橡胶配方设计基础.pptx
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橡胶配方设计第二章
(2) 分子量大，门尼值大，Tensile 高 (3) 微 观 结 构 对 Tensile 的 影 响 ： CH2=CHCH=CH2
支链导致排列不规则 (4) 结晶与取向对Tensile的影响
如NR 、CR、IR自补强（应力诱导结晶 (5) 橡塑共混 NBR/PVC EPDM/PP
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橡胶配方设计第二章
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橡胶配方设计第二章
2、补强填充体系与耐磨性
（1）粒径小，活性大，结构度高，比表面积大， 耐磨性好
（2）用量 NR和SBR中 50～60phr CB BR中 60～70phr CB
资料介绍：不良路面，轮胎胶料中加入15phr 白炭黑，可提高耐磨性。
1) 减少胎面花纹掉块（相当于提高耐老化性） 2) 应用硅烷偶联剂及其他表面活性剂改性
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橡胶配方设计第二章
3、硫化体系
（1）交联类型 一般情况考虑，C-SX-C>C-S-C>C-C 具体到轮胎：生成单硫键可提高轮胎在光滑路面 上的耐磨性。 油封：采用过氧化物交联形成C-C键好。 （2）交联密度：交互作用
粒径小的CB交联密度小好 粒径大的CB交联密度大好
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密度（g/cm3） 硬度（邵A)
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1.115 1.095 1.103 1.067 1.115 1.164 1.192
72 76 78 81 72 77 83
橡胶配方设计第二章
经验公式
•配合剂种类
硬度变化
ISAF
＋用量 ×3/5
SAF、气相法白炭黑 ＋用量 ×3/5
FEF、HAF、EPC ＋用量 ×1/2
•
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•硫化胶实际强度为20MPa左右
支链导致排列不规则 (4) 结晶与取向对Tensile的影响
如NR 、CR、IR自补强（应力诱导结晶 (5) 橡塑共混 NBR/PVC EPDM/PP
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橡胶配方设计第二章
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橡胶配方设计第二章
2、补强填充体系与耐磨性
（1）粒径小，活性大，结构度高，比表面积大， 耐磨性好
（2）用量 NR和SBR中 50～60phr CB BR中 60～70phr CB
资料介绍：不良路面，轮胎胶料中加入15phr 白炭黑，可提高耐磨性。
1) 减少胎面花纹掉块（相当于提高耐老化性） 2) 应用硅烷偶联剂及其他表面活性剂改性
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橡胶配方设计第二章
3、硫化体系
（1）交联类型 一般情况考虑，C-SX-C>C-S-C>C-C 具体到轮胎：生成单硫键可提高轮胎在光滑路面 上的耐磨性。 油封：采用过氧化物交联形成C-C键好。 （2）交联密度：交互作用
粒径小的CB交联密度小好 粒径大的CB交联密度大好
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密度（g/cm3） 硬度（邵A)
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1.115 1.095 1.103 1.067 1.115 1.164 1.192
72 76 78 81 72 77 83
橡胶配方设计第二章
经验公式
•配合剂种类
硬度变化
ISAF
＋用量 ×3/5
SAF、气相法白炭黑 ＋用量 ×3/5
FEF、HAF、EPC ＋用量 ×1/2
•
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•硫化胶实际强度为20MPa左右
XX514第7章橡胶配方设计
➢ 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；
✓ 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。
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。
《橡胶配方与加工技术I》课件——第一章 橡胶配方设计基础
配方2单位质量成本: Pm=∑(Pi×mi)/ ∑mi=2376.7/214.5=11.080（元/kg）
配方2单位体积成本： Pv2=Pm× ρ=11.080 ×1.330=14.736（元/L）
配方2制作制品的体积： V2=V1=m/ ρ=1200/1.147=1046.2（cm3）
制品胶料成本： P胶2=Pv2×V2=14.736×1.0462=15.42（元）
配方2的炼胶成本：P炼胶2=1.0462×1.330×1.2=1.67（元） 配方2硫化成本：P硫化2=（5/60）×10=0.83（元） 总成本：P总2= P胶2+ P炼胶2+ P硫化2=17.92（元） 每件制品的利润：R2=P价格—P总2= 21.6-17.92=3.68(元)
总结：
（1）配方中加入填料均可降低胶料成本，但不一定降低 总成本。加入填料后，合格率下降，硫化时间延长，炼胶 成本增大。 （2）如产品按质量计价，配方中加入密度大的填料成本 低；如按件计价，加入密度小的填料成本低。 （3）加入填料，会牺牲制品的性能。 （4）不加填料，加快硫化速度或胶料流动性，虽然胶料成 本略有增加，但可降低炼胶成本和硫化成本，提高效益。 （5）中低档及小制品采用加填料降成本；高档大型制品要 多考虑制品合格率和工艺成本。
SBR
18
0.94
N770
8
1.8
芳烃油 6.5
1
ZnO
14
5.57
St
6
0.85
S
1.8
2
促M
16
1.52
防DPPD 32
1.28
重钙 0.352.8合计————
体积
/cm3
106.38 27.78 5.00 0.90 1.18 0.75 0.66 0.78 17.86
配方2单位体积成本： Pv2=Pm× ρ=11.080 ×1.330=14.736（元/L）
配方2制作制品的体积： V2=V1=m/ ρ=1200/1.147=1046.2（cm3）
制品胶料成本： P胶2=Pv2×V2=14.736×1.0462=15.42（元）
配方2的炼胶成本：P炼胶2=1.0462×1.330×1.2=1.67（元） 配方2硫化成本：P硫化2=（5/60）×10=0.83（元） 总成本：P总2= P胶2+ P炼胶2+ P硫化2=17.92（元） 每件制品的利润：R2=P价格—P总2= 21.6-17.92=3.68(元)
总结：
（1）配方中加入填料均可降低胶料成本，但不一定降低 总成本。加入填料后，合格率下降，硫化时间延长，炼胶 成本增大。 （2）如产品按质量计价，配方中加入密度大的填料成本 低；如按件计价，加入密度小的填料成本低。 （3）加入填料，会牺牲制品的性能。 （4）不加填料，加快硫化速度或胶料流动性，虽然胶料成 本略有增加，但可降低炼胶成本和硫化成本，提高效益。 （5）中低档及小制品采用加填料降成本；高档大型制品要 多考虑制品合格率和工艺成本。
SBR
18
0.94
N770
8
1.8
芳烃油 6.5
1
ZnO
14
5.57
St
6
0.85
S
1.8
2
促M
16
1.52
防DPPD 32
1.28
重钙 0.352.8合计————
体积
/cm3
106.38 27.78 5.00 0.90 1.18 0.75 0.66 0.78 17.86
橡胶配方ppt
橡胶配方ppt
那么对于f(x)，只要知道u，σ 2，即E(X)和D(X)， 就可以画出其曲线。
正态分布表示为
，往往需要对其进行标准
化。如令
，则随机变量Y服从标准正态分
布，表示为 ，N(0，1)。
大家可计算E(Y)=0，D(Y)=1。
如
橡胶配方ppt
5. 三种重要抽样分布
三种重要抽样分布—— 分布，t分布，F分布。它们在 作统计判断时经常使用。先来看一下正态母体的子样平均 数。
5.1 正态母体中的 的分布：
设x1，x2，…，xn是独立同分布随机变量，且每个随机变
量服从正态分布
，则平均数
是否服从？
橡胶配方ppt
大家可以用前面所学的计算一下：
橡胶配方ppt
5.2 分布
设x1，x2，…，xn是独立同分布随机变量，且每个 随机变量服从标准正态分布N(0，1)，则随机变量
的分布密度是
橡胶配方ppt
因此s2不是σ2的无偏估计 按E(X)性质
σ2无偏估计，记为s*2 Es*2=σ2，这里可看到，当n很大时，s*2= s2
橡胶配方ppt
前面我们所说的估计可以说是点的估计，而数理统计 中的未知参数往往需要依靠一定的概率在一定范围 内进行估计，这即是区间估计，例：
已知某橡胶试片的300％定伸强度在正常情况下 服从正态分布，且标准差σ＝0.108，现测五个试片， 其300％定伸是4.28，4.40，4.42，4.35，4.37 （MPa),试以概率95％对母体平均u作区间估计。
橡胶配Байду номын сангаасppt
举例
测200个圆柱状橡胶件的直径，最小13.09，最大13.69。现 把它们分成12个组，组距为0.05列表如下：
橡胶ppt1
第二节、阻燃橡胶
橡胶燃烧过程 橡胶 分解
O2 可燃气体 燃烧
循环
橡胶耐燃：
指橡胶离开火源后，火焰迅速自行熄灭的 性能，以氧指数（OI）来衡量材料的耐燃 性。
>27 自熄材料 <27 易燃材料
常用聚合物的OI
聚合物
OI
LDPE
17-19
LDPE（难燃） 24-29
HDPE
17-19
HDPE（难燃）28
四、其它填充剂
➢ 固体填充剂：可以选择半补强炭黑，碳酸钙等。
➢ 软化剂：用量以满足混炼胶门尼粘度30-50的条 件为选择依据，常用的软化剂有：机油，变压 器油，凡士林，环烷油，石蜡油，有机酯类等。 用量在10-30份。
➢ 防老剂：由于发泡橡胶多孔，比表面积大，极 易老化，因此，要选择高效防老剂，常用防老 剂有：防D，4010，浅色用2246，MB等。
第三节 透明橡胶
配合要满足三个条件：
① R本身透明，特别是硫化后能表现透明性 ② 配合剂对R的透明性没有影响 ③ 工艺条件（温度，压力和共混条件）等不
改变R和配合剂原有光学性质
1、橡胶的选择
①生胶呈透明的，硫化胶也透明 ②生胶不显透明，但不含污染性强的助 剂也可以制得透明的硫化胶
常用胶种：NR，SBR，BR
3、如果气体相的形成速度过快，由于胶料来不及硫 化，则形成的一个个气泡就会破裂，导致气体从各个 孔眼扩散逸出，发泡压力降低；反之，若气体相形成 速度过慢或硫化速度过快，则胶料在形成多孔结构之 前就完成硫化定型。
A点前发泡，此时胶 料尚未开始交联，粘 度很低，气体容易跑 掉，得不到气孔。
AB段发泡时，粘度在 仍然较低，孔壁较弱， 容易造成连孔。
第二章 特种橡胶配方设计
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
橡胶配方设计课件
橡胶配方设计
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
4
1/23/2011
1
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。
1/23/2011 4
1/23/2011
5
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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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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橡胶模具设计教程(PPT32页).pptx
（3）半封闭式填压模 从结构上看，兼有了开放式填压模和封闭式填压模的优点。 这种结构的排气性能较好，制品的致密度也较高，胶料流
失小，利用率高。这类模具亦适合于夹织物橡胶制品的模压生 产。
2.压注模的基本结构及特点
压注模的基本结构如图所示。压 注模的特点是模型闭合后再铸入胶料， 而且塑料在压力作用下经浇注系统铸 入，所以型腔内气体易于排除。
这种模具结构简单，易于制作设计，制造周期短，成本低， 操作方便；而且易于排除型腔内的气体，避免制品产生气泡。
（2）封闭式填压模 其结构特点是上、下模板在型腔的延长部位直接进行导向
和定位。上模有一凸起部分伸入型腔的延续部分，当上模凸起 部分与型腔延续部分的上端接触后，模具型腔就处于封闭状态。
这种模具的结构优点是胶料难以流出模具型腔之外，压力 较大，所得制品致密度高；对复杂制品可避免局部欠压引起的 缺胶现象。
3.橡胶的成形工艺特点
生胶性质极不稳定，弹性不高，不能直接用来制造橡胶制 品，使用价值低。
为改善这些性能，常以生胶为基础，配以碳黑、填料、硫 磺等混炼而成混炼胶。再经过加热加压处理后，便产生弹性， 并具有耐热、耐寒、耐油、耐溶剂、耐磨、减振、密封、电绝 缘等重要性能。
（1）橡胶制品 主要原料是生橡胶，同时要添
1）不得影响制品的外观质量和尺寸精度； 2）要有利于脱模取件； 3）位置设计，要有利于模具中的排气； 4）要有利于飞边的切除； 5）设计要力求简单。 4.进料口 避免设计在工作表面和外观显眼的位置，保证不因肥料的切除影响制品 的使用功能。
（三）橡胶模结构设计
1.浇注系统的设计
（1）主浇道的设计
主浇道可以直接设置在模板上，也可以设计成嵌套式的。 主浇道为圆锥孔，上小下大，锥度一般为1:12、1:10等；大头 出口处设计成圆角，圆角半径0.5~2.5mm左右；尽量短些，降 低胶料的消耗及压力和热能的损失。
丁晴橡胶配方设计ppt课件
➢ 提高了馄炼胶的结合胶含量，添加了资料的表现交联密 度，加强了陶土与ＮＲ间界面的作用强度，改善了硫化 胶的网络构造，提高了硫化胶的力学性能。
➢ 硬质炭黑
➢ 炭黑在天然橡胶中具有良好的分散性并能明显改善对天 然橡胶的加强效果;接枝于白炭黑外表上的环氧天然橡胶 分子玻璃化转变向高温偏移,使该复合资料在常温下具备 优良力学性能的同时也表达出了高动态滞后的特点.
➢ 其中资料作用
➢ DM
起到增塑剂或延迟剂的作用。可产生平坦和
中速流化，硫化温度较高，有显著的后效性，不会早期
硫化，操作平安，易分散，不污染，硫化胶耐老化。本
品单独运用硫化速度慢，通常都与秋兰姆、二硫代氨基
甲酸盐、醛胺类、胍类促进剂并用，是G型氯丁胶的优
良抗焦烧剂。主要用于制造轮胎、胶管、胶鞋、胶布等
丁晴橡胶的性能及其运用
➢ 主要的性能特点： ➢ 1、 优点： ➢ 1 )因含有极性AN基团，对非极性或弱极性动植物油
、液体燃油和溶剂有较高的稳定性，AN含量越高耐油越 好 ➢ 2 )耐热优於NR、SBR、CR ➢ 3 )气密性好仅次於丁基橡胶 ➢ 4 )耐寒性差、AN含量越高越差 ➢ 5 )属非结晶橡胶，需炭黑补强。 ➢ 2、 缺陷： 绝缘性差，体积电阻小。
所、条件、环境的差别，对制品的性能也就提出了不同 的要求，如无毒、耐磨、耐热、电绝缘、耐化学腐蚀、 耐大气老化等等，根据产品的出现的问题。 ➢ 3〕运用要求，选择树脂和助剂，进展合理设计。
(二〕对原资料的了解
➢ 1〕原资料的作用和性质。 ➢ 原资料配合时的相互影响，发扬原资料间的协同作
用，获得最正确效果。 ➢ 2〕原资料的质量及其检验。 ➢ 原资料的用量与制品性能、成型工艺的联络。 ➢ 3〕原资料的价钱，在不影响产质量量的前提下，降低
➢ 硬质炭黑
➢ 炭黑在天然橡胶中具有良好的分散性并能明显改善对天 然橡胶的加强效果;接枝于白炭黑外表上的环氧天然橡胶 分子玻璃化转变向高温偏移,使该复合资料在常温下具备 优良力学性能的同时也表达出了高动态滞后的特点.
➢ 其中资料作用
➢ DM
起到增塑剂或延迟剂的作用。可产生平坦和
中速流化，硫化温度较高，有显著的后效性，不会早期
硫化，操作平安，易分散，不污染，硫化胶耐老化。本
品单独运用硫化速度慢，通常都与秋兰姆、二硫代氨基
甲酸盐、醛胺类、胍类促进剂并用，是G型氯丁胶的优
良抗焦烧剂。主要用于制造轮胎、胶管、胶鞋、胶布等
丁晴橡胶的性能及其运用
➢ 主要的性能特点： ➢ 1、 优点： ➢ 1 )因含有极性AN基团，对非极性或弱极性动植物油
、液体燃油和溶剂有较高的稳定性，AN含量越高耐油越 好 ➢ 2 )耐热优於NR、SBR、CR ➢ 3 )气密性好仅次於丁基橡胶 ➢ 4 )耐寒性差、AN含量越高越差 ➢ 5 )属非结晶橡胶，需炭黑补强。 ➢ 2、 缺陷： 绝缘性差，体积电阻小。
所、条件、环境的差别，对制品的性能也就提出了不同 的要求，如无毒、耐磨、耐热、电绝缘、耐化学腐蚀、 耐大气老化等等，根据产品的出现的问题。 ➢ 3〕运用要求，选择树脂和助剂，进展合理设计。
(二〕对原资料的了解
➢ 1〕原资料的作用和性质。 ➢ 原资料配合时的相互影响，发扬原资料间的协同作
用，获得最正确效果。 ➢ 2〕原资料的质量及其检验。 ➢ 原资料的用量与制品性能、成型工艺的联络。 ➢ 3〕原资料的价钱，在不影响产质量量的前提下，降低
第十篇橡胶配方设计的试验设计方法PPT课件
为两水平平均值之差，其绝对值大小 反映了不同因子对试验结果的影响情 况。
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15
x3(0.382)
x2 (0.618)
0
3.6
9.3
x4(0.382)
x3(0.618)
0
2.2
3.6
5.7
试验结果：齐聚酯用量的合理范围为2.2～5.7质量份。
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橡胶配方设计的试验设计方法
二、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。
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橡胶配方设计的试验设计方法
一、正交表的概念
1．正交表的表示 正交表是试验设计法中合理安排试验并对数据进行统计 分析的主要工具。常用的正交表有：L4（23），L8 （27），L12（211），L16（215），L20（219），L32 （231），L8（4×23），L16（42×29），L16 （43×26），L16（44×23），L16（8×28），L16 （215），L16（215），L16（215），L9（34），L27 （313），L16（45），L25（56）…… 正交表的符号以L4（23）为例，说明如下： L——表示正交； 4——代表试验次数； 2——标准正交表上可安排的因子水平数； 3——代表列数(试验的因子数)。
A×C 5 1 2 1 2 2 1 2 1
8.5 8.0 0.125
B×C 6 1 2 2 1 1 2 2 1 7
9.5 -0.625
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4. 生产配方（Mi,kg）： = Q/∑mi × 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。
表1-1 橡胶配方的表示形式
原材料名称， 基本配方, 质量分数 体积分数 生产配
(g/cm3)
质量份 配方/％ 配方/％ 方，kg
NR 0.92
100 62.20① 76.70② 50.0③
C.B.
202合0/1计2/31
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
162.5
1.3 橡胶配方设计的种类、原则和步骤
第1章 橡胶配方设计基础
1.1 配方表示形式
一、概述 1.概念
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 硫化体系：与橡胶大分子起化学作用，使橡胶由线 型大分子变为三维网状结构，提高橡胶性能、稳定形 态的体系。 补强填充体系：在橡胶中加入炭黑等补强剂或其它填 充剂，提高其力学性能，改善工艺性能，或者降低制 品成本。 防护体系：加入防老剂，延缓橡胶的老化，提高制品 的使用寿命。 增塑体系：降低制品硬度和混炼胶的粘度，改善加工 工艺性能。
性能配方：技术配方，全面考虑各种性能的搭配，增 加或调整基础配方的内容，以满足制品使用条件的配 方。 实用配方：生产配方，在满足要求的性能配方基础上 ，结合实际生产条件所得的实用投产配方。
基础配方、性能配方、实用配方是相互制约、相互 影响的。
例：橡胶基础配方： 生胶：100份；硫磺：0.5-3.5份；促进剂：0.5-1.5份 ZnO:1-10份；Hst：0.5-2.0份；防老剂：0.25-1.5份
硫磺 2.05
3
1.86
1.03
1.5
促进剂M 1.42
1
0.60
0.50
0.5
ZnO 5.57
5
3.10
0.63
2.5
St 0.92
2
1.24
1.54
1.0
C.B. 1.80
50
31.00
19.60
25.0
合计
161
100.00 100.00
80.5
1.2 配方换算
①质量分数配方计算：mi%=mi×(100/∑mi) ②体积分数配方计算：Vi%=mi/ρi×[100/∑(mi/ ρi)] ③生产配方计算：Mi=mi×(Q/ ∑mi)
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 密度/ 体积/份 质量
体积 生产配方
（g/cm3）
百分数/% 百分数/% /Kg
NR 100.00 0.92 108.70
S
2.75
促M 0.75
ZnO 5.00
2.05 1.42 5.57
（一）配方设计的内容 1、确定硫化胶的主要性能及性能指标范围
（1）已有成品：解剖成品，测试性能 （2）无成品：借鉴同类或相似产品或计算机模拟分析提出
2、确定合适的工艺条件及指标值的范围
实验研究确定
3、确定主体材料和配合剂的品种与用量
实验研究确定
4、确定原材料的指标范围
实验研究确定，参考原材料出厂检测指标，以满足制品 性能要求为准。
硬脂酸 3.00 0.92
炭黑 45.00 1.80
防老剂 1.00 1.12
合计 157.50 — 140.62
63.49
77.30 20.00
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
原材料 基本配方 生产配方
名称 质量份
kg
X促M母=1/(20/125)=6.25份 母胶中：
2.配方设计的意义 ①是橡胶制品生产过程中的重要技术依据. ②对产品质量有决定性的影响. ③对产品的经济成本也有决定性的影响
例：设计胶管的内层胶
使用环境：输送气体、输送泥浆、酸、碱、 油类液体。
生 胶 的
输送气体：气密性好的橡胶IIR、NR、NBR 泥酸浆、：碱要：求SB耐R、磨E性P好DM, NR、SBR、BR
合计
161
80.5
合计
161
80.5
2020/12/31
由生产配方计算基本配方：
mi=Mi×（100/∑M胶）
mi——基本配方中各组分的份数；
Mi——生产配方中各组分的实际质量，kg；
∑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
确 定
油类：NBR、CR 刹车液：EPDM
二、 橡胶配方的组成及表示形式
1.橡胶配方的组成
橡胶配方简单地说就是一份生胶和 各种配合剂用量的配比表。
生产上的橡胶配方包含：胶料的名 称代号及用途，生胶及各种配合剂的 用量、含胶率，比重、成本及胶料的 物机性能等。
2. 配方的表示形式 1. 基本配方 以质量份数表示（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。
XNR=6.25×(100/125)=5份
XZnO=6.25×(5/125)=0.25份
原材料 基本配方 生产配方
名称 质量份
kg
NR
100
50.0
S
3
1.5
促M
1
0.5
ZnO
5
2.5
St
2
1.0
C.B.
50
25.0
NR
95
S
3
促M母胶 6.25
ZnO
4.75
St
2
C.B.
50
47.5计算成本
（二） 配方设计的种类
实用配方（生产配方） 性能配方（技术配方） 基础配方（标准配方）
基础配方：标准配方，仅包括最基本的组分，采用 传统的配合量，以生胶和配合剂鉴定为目的，反映 胶料基本工艺性能及硫化胶基本物理机械性能的配 方。 基础配方的获得： （1）ASTM标准 （2）根据实验的基本情况进行拟定 （3）借鉴同类或类似产品的生产配方
实际用量表示。
表1-1 橡胶配方的表示形式
原材料名称， 基本配方, 质量分数 体积分数 生产配
(g/cm3)
质量份 配方/％ 配方/％ 方，kg
NR 0.92
100 62.20① 76.70② 50.0③
C.B.
202合0/1计2/31
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
162.5
1.3 橡胶配方设计的种类、原则和步骤
第1章 橡胶配方设计基础
1.1 配方表示形式
一、概述 1.概念
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 硫化体系：与橡胶大分子起化学作用，使橡胶由线 型大分子变为三维网状结构，提高橡胶性能、稳定形 态的体系。 补强填充体系：在橡胶中加入炭黑等补强剂或其它填 充剂，提高其力学性能，改善工艺性能，或者降低制 品成本。 防护体系：加入防老剂，延缓橡胶的老化，提高制品 的使用寿命。 增塑体系：降低制品硬度和混炼胶的粘度，改善加工 工艺性能。
性能配方：技术配方，全面考虑各种性能的搭配，增 加或调整基础配方的内容，以满足制品使用条件的配 方。 实用配方：生产配方，在满足要求的性能配方基础上 ，结合实际生产条件所得的实用投产配方。
基础配方、性能配方、实用配方是相互制约、相互 影响的。
例：橡胶基础配方： 生胶：100份；硫磺：0.5-3.5份；促进剂：0.5-1.5份 ZnO:1-10份；Hst：0.5-2.0份；防老剂：0.25-1.5份
硫磺 2.05
3
1.86
1.03
1.5
促进剂M 1.42
1
0.60
0.50
0.5
ZnO 5.57
5
3.10
0.63
2.5
St 0.92
2
1.24
1.54
1.0
C.B. 1.80
50
31.00
19.60
25.0
合计
161
100.00 100.00
80.5
1.2 配方换算
①质量分数配方计算：mi%=mi×(100/∑mi) ②体积分数配方计算：Vi%=mi/ρi×[100/∑(mi/ ρi)] ③生产配方计算：Mi=mi×(Q/ ∑mi)
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 密度/ 体积/份 质量
体积 生产配方
（g/cm3）
百分数/% 百分数/% /Kg
NR 100.00 0.92 108.70
S
2.75
促M 0.75
ZnO 5.00
2.05 1.42 5.57
（一）配方设计的内容 1、确定硫化胶的主要性能及性能指标范围
（1）已有成品：解剖成品，测试性能 （2）无成品：借鉴同类或相似产品或计算机模拟分析提出
2、确定合适的工艺条件及指标值的范围
实验研究确定
3、确定主体材料和配合剂的品种与用量
实验研究确定
4、确定原材料的指标范围
实验研究确定，参考原材料出厂检测指标，以满足制品 性能要求为准。
硬脂酸 3.00 0.92
炭黑 45.00 1.80
防老剂 1.00 1.12
合计 157.50 — 140.62
63.49
77.30 20.00
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
原材料 基本配方 生产配方
名称 质量份
kg
X促M母=1/(20/125)=6.25份 母胶中：
2.配方设计的意义 ①是橡胶制品生产过程中的重要技术依据. ②对产品质量有决定性的影响. ③对产品的经济成本也有决定性的影响
例：设计胶管的内层胶
使用环境：输送气体、输送泥浆、酸、碱、 油类液体。
生 胶 的
输送气体：气密性好的橡胶IIR、NR、NBR 泥酸浆、：碱要：求SB耐R、磨E性P好DM, NR、SBR、BR
合计
161
80.5
合计
161
80.5
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由生产配方计算基本配方：
mi=Mi×（100/∑M胶）
mi——基本配方中各组分的份数；
Mi——生产配方中各组分的实际质量，kg；
∑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
确 定
油类：NBR、CR 刹车液：EPDM
二、 橡胶配方的组成及表示形式
1.橡胶配方的组成
橡胶配方简单地说就是一份生胶和 各种配合剂用量的配比表。
生产上的橡胶配方包含：胶料的名 称代号及用途，生胶及各种配合剂的 用量、含胶率，比重、成本及胶料的 物机性能等。
2. 配方的表示形式 1. 基本配方 以质量份数表示（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。
XNR=6.25×(100/125)=5份
XZnO=6.25×(5/125)=0.25份
原材料 基本配方 生产配方
名称 质量份
kg
NR
100
50.0
S
3
1.5
促M
1
0.5
ZnO
5
2.5
St
2
1.0
C.B.
50
25.0
NR
95
S
3
促M母胶 6.25
ZnO
4.75
St
2
C.B.
50
47.5计算成本
（二） 配方设计的种类
实用配方（生产配方） 性能配方（技术配方） 基础配方（标准配方）
基础配方：标准配方，仅包括最基本的组分，采用 传统的配合量，以生胶和配合剂鉴定为目的，反映 胶料基本工艺性能及硫化胶基本物理机械性能的配 方。 基础配方的获得： （1）ASTM标准 （2）根据实验的基本情况进行拟定 （3）借鉴同类或类似产品的生产配方