： ①便于混炼，便于配合剂特别是发泡剂很好地分散，使发泡均匀； ②便于发泡； ③能减少硫化胶收缩性。 2. 混炼胶的熟化 制造海绵橡胶的技术关键就是混炼胶的熟化 制造海绵橡胶的技术关键就是混炼胶的熟化，即混炼后混炼胶的停放。通过熟化，可缓和混炼胶在加工过程中产生的残余变形，增进配合剂的溶解和迁移稳定性，使其物理性能、加工性能得到改善，对产品的尺寸稳定性、表皮光滑度、气泡均匀度都有很大影响。一般化条件为（20~30）℃×1d 发上。熟化效果可以用配合剂分散是否均匀，混炼胶的永久变形是否消除和稳定来判断。通过配合特定的硫化促进剂二硫通过配合特定的硫化促进剂二硫代四代四（（2-乙基己基乙基己基））秋兰姆秋兰姆，，可以省去混炼胶的熟化工序 可以省去混炼胶的熟化工序，也能制得相对密度稳定的海绵橡胶。 3. 发泡剂的分散性 海绵橡胶制造过程中最重要的工序之一就是想方设法提高发泡剂的分散均匀性。可采用先加发泡剂的方法提高其分散性方法提高其分散性。。 4. 成型与硫化 成型方法有挤出成型、模压成型、平板成型等各种方法。 海绵胶料的平板硫化机硫化方法见下表： 2段 生产方法成熟，但尺寸和发泡率不均匀。 1段 仅限于低发泡，尺寸准确，适于复杂形状，一般需要控制装胶量。 当使用平板硫化机制造海绵橡胶时，一般采用二段硫化法。一段硫化以发泡剂的分解为主要目的，一段硫化装胶量为模具容积的105%，经低温短时间[（100~120）℃×（5~10）min]硫化后，把制得的半硫化海绵胶装到二段硫化模具内，再高温长时间[（120~160）℃×（10~15）min]硫化，完成发泡过程。这样所得制品的尺寸与模具的一样。 对EPDM 海绵，可采用二次硫化方法。一次硫化温度升高，发泡体的密度减小，超过160℃后密度减小的趋势不明显；温度较低时膨胀率小，泡孔细小，没有充分发挥发泡剂的作用。从综合性能来看，硫化温度以150~160℃为宜，温度高虽然有利于提高发泡率，但硫化加快。制造厚制品时不利于控制硫化的均匀程度。随着时间的延长（即胶料的硫化程度增大），制品密度增大，这是因为随着硫化程度的加大，胶 料的模量增大。在相同膨胀力作用下，其膨胀率必然减小。综合发泡效果，一次硫化时间以12~16min为宜，此时的硫化程度在50%左右。 由于一次硫化发泡的泡体尚未完全硫化，且模压发泡是在橡胶已有一定硫化程度后开模膨胀的，泡壁受到拉伸作用，存在残余应力，导致泡体收缩，尺寸稳定性差，因此有必要进行二次硫化定型，经二次硫化后，尺寸稳定性明显提高，15~30min的硫化时间足以使制品定型。 5. 收缩处理 橡胶海绵的形状变化是硫化后的收缩，其原因为：外压作用于热膨胀气体，冷却后体积变小；橡胶外皮随热膨胀伸长，硫化结束或冷却后使之暂时定型，在常温下放置过程中会缓慢收缩。 在特定的橡胶海绵制品制造过程中，被称为收缩处理的是一种将海绵橡胶制品于70℃下长时间停放，使之充分收缩的方法。 在一般情况下，独立气泡多，伸长大，且经高温硫化发泡制得的橡胶海绵产品的收缩率较大。 也可采用室温条件下进行长时间停放。天然橡胶海绵制品，通常要停放1周左右。 （塑料橡胶材料）橡胶配方设计与性能的关系 橡胶配方设计和性能的关系 一、橡胶配方设计和硫化橡胶物理性能的关系 （一）拉伸强度 拉伸强度表征硫化橡胶能够抵抗拉伸破坏的极限能力。虽然绝大多数橡胶制品在使用条件下，不会发生比原来长度大几倍的形变，但许多橡胶制品的实际使用寿命和拉伸强度有较好的相关性。 研究高聚物断裂强度的结果表明，大分子的主价健、分子间的作用力（次价健）以及大分子链的柔性、松弛过程等是决定高聚物拉伸强度的内在因素。 下面从各个配合体系来讨论提高拉伸强度的方法。 1．橡胶结构和拉伸强度的关系 相对分子质量为（3.0~3.5）×105的生胶，对保证较高的拉伸强度有利。 主链上有极性取代基时，会使分子间的作用力增加，拉伸强度也随之提高。例如丁腈橡胶随丙烯腈含量增加，拉伸强度随之增大。 随结晶度提高，分子排列会更加紧密有序，使孔隙和微观缺陷减少，分子间作用力增强，大分子链段运动较为困难，从而使拉伸强度提高。橡胶分子链取向后，和分子链平行方向的拉伸强度增加。 2．硫化体系和拉伸强度的关系 欲获得较高的拉伸强度必须使交联密度适度，即交联剂的用量要适宜。 交联键类型和硫化橡胶拉伸强度的关系，按下列顺序递减：离子键＞多硫键＞双硫键＞单硫键＞碳-碳键。拉伸强度随交联键键能增加而减小，因为键能较小的弱键，在应力状态下能起到释放应力的作用，减轻应力集中的程度，使交联网链能均匀地承受较大的应力。 3．补强填充体系和拉伸强度的关系 补强剂的最佳用量和补强剂的性质、胶种以及配方中的其他组分有关：例如炭黑的粒径 越小，表面活性越大，达到最大拉伸强度时的用量趋于减少；软质橡胶的炭黑用量在40~60份时，硫化胶的拉伸强度较好。 4．增塑体系和拉伸强度的关系 总地来说，软化剂用量超过5份时，就会使硫化胶的拉伸强度降低。对非极性的不饱和橡胶（如NR、IR、SBR、BR），芳烃油对其硫化胶的拉伸强度影响较小；石蜡油对它则有不良的影响；环烷油的影响介于俩者之间。对不饱和度很低的非极性橡胶如EPDM、IIR，最好使用不饱和度低的石蜡油和环烷油。对极性不饱和橡胶（如NBR，CR），最好采用酯类和芳烃油软化剂。 为提高硫化胶的拉伸强度，选用古马隆树脂、苯乙烯-茚树脂、高分子低聚物以及高黏度的油更有利壹些。 5．提高硫化胶拉伸强度的其他方法 （1）橡胶和某些树脂共混改性例如NR/PE共混、NBR/PVC共混、EPDM/PP共混等均可提高共混胶的拉伸强度。 （2）橡胶的化学改性通过改性剂在橡胶分子之间或橡胶和填料之间生成化学键和吸附键，以提高硫化胶的拉伸强度。 （3）填料表面改性使用表面活性、偶联剂对填料表面进行处理，以改善填料和橡胶大分子间的界面亲和力，不仅有助于填料的分散，而且能够改善硫化胶的力学性能。 （二）定伸应力和硬度 定伸应力和硬度都是表征硫化橡胶刚度的重要指标，俩者均表征硫化胶产生壹定形变所需要的力。定伸应力和较大的拉伸形变有关，而硬度和较小的压缩形变有关。 1．橡胶分子结构和定伸应力的关系 橡胶分子量越大，游离末端越少，有效链数越多，定伸应力也越大。 （塑料橡胶材料）橡胶配方设计综合实验 高分子材料和工程专业实验 橡胶配方设计综合实验 实验报告 班级：08030342班 组别：第六组 橡胶配方设计综合实验 一、实验目的 1、加深对丁腈橡胶的配方、各组分的作用原理及加工方法的认识。 2、进壹步领会橡胶的塑炼、混炼的意义和原理。 3、进壹步了解橡胶的硫化模压成型的基本方法，掌握塑炼混炼、压制硫化设备的操作方法及安全措施。 4、掌握炭黑的含量对橡胶力学性能的影响规律。 5、掌握数据处理和分析的方法。 二、实验原理 丁腈橡胶制品的生产，首先有壹个配料的问题，即在丁腈橡胶（生胶）中加入壹定量的硫化剂、补强剂、增塑剂、防老剂等其他助剂，使之形成多组分体系。本实验固定其他组分的含量，改变炭黑的用量，研究炭黑的含量对橡胶力学性能的影响。在壹定的温度下，首先塑炼 丁腈橡胶，再将配好的实验原理进行混炼使各种助剂实现良好的分散，通过辊压成片，剪成壹定形状的胶料，放入试样模具中，经过硫化成型成为所需的试样。通过不同规格的裁刀，冲裁成性能测试的样品。然后测试橡胶的拉伸强度、撕裂强度和硬度。找出炭黑含量对橡胶力学性能的影响规律。 三、实验所用原料及仪器、设备 1、实验用的原材料及参考配方 2、实验用仪器及设备 （1）开放式炼塑机（SK-160B） 辊筒工作直径=160mm，辊筒工作长度=320mm，前辊转速=24.0r.p.m,后辊转速 =17.8r.p.m,最大辊间距=4.5mm，最小压片厚度=0.2mm。壹次加料量=100～200g，辊筒最高加热温度≤200℃ （2）平板硫化机（XKLB-25D） 额定表压=145kg/cm2，油缸活塞直径D=160mm，电热板面积=360*360mm，模板最大 彩色橡胶的配方设计 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998 彩色橡胶的配方设计 目前生产的彩色轮胎均为黑色胎冠、彩色胎侧的双色自行车轮胎。黑色胎冠胶和一般黑色外胎的胎冠胶相同，而彩色胎侧一般弯白色、透明、彩色等胶料。由于彩色轮胎目前所选用的生胶多为天然橡胶，而天七橡胶中分子的每个单元链节中部有一个双键，不饱和度较高，从而影响了彩色自行车外胎胎侧老化龟裂及选用寿命。因此，确定彩色轮胎胶料应注意以下几点。 ①选用的原材料要求纯度高、无色、白色或浅色，不污染。 ②在高温和太阳曝晒下，具有优良的不变色性和防老化龟裂性。 ③物理机械性能应符合标准要求。 为了使胶料的色泽鲜艳，透明度高，保证产品不受污染及具有良好的耐老化龟裂性能，橡胶品种的选用是十分重要的，一般选用天然橡胶与合成橡胶并用。胎侧胶和帘布胶中选用天然橡胶与丁苯橡胶并用，胎冠胶中选用天然橡胶与顺丁橡胶并用。天然橡胶一般选用浅色标准胶或白绉片胶。非污染的乳聚丁苯橡胶1502和溶聚丁苯橡胶都可作为浅色轮胎胶料中的生胶。另外，天然橡胶与不同的聚合物并用能够明显地改善耐屈挠龟裂性、耐天候老化和耐臭氧老化性，如三元乙丙橡胶、氯化丁基橡胶和氯化聚乙烯等，但综合平衡各项性能和原材料情况，氯化聚乙烯是目前改善彩色轮胎胎侧老化龟裂较为理想的聚合物，为了获得更好的耐臭氧性及耐屈挠龟裂性能，胎侧胶料有低定伸应力。 南京固柏橡塑制品有限公司是以橡塑制品的生产为主，集产学研、技工贸为一体的橡胶板厂家。是工业用橡胶板厂家聚集生产基地。公司相继开发出了橡胶板、再生胶、输送带三大系列300多个品种规格产品，且能根据客户要求生产各种高性能品种规格的特殊橡胶制品。 欢迎广大新老顾客前来选购，或致电咨询哦~ 第二节橡胶配方设计与性能的关系 一、橡胶配方设计与硫化橡胶物理性能的关系 （一）拉伸强度 拉伸强度表征硫化橡胶能够抵抗拉伸破坏的极限能力。虽然绝大多数橡胶制品在使用条件下，不会发生比原来长度大几倍的形变，但许多橡胶制品的实际使用寿命与拉伸强度有较好的相关性。 研究高聚物断裂强度的结果表明，大分子的主价健、分子间的作用力(次价健）以及大分子链的柔性、松弛过程等是决定高聚物拉伸强度的内在因素。 下面从各个配合体系来讨论提高拉伸强度的方法。 1．橡胶结构与拉伸强度的关系 相对分子质量为（3.０~3.5）×１０5的生胶,对保证较高的拉伸强度有利。 主链上有极性取代基时，会使分子间的作用力增加,拉伸强度也随之提高。例如丁腈橡胶随丙烯腈含量增加,拉伸强度随之增大。 随结晶度提高，分子排列会更加紧密有序，使孔隙和微观缺陷减少，分子间作用力增强，大分子链段运动较为困难,从而使拉伸强度提高。橡胶分子链取向后，与分子链平行方向的拉伸强度增加。 2．硫化体系与拉伸强度的关系 欲获得较高的拉伸强度必须使交联密度适度，即交联剂的用量要适宜。 交联键类型与硫化橡胶拉伸强度的关系，按下列顺序递减：离子键>多硫键>双硫键>单硫键>碳-碳键。拉伸强度随交联键键能增加而减小,因为键能较小的弱键,在应力状态下能起到释放应力的作用,减轻应力集中的程度，使交联网链能均匀地承受较大的应力。 3．补强填充体系与拉伸强度的关系 补强剂的最佳用量与补强剂的性质、胶种以及配方中的其他组分有关：例如炭黑的粒径越小,表面活性越大,达到最大拉伸强度时的用量趋于减少；软质橡胶的炭黑用量在40～６0份时，硫化胶的拉伸强度较好。 4．增塑体系与拉伸强度的关系 总地来说,软化剂用量超过5份时,就会使硫化胶的拉伸强度降低。对非极性的不饱和橡胶(如NＲ、ＩR、ＳBR、BＲ）,芳烃油对其硫化胶的拉伸强度影响较小；石蜡油对它则有不良的影响；环烷油的影响介于两者之间。对不饱和度很低的非极性橡胶如EPDM、ＩIR，最好使用不饱和度低的石蜡油和环烷油。对极性不饱和橡胶(如NBR,CＲ），最好采用酯类和芳烃油软化剂。 为提高硫化胶的拉伸强度，选用古马隆树脂、苯乙烯-茚树脂、高分子低聚物以及高黏度的油更有利一些。 5．提高硫化胶拉伸强度的其他方法 （1）橡胶和某些树脂共混改性例如ＮR/ＰE共混、NBR/ＰVＣ共混、EＰDＭ/ＰＰ共混等均可提高共混胶的拉伸强度。 天然橡胶与丁苯橡胶并用绝缘料配方设计 橡胶配方设计原则 橡胶 来源：橡胶人才网橡胶配方设计原则，橡胶配方设计原则，常用橡胶介绍添加时间：2010-08-03 浏览次数：59 次进入论坛交流橡胶配合剂以恰当的品种与比例组合，通过一定的加工工艺，按橡胶制品的结构而制成橡胶制品。其结构设计、配方设计、加工工艺作为橡胶制品生产过程三个重要组成成分。它们相互独立，同时又想和联系、协同、制约，它们本身之间的橡胶配合剂以恰当的品种与比例组合，通过一定的加工工艺，按橡胶制品的结构而制成橡胶制品。其结构设计、配方设计、加工工艺作为橡胶制品生产过程三个重要组成成分。它们相互独立，同时又想和联系、协同、制约，它们本身之间的作用都有可能对橡胶制品的物化性能、使用性能、寿命、外观质量、生产成本起决定性作用，配方设计者首先应该确立“整体协调统一”的观念，其次应该在整体统一的基础上最求和体现配方设计者或企业的风格、特长以及实力，使在竞争中出于某种优势地位。此外作为配方设计者栽培放研究中还应该追求高技术含量；追求新知识、新技术的综合灵活运用；追求技术创新和技术突破；追求资源的综合而充分的利用和环境效益。这就要求皮放设计人员应该具有丰厚而且全面的基础知识和丰富的配方设计经验，以及对产品的深入认识、研究和超前的市场竞争意识。有机的结合设备能力和工艺条件，已做到配方设计和其他要素的有机统一。最终的期望值应该是：将材料性能利用到极限，尽可能的充分利用结构因素、设备能力和工艺条件，工艺成熟、可靠油尽可能简化，人工、设备、能源、原材料成本尽可能低或消耗尽可能韶，质量可靠而效率尽可能高。在某些方面有独特性能。橡胶配方设计原则：1、保证硫化酸具有指定的技术性能。2、所用的生胶、聚合物和各种原料容易得到。 3、在胶料和产品制造过程中加工工艺性能良好，使产品能顺利生产。 4、成本、价格便宜。橡胶配方设计指导思想及设计原则橡胶品种（简写符号）化学组成性能特点主要用途1．天然橡胶（NR）以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易橡胶品 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 原材料名称基本配方 /质量份PHR 质量分数配方/% 体积分数配方/% 生产配方 /KG NR 硫磺 促进剂M 氧化锌 硬脂酸 炭黑100 3 1 5 2 50 62.20 1.86 0.60 3.10 1.24 31.00 76.70 1.03 0.50 0.63 1.54 19.60 50 1.5 0.5 2.5 1.0 25.0 合计161 100.00 100.00 80.5 天然橡胶(NR)基础配方 原材料名称NBC标准 试样编号 质量份原材料名称 NBC标准 试样编号 质量份 NR 氧化锌硬脂酸— 370 372 100 5 2 防老剂PBN 促进剂DM 硫磺 377 373 371 1 1 2.5 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 原材料名称NBC标准试 样编号 非充油SBR 配方 充油SBR配方 充油量 25phr 充油量 37.5phr 充油量 50phr 充油量 62.5phr 充油量 75phr 非充油SBR 充油SBR 氧化锌 硬脂酸 硫磺 炉法炭黑 促进剂NS — — 370 372 371 378 384 100 — 3 1 1.75 50 1 — 125 3.75 1.25 2.19 62.50 1.25 — 137.5 4.12 1.38 2.42 68.75 1.38 — 150 4.5 1.5 2.63 75 1.5 — 162.5 4.88 1.63 2.85 81.25 1.63 — 175 5.25 1.75 3.06 87.5 1.75 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 原材料名称NBC标准 试样编号 纯胶配方 半补强炉黑 （SRF）配方 CR(W型) 氧化镁 硬脂酸 SRF 氧化锌 促进剂NA-22 防老剂D — 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150℃×15min，30min，60min 丁基橡胶(IIR)基础配方 原材料名称NBC标准 试样编号 纯胶配方槽黑配方 高耐磨炭黑 （HAF）配方 橡胶配方设计的原则 https://www.doczj.com/doc/8f5144250.html, 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 https://www.doczj.com/doc/8f5144250.html, 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 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2 1、天然橡胶(NR)基础配方2 2、丁苯橡胶(SBR)基础配方2 3、氯丁橡胶(CR)基础配方2 4、丁基橡胶(IIR)基础配方2 5、丁腈橡胶(NBR)基础配方3 6、顺丁橡胶(BR)基础配方3 7、异戊橡胶(IR)基础配方3 8、三元乙丙橡胶(EPDM)基础配方4 9、氯磺化聚乙烯(CSM)基础配方4 10、氯化丁基橡胶(CIIR)基础配方4 11、聚硫橡胶(PSR)基础配方4 12、丙烯酸酯橡胶(ACM)基础配方5 13、混炼型聚氨酯橡胶(PUR)基础配方5 14、氯醇橡胶(CO)基础配方5 15、氟橡胶(FKM)基础配方5 16、硅橡胶(Q)基础配方6 四、汽车轮胎配方6 1、国外载重汽车轮胎胎面胶配方6 2、国内载重汽车轮胎胎面胶配方6 3、载重汽车轮胎胎体胶配方7 4、胎圈胶胶料配方8 5、内胎和气门嘴垫胶的配方8 6、子午线轮胎胎面胶配方9 7、载重和轿车子午线轮胎胎侧胶配方10 8、带束层胶配方10 9、子午线轮胎胎体胶料配方11 10、钢丝圈各部胶料配方11 五、橡胶胶管配方12 1、普通胶管各部件胶料配方12 2、耐油胶管各部件胶料配方12 3、耐酸胶管配方13 六、输送带配方14 1、普通输送带胶料配方14 2、特种性能输送带覆盖胶配方15 3、普通V带胶料配方15 4、汽车V带各部件胶料配方16 5、同步带胶料配方16 6、胶布制品胶料配方17 七、密封与减震配方18 1、耐油O型圈胶料配方18 2、油封胶料配方19 3、制动皮碗胶料配方19 4、橡胶密封条胶料配方20 5、汽车橡胶减震器胶料配方20 6、橡胶空气弹簧胶料配方21 7、各种胶板胶料配方22 8、防水卷材胶料配方22 9、不同防腐橡胶衬里胶料配方23 10、各种橡胶衬里与金属黏合用胶浆胶料配方24 八、其它用途配方25 1、造纸胶辊胶料配方25 2、印染、砻谷、印刷胶辊胶料配方25 3、纺纱皮圈橡胶配方26 4、各种纺织皮辊胶料配方26 5、几种食品用橡胶制品胶料配方27 橡胶配方的设计与运用 1. 设计配方应在多个方面综合考滤，1.确保指定的物性。所谓物性大体是在如下几个方面拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、硬度、磨耗、疲劳与疲劳破坏、回弹力、扯断伸长率等。 2.胶料加工过程中，性能优良，确保产品高产、省料。 3．成本低价格便宜。 4.所用的原材料很易采购到。 5.生产力高，加工方便，制造过程中能耗少。 6.符合环保及卫生安全要求。 一，.对各种橡胶物性要有充分地了解。 天然胶物性： A. 天然橡胶加热后慢慢软化，到130—140度则完全软化至熔融状态，温度降低至零度时渐变硬，到-70度变成脆 性物质。天然胶的回弹率在0-100度内可达50-85%升至130度时仍保持正常的使用性能。伸长率最高可达1000%。天然橡胶是一种结晶性橡胶，自补强性大，具有非常好的机械性能。纯胶的拉伸强度达17—25MPA，补强硫化胶达 25—35MPA，曲绕达到20万次以上，这是因为天然胶，滞后损失小，生热低的结果。天橡胶具有较好的汽密性。天然橡胶的老化性能差，不加老防剂的橡胶，在强烈的阳光下曝 晒4—7天后即出现龟裂现象。与一定浓度的臭氧在几秒钟内即发生裂口。 天然胶耐碱性好，但不耐强酸。耐极性溶剂，故不耐非极性熔剂，耐油性差。 天然胶的配合，普通硫化体系硫黄用量2.0-2.4 促进剂用量1.2-0.5。半有效硫化体系硫黄1.0-1.7促进剂2.5-1.2，有效硫化体系硫黄0.4-0.8，促进剂5.0-2.0。普通硫黄体系多硫交联健多，而单硫健少。多硫健能低，稳定性差，耐热、耐老化性差。但综合物理机械性能好。普通硫黄硫化体系，硫黄加多时易喷硫，可用不溶性硫黄替代，不容性硫黄可改善硫化胶料半成品的物理机械性能，解决高温下出现的橡胶返原因题。可以改善拉伸、定伸应力、及弹性，胎面胶使用还可以改善磨耗。但有一个缺点，硫速快易焦烧。 有效硫化体系不发生硫化返原现象，一般用于制造要求低蠕变率、高弹性、生热低的优良制品。硫黄加量一般为0.6—0.7份，氧化锌为3.5-5份，载硫体一般采用TMTD及N，N-二硫化二二吗啡啉硫黄给于体。有效硫化体系的老化性能也大大地得到了改善。 半有效硫化体系，有着硫黄硫化体系的机械物理性能，有效硫化体系的低蠕变、弹性、生热低等物性。硫化返原现象在两者之间。可使用秋兰姆类，但有易喷霜、焦烧等缺点。常用硫黄给予体DTDM二硫代二吗啡啉，在硫化中DTDM 《橡胶配方设计》 实验指导书 岑兰 广东工业大学材料与能源学院 二０一0年七月印刷 实验项目名称：橡胶配方设计 实验项目性质：综合性 所属课程名称：橡胶工艺原理 实验计划学时：6 一、实验目的 进行天然橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶和丁苯橡胶等原材料的鉴别，并与塑料等其它高分子材料比较，掌握橡胶原材料与塑料原材料的共性和区别；了解橡胶加工机械的工作原理，并学习规范的炼胶操作,掌握不同生胶的塑炼、混炼和硫化特性. 根据橡胶制品的性能要求，设计基本配方；进行塑炼、混炼和硫化等操作；制备试样；测试硫化特性和物理力学机械性能。 二、实验内容和要求 根据橡胶制品的性能要求，设计基本配方；制备标准试样，测试硫化特性和物理力学机械性能，并优化基本配方。 实用橡胶胶料由生胶和各种配合剂组成。生胶经过适当的配合、加工、硫化可制成各种橡胶制品；配合剂是为了改善橡胶的加工性能、制品性能、或降低成本而添加到橡胶中的物质，包括硫化剂、补强填充剂、防护剂、促进剂和活性剂等配合体系。其中，为了提高填料与橡胶的相容性，往往需要对填料进行表面处理。 橡胶配方设计是根据产品的性能要求和工艺条件合理地选用原材料，寻求生胶和各种配合剂的最佳用量配比，使橡胶制品的性能、成本和工艺性三方面取得最好的综合平衡。在进行配方设计时，要掌握如下的原则： 1、对制品的性能要求、使用条件等有充分的了解，根据指标进行针对性的设计，即不可随意降低指标，也不能一味追求高指标而造成浪费。一般来说，半成品胶料的性能高于成品指标的15%左右即可。 2、注重制品的主要性能，但也需兼顾其他性能要求，要达到综合平衡的效果。 3、对于多部件制品，必须考虑各部位胶料的硫化速度等加工性能和最终使用性能的协调一致。 4、在保证满足制品性能或符合规定指标的前提下，尽可能节约原材料和降低成本，或在不提高制品成本的情况下提高产品的质量。 5、考虑各种配合剂之间的内在联系和相互作用。如酸性填充剂（槽黑、陶土等）对DCP硫化的干扰。 6、应避免使用有毒原材料，减少污染和公害。 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。橡胶网为广大从事橡胶行业的朋友提供交流学习交易的平台。 ２.分散性,高分子固相体橡胶的粘度高，纵然选择相容性较好的的两种橡胶，用开练机、密练机在高剪切作用下混合,要像低分子液体那样,呈分子状态的均一分散状态，也是很因难的。橡胶分子的布朗运动不象液体那样自由,扩散速度较慢，从外表上看是均一地混合了，由于两种或多种橡胶的分散状态在广泛的范围内变化,并用胶的物理性能将产生很大的差异。两种橡胶在空气中混合时，由于相容性的不一致可产生两种不同的分散状态。,即均相分散状态和非均相分散状态,实际上并用达到均相分散状态的可能性很小，在部分是非均相分散状态组分之间仍然保持一定的界面。以不连续相(岛相)分散于连续相（海相）中的分散状态。非均相分散状态分为以下三级A,宏观非均相级，区域尺寸为1０-100微，B，微观非均相为0.1-2微Ｃ,半均相级成接枝或嵌段两种共聚体。一种并用体的分散状态不可能单一纯地存在着一个状态，而是以几种状态并存的局面,只不过某一级为主而已。 ３.共硫化，除了相容性和分散性外,橡胶并用的另一个重要因素是共硫化性。它是指并用橡胶的硫化体系选择和硫化速度的调整问题。对相同硫化速度而言，通用橡胶以天然胶为最快，其次是异戊橡胶,顺丁橡胶、乳聚顺丁、丁苯胶。硫化速度较慢的橡胶可采用减少硫黄,增加促进剂的方法，以与天然橡胶的硫化速度互相配合。一般对同一硫化速度的橡胶，天然橡胶为高硫黄低促进剂、丁苯橡胶为低硫黄高促进剂,顺丁胶处于两者之间。橡胶硫化速度的差异与其分子结构 丁基橡胶配方设计 丁基橡胶简介： 丁基橡胶是合成橡胶的一种，由异丁烯和少量异戊二烯合成。制成品不易漏气，一般用来制造汽车、飞机轮子的内胎。丁基橡胶是异丁烯和异戊二烯的共聚物，它在1943年投入工 业生产。具有良好的化学稳定性和热稳定性，最突出的是气密性和水密性。它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7 ，丁苯橡胶的 1/5 ，而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200 ，丁苯橡胶的 1/140 。因此主要用于制造各种内胎、蒸汽管、水胎、水坝底层以及垫圈等各种橡胶制 品。 丁基橡胶的最大优点：气密性好。它还能耐热、耐臭氧、耐老化、耐化学药品，并有吸 震、电绝缘性能。缺点：硫化慢，加工性能较差。目前国内丁基再生胶的生产工艺有六七种 之多，主要有蒸煮法、炒制法、挤出法、微波法、辐射法、高温连续催化法、化学机械法等，但无论采用何种方法，目的是采用最经济、最科学的方法把废丁基橡胶由网状结构变成线型 结构。 生产方法 : 淤浆法：淤浆法是以氯甲烷为稀释剂，以H2O-AlCl3 为引发体系，在低温(-100 ℃左右 ) 下将异丁烯与少量异戊二烯通过阳离子聚合制得的。 溶液法：传统的淤浆法合成丁基橡胶生产工艺技术成熟，但由于聚合反应温度低，制冷设备庞大，聚合釜连续运转周期短，能耗高(1kg 胶能量消耗约35～55MJ)。为了能提高反应温度，对用溶液法合成丁基橡胶进行了大量的研究。 配方设计： 丁基橡胶因其聚合物所具有的独特性能 , 所以被广泛用于制造内胎、防振橡胶、工业胶 板、医用橡胶等许多方面。本文主要就配合剂对丁基橡胶物性的影响进行叙述。 炭黑： 炭墨对普通丁基橡胶物性的影响与对卤化丁基橡胶基本相同。各种炭黑对物性的影响如下: (1)SAF( 超耐磨炉黑 ) 、ISAF( 中超耐磨炉黑 ) 、HAF(高耐磨炉黑 ) 、MPC(可混槽黑 ) 等粒径小的炭黑 , 其硫化胶的拉伸强度和撕裂强度较大; (2)FT( 细粒子热裂炭黑) 、 MT(中粒子热裂炭黑) 等粒径较大的炭黑, 其硫化胶的伸长率 1.你绪论 1.1丁苯橡胶简介 丁苯橡胶英文名称Polymerized Styrene Butadiene Rubber（简称SBR) ，是1,3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2）与苯乙烯（C6H5-CH=CH2）共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶品种之一。 1.2发展简介 1912年，德国Bayer公司发表了世界上第一篇关于丁二烯乳液聚合制取聚丁二烯橡胶的专利文章。20世纪20年代末，德国为改进乳液聚丁二烯的性能，选用苯乙烯为单体，制得了乳聚丁苯橡胶。在随后的第二次世界大战的刺激下，丁苯橡胶的得到长足的发展，美国更是抛弃了热法乳液聚合工艺，率先采用冷法乳液聚合工艺，使得乳聚丁苯橡胶的性质又有了突飞猛进的发展。 2.设计及生产 2.1配方设计 本文采用的是较为成熟高效的低温乳液聚合法。下表中配方以总量1000g计 2.2配方设计原理 1.主要原料 ①、1，3一丁二烯在常温、常压下为无色气体，相对分于质量为54.09，容易发生自聚反应，因此在贮存、运输过程中要加人叔丁邻苯二酚阻聚剂。 ②、苯乙烯为无色或微黄色的油状液体，有特殊的气味，熔点为-306℃，密度为900kg/m3，沸点为145~146℃。苯乙烯不溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮、二硫化碳等有机溶剂中。聚合级苯乙烯的纯度应高于99.5%。 3.配料主要作用 ①、叔十二碳硫醇 叔十二碳硫醇（简称TDDM）作为分子量调节剂主要用于ABS和SBR生产中，由于其链转移能力特别强，只需少量加入便可明显降低分子量，而且还可通过调节其用量来控制分子量。 ②连二亚硫酸钠 连二亚硫酸钠，也称为保险粉，是一种白色砂状结晶或淡黄色粉末化学用品。在本配方中是作为脱氧剂使用，其能与水中的溶解氧反应， 2Na2S2O4.2H2O + O2 + 2H2O →2 Na2SO4 + 2 H2SO4 + 8 H+ 水中的溶液氧在低温下是阻聚剂，加入雕白粉能保证聚合反应正常进行。 ③歧化松香酸钠，烷基芳基磺酸钠 歧化松香酸钠，烷基芳基磺酸钠是作为乳化剂。作为一种表面活性剂，歧化松香酸钠和烷基芳基磺酸钠可以将本与水不相溶的一些单体、配料以一种较为稳定的乳液液滴的形式分散到水中，以便后续反应的进行。加入歧化松香酸钠和烷基芳基磺酸钠后由于表面活性剂的两亲性质,使之易于在油水界面上吸附并富集,而降低界面张力界面张力恰恰是是影响乳状液稳定性的一个主要因素，因为乳状液的形成必然使体系界面积大大增加，也就是对体系要做功，从而增加了体系的界面能，这就是体系不稳定的来源。因此，为了增加体系的稳定性，可减少其界面张力，使总的界面能下降。 ④、过氧化氢异丙苯 作为过氧化物使用 ⑤、硫酸亚铁、雕白粉 由链引发反应可知，Fe2+经氧化后变成Fe3+，Fe3+呈棕色，如果其浓度较高将影响丁苯橡胶的色泽。为了减少Fe3+的浓度，工业上使用雕白粉(甲醛-亚硫酸氢钠二水合CH2O.NaHSO3.2H2O)作为二级还原剂，使Fe3+还原为Fe2+。 4 Fe3+ + 2CH2O.NaHSO3.2H2O →4 Fe2+ + 2HCOOH + Na2SO4 + H2SO4 + 8H+ 由于消耗了二级还原剂雕白粉，硫酸亚铁的用量显著减少。 ⑥、EDTA 为了防止产生的Fe(OH)2沉淀析出，工业上采用乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-二钠盐)作为螯合剂，与Fe2+生成水溶液性螯合物.EDTA-二钠盐与Fe2+生成的水溶液性螯合物，其离解度小， 高分子材料与工程专业实验 橡胶配方设计综合实验 实验报告 班级： 08030342班 组别：第六组 橡胶配方设计综合实验 一、实验目的 1、加深对丁腈橡胶的配方、各组分的作用原理及加工方法的认识。 2、进一步领会橡胶的塑炼、混炼的意义和原理。 3、进一步了解橡胶的硫化模压成型的基本方法，掌握塑炼混炼、压制硫化设备的操作方法及安全措施。 4、掌握炭黑的含量对橡胶力学性能的影响规律。 5、掌握数据处理和分析的方法。 二、实验原理 丁腈橡胶制品的生产，首先有一个配料的问题，即在丁腈橡胶（生胶）中加入一定量的硫化剂、补强剂、增塑剂、防老剂等其他助剂，使之形成多组分体系。本实验固定其他组分的含量，改变炭黑的用量，研究炭黑的含量对橡胶力学性能的影响。在一定的温度下，首先塑炼丁腈橡胶，再将配好的实验原理进行混炼使各种助剂实现良好的分散，通过辊压成片，剪成一定形状的胶料，放入试样模具中，经过硫化成型成为所需的试样。通过不同规格的裁刀，冲裁成性能测试的样品。然后测试橡胶的拉伸强度、撕裂强度和硬度。找出炭黑含量对橡胶力学性能的影响规律。 三、实验所用原料及仪器、设备 1 2 （1）开放式炼塑机（SK-160B） 辊筒工作直径=160mm，辊筒工作长度=320mm，前辊转速=24.0r.p.m,后辊转速=17.8r.p.m,最大辊间距=4.5mm，最小压片厚度=0.2mm。一次加料量=100～200g，辊筒最高加热温度≤200℃ （2）平板硫化机（XKLB-25D） 额定表压=145kg/cm2，油缸活塞直径D=160mm，电热板面积=360*360mm，模板最大加热温度≤200℃。 （3）密炼机混炼设备(HL-200型) 配方设计与橡胶硬度的关系 配方设计与橡胶硬度的关系生胶品种硫化体系补强填充剂软化增塑剂邵尔A型硬度测定中的影响因素 1. 试样厚度的影响邵尔A型硬度值是由压针压入试样的深度来测定的,因此试样 配方设计与橡胶硬度的关系 ·生胶品种 ·硫化体系 ·补强填充剂 ·软化增塑剂 邵尔A型硬度测定中的影响因素 1．试样厚度的影响 邵尔A型硬度值是由压针压入试样的深度来测定的,因此试样厚度直接影响试验结果。试样受到压力厚产生变形,受到压力的部位变薄,硬度值增大。所以，试样厚度小硬度值达,试样厚度大硬度值小。 2．压针长度对试验结果的影响 标准中规定邵尔A硬度计的压针露出加压面的高度为２.5ｍm，在自由状态时指针应指零点。当压针在平滑的金属板或玻璃上时，仪器指针应指1０0度,如果指示大于或小于1０0度时,说明压针露出高度大于或小于2．5mｍ或小于2.5mｍ,这种情况下应停止使用,进行校正。当压针露出高度大于2.5mｍ时测得的硬度值偏高。 ３．压针端部形状对试验结果的影响 邵尔Ａ型硬度计的压针端部在长期作用下，造成磨损,使其几何尺寸改变，影响试验结果，磨损后的端部直径变大所测得结果也大,这是因为其单位面积的压强不同所致。直径大则压强小所测得硬度值偏大，反之偏小。 4．温度对试验结果的影响 橡胶为高分子材料,其硬度值随环境的变化而变化,温度高则硬度值降低。胶料不同其影响程度不同,如结晶速度慢的天然橡胶，温度对其影响小些,而氯丁橡胶、丁苯橡胶等则影响显著。 ５．读数时间的影响 邵尔A型硬度计在测量时读数时间对试验结果影响很大。压针与试样受压后立即读数与指针稳定后再读数，所得的结果相差很大,前者高，后者偏低,二者之差可达5至７度左右，尤其再合成橡胶测试中较为显著,这主要使胶料在受压后产生蠕变所致。所以当试样受压后应立即读取数据。 目录 一.硬度的定义 二.硬度的测试方法 三.分别介绍几种硬度测试方法和相关单位 四. 各种硬度的区别 一.硬度的定义 硬度——材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。它是衡量材料软硬程度的一个性能指标。它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念,而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。 二.硬度的测试方法 硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦，由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验机来试验比较准确,是现代试验硬度常用的方法。最常用的是静负荷压入法硬度试验，即洛氏硬度HRA|HRＢ|ＨRC、布氏硬度HＢ、维氏硬度HV, 橡胶配方与胶料各工艺性能之间的关系 “炼胶工人”胶友对《橡胶配方与各种物性之间的关系》进行了针对性的分享，非常感谢他的指点！ 不同的橡胶产品对胶料的物性都有不同的要求，同时对生产这些产品时胶料的工艺性能（加工性能）也需要不同的要求。所谓的工艺性也就是生产这些橡胶产品的过程不能达到理想的状态，做出来的橡胶产品也就很难做到性能理想化、经济效益最大化。一句话，无论你要求橡胶产品有什么样的物性要求，也不管你的要求是高还是低，如果工艺性能无法满足要求（实现要求的过程无法满足），那么你就很难顺利的去生产。 不多赘述，该贴将和大家一起谈论各橡胶工艺性能受配方的影响及关系。 一、混炼性能 1.各种成分对混炼效果的影响,主要分析配方中各种填料、化学药品、操作油等配合成分混入橡胶中的难易性、分散性。它主要由这些配合成分与橡胶之间的互溶性的高低、浸润性的大小来决定。胶料混炼工艺设计的好坏评价方法之一就是各种成分是否可以在橡胶中能够迅速的分散；混炼效果的好坏，则可以通过各种成分在橡胶中能否均匀分散其中来衡量。这两个指标都主要取决于配合成分与橡胶之间的互溶性、浸润性。 “互溶性”这个词大家可能会认为橡胶那么大的分子怎么可能溶解在各种配合成分里很多配方里，应该是配合成分溶解在橡胶里才对。其实，所谓的溶质、溶剂也是相对的，量少的惯称为溶质，量多的则为溶剂，习惯性的认为溶质溶解在溶剂中，如果“溶质”的量比“溶剂”的量大很多的话，那就是“溶剂”溶解在“溶质”中。所以，也就可以理解为互溶性了。为了能让胶料达到多种综合性能都很优异的效果，很多配方用到的橡胶都不止一种，可能2、3、4、5种橡胶并用，这就涉及到这些橡胶之间的互溶性（也许橡胶之间的互溶性大家更好理解一些）。混炼后的胶料如果电镜图片里显示各相之间没有明显的分离、橡胶之间、橡胶与各配合成分之间分散的非常均匀那就表明互溶性好，否则互溶性就差。互溶性差的配方体系所对应的胶料的各种物性也就不能得到好的体现。 其实，橡胶配合体系是不能像盐溶于水那样做到分子级的互溶性，一是因为橡胶是由不同分子量的高分子复杂体系组成，二是各种配合成分也不是简单的小分子化合物，三它们是固相之间的溶解性。橡胶对配合剂的浸润性也许更能清楚的解释混炼工艺及效果的好坏。橡胶对配合成分的浸润性高低主要决定于配合成分自身的特性，当然与橡胶的性质也有关系。有机的、非极性的大多数化学样品（塑解剂、分散剂、操作油等软化剂、防老剂、硫化体系等)都易溶解在橡胶里，被橡胶浸润。无机的氧化物、盐类、各种土等则不易被橡胶浸润。相似相容原理也解释了这些现象。 各种有机化学药品，塑解剂、分散剂、塑分、防老剂、促进剂、SA2020年(塑料橡胶材料)橡胶配方设计与性能的关系
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