特种橡胶配方设计方案
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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。
橡胶配方设计综合实验
橡胶配方设计综合实验
橡胶是一种非常重要的材料,被广泛应用于汽车、航空、医疗、建筑等领域。
橡胶材料的性能和特性,是由其化学成分和配方所决定的。
在橡胶的制造过程中,配方的设计是非常关键的。
本文将介绍橡胶配方设计综合实验。
橡胶配方的设计包括橡胶的基础成分、填充物、增塑剂、抗氧化剂和交联剂的选择及其比例。
橡胶的基础成分一般包括橡胶原料和增塑剂。
橡胶原料有天然橡胶和合成橡胶两种,而增塑剂则是为了提高橡胶材料的柔软度和可塑性。
填充物有助于提高橡胶的强度和硬度,抗氧化剂可以延长橡胶的使用寿命,交联剂则是为了使橡胶固化。
橡胶配方实验是为了确定最佳的橡胶配方,使橡胶的性能达到最优化。
在实验中,首先确定所需的橡胶性能和特性,然后根据这些要求来选择橡胶材料、填充物和化学品。
接下来就是确定配方的比例,这需要进行一系列实验,包括挤出试验、硬度试验、拉伸强度试验、撕裂强度试验、磨损试验和膨胀试验等。
通过这些试验,可以确定最佳的橡胶配方。
综合实验是将所有试验结果综合在一起,以便确定最佳的橡胶配方。
这种实验使用的是正交试验设计方法,这种方法使用最少的实验次数来获得最多的信息。
正交试验可以将试验分解成多组实验,每组实验只有一种变量不同。
通过分析各组实
验结果,就可以确定配方中各成分的最佳比例,以获得最佳的性能。
总之,橡胶配方设计综合实验是一项非常重要的工作。
通过对各种成分的选择和比例的确定,可以获得最佳的橡胶性能和特性。
在工业生产中,这种实验可以有效地提高橡胶产品的质量和生产效率。
橡胶的配方设计实验报告引言橡胶作为一种重要的材料,在工业生产和日常生活中被广泛应用。
为了满足不同应用场合对橡胶材料性能的要求,需要合理设计橡胶的配方。
本实验旨在探究橡胶的配方对橡胶性能的影响,通过变化不同配方的比例,寻找适合特定应用的橡胶配方。
材料和方法材料本实验所使用的材料有:1. 橡胶基材2. 添加剂(硫化剂、促进剂、填充剂等)3. 溶剂方法1. 橡胶基材和添加剂按照一定比例混合。
2. 将混合物放入橡胶研磨机中进行研磨,以使橡胶和添加剂均匀混合。
3. 将混合物连续过筛3次,以确保颗粒大小均匀。
4. 将混合物压制成固体板材。
5. 将板材切割成标准试样。
结果与讨论实验一:不同硫化剂用量对橡胶硬度的影响在本实验中,固定其他配方参数,仅改变硫化剂的用量,测量了制备的橡胶试样的硬度。
硫化剂用量(phr)橡胶硬度(Shore A)0 602 654 706 75从实验结果可以看出,硫化剂用量增加,试样的硬度也相应增加。
这是因为硫化剂与橡胶基材发生反应生成交联结构,提高了橡胶的硬度。
实验二:不同填充剂用量对橡胶强度的影响在本实验中,固定其他配方参数,仅改变填充剂的用量,测量了制备的橡胶试样的抗张强度。
填充剂用量(phr)橡胶抗张强度(MPa)0 1050 12100 15150 18从实验结果可以看出,填充剂用量增加,试样的抗张强度也相应增加。
这是因为填充剂可以增加橡胶的刚性,进而提高橡胶的强度。
实验三:不同促进剂用量对橡胶耐热性的影响在本实验中,固定其他配方参数,仅改变促进剂的用量,测量了制备的橡胶试样在高温下的残余压缩变形率。
促进剂用量(phr)残余压缩变形率(%)0 205 1510 1015 5从实验结果可以看出,促进剂用量增加,试样的残余压缩变形率减小。
这是因为促进剂能够提高橡胶的耐热性,减少在高温下的变形。
结论通过以上实验,我们可以得出以下结论:1. 硫化剂用量的增加会使橡胶的硬度增加。
2. 填充剂用量的增加会使橡胶的抗张强度增加。
特种专用橡胶技术工作方案一、背景特种专用橡胶是一种高性能工程材料,具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性,被广泛应用于航空航天、汽车制造、化工等领域。
为了提高特种专用橡胶的生产质量和工艺水平,制定特种专用橡胶技术工作方案对于企业的发展至关重要。
二、目标1.提高特种专用橡胶的产品质量,满足市场需求。
2.完善特种橡胶生产工艺,提高生产效率。
3.探索新的特种专用橡胶材料和配方,提高产品性能。
三、工作内容1.建立完善的技术研发团队,负责特种专用橡胶技术的研究和开发。
2.优化生产工艺流程,提高生产效率和产品质量。
3.进行特种橡胶材料的性能测试和分析,确定适用性。
4.制定配方开发方案,优化特种橡胶产品的组成和配比。
5.进行特种橡胶原材料的供应商评估和合作,确保原材料的质量和稳定性。
6.建立特种橡胶产品的品质控制流程,监控生产过程中的关键参数。
7.进行特种橡胶产品的市场调研和竞争分析,不断改进产品和开发新产品。
8.加强与相关科研院所、大学和企业的合作,共享优势资源,互相促进技术进步。
四、工作计划1.建立技术研发团队,并制定研发计划和目标,明确分工和责任。
2.进行特种橡胶材料的性能测试和分析工作,获取基础数据。
3.根据市场需求和产品定位,确定特种橡胶产品的组成和配比。
4.将特种橡胶产品的配方进行实验室小试,在小试的基础上进行中试和工业化试验。
5.完善特种橡胶的生产工艺流程,确定生产参数和工艺条件。
6.建立特种橡胶产品的品质控制标准,并进行生产过程中的监控和检验。
7.加强市场调研,了解竞争对手和市场需求,不断优化产品和开发新产品。
8.寻求合作伙伴,加强与相关科研院所、大学和企业的合作,共同推动技术创新和产业升级。
五、工作措施1.配置必要的实验室设备和仪器,建立完善的实验室管理制度。
2.增加技术人员数量,提高技术人员的培训和学习机会。
3.提高团队合作意识,加强内部沟通和协作,形成良好的工作氛围。
4.建立科研成果评价和激励机制,鼓励技术人员的创新和努力。
氟橡胶配方
氟橡胶是一种具有优异耐油、耐溶剂、耐高温和耐腐蚀性能的特种橡胶。
根据不同的应用要求,氟橡胶的配方可以有所差异。
以下是一个常见的氟橡胶配方示例:基础材料:
氟橡胶:主要成分是氟化乙丙橡胶(FKM),其含氟量可根据具体需要选择,一般为65% - 70%。
硫化剂:例如过氧化二苯乙烷(DCP)等。
加工助剂:如硬脂酸镁、稳定剂等。
填充剂:
碳黑:用于增强强度和耐磨性。
维尔峰粉末:用于改善加工性和颜色。
增塑剂:
防老化剂:如2,2'-二羟基-4,4'-二甲基二苯醚(BHT)等。
交联剂:
硫化促进剂:如四乙硫化钼(TMTM)、四乙硫化硒等。
以上只是一个简单的氟橡胶配方示例,实际的配方会根据具体应用和要求进行调整和优化。
在橡胶制品生产过程中,需要进行试验和测试,以确保所选配方的性能符合要求。
此外,为了保证橡胶制品的质量和稳定性,还需要严格控制配方中各个成分的比例和添加量。
在实际应用中,具体的氟橡胶配方应根据产品和应用的需求,以及各种物理性能要求进行进一步的优化和调整。
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。
橡胶配方是如何设计橡胶配方的设计是根据特定的应用要求和所需的性能指标进行的。
一个有效的橡胶配方应包括橡胶基础配方、添加剂、加工制备及调整等几个方面。
橡胶基础配方是橡胶制品配方设计的基础,通常包括橡胶和填充剂、增强剂、软化剂等的组成比例。
橡胶的选择取决于应用的条件和要求,比如耐磨性、耐高温性等。
填充剂可以提高橡胶的硬度、强度和耐磨性,比如炭黑、白炭黑等,增强剂可以增强橡胶的机械性能,如碳酸镁、碳酸钙等。
软化剂可以提高橡胶的可加工性和可拉伸性,例如可溶性橡胶(比如Stearic Acid)、并联型可塑剂(比如硫化剂)、干式再生胶(比如石蜡)、海藻糖酸钠、柔软木香脂、两性磺酸高聚物(比如丙烯酸)等。
添加剂是为了改善橡胶的特性而加入的。
常见的添加剂有加工助剂、稳定剂、硫化剂、促进剂等。
加工助剂可以改善橡胶的加工性能,如降低摩擦系数、防止黏炼等。
稳定剂可以延长橡胶的使用寿命,防止老化、氧化等。
硫化剂和促进剂则可以促使橡胶的硫化反应,增强橡胶的强度和硬度。
加工制备是橡胶配方设计中的重要一环。
橡胶的加工通常包括混炼、塑化和硫化等过程。
混炼是为了将橡胶和各种添加剂充分混合,以便形成均匀的橡胶混合料。
常见的混炼设备有开炼机、混炼机、密炼机等。
塑化是用于改变橡胶的物理性质,使其适应特定的加工工艺。
塑化过程通常涉及加热、混合和挤出等。
硫化是通过加热使橡胶中的硫与橡胶分子发生反应,形成交联结构,从而使橡胶获得弹性和机械性能。
在配方设计过程中,还需要对配方进行调整和优化。
例如,根据橡胶配方中不同添加剂的相互作用、温度的影响以及橡胶配方在使用过程中出现的问题,进行适当的调整和优化。
同时,根据现有的技术和研究成果,可以采用试验和模拟的方法来优化配方,以提高橡胶的性能和使用寿命。
总之,橡胶配方的设计是一个复杂的过程,需要综合考虑橡胶的性能需求、工艺特点和添加剂的相互作用等多个因素。
通过合理设计橡胶配方,可以满足不同应用领域对橡胶制品性能的要求,并提高橡胶制品的使用寿命和性能。
橡胶的配方设计(小结)橡胶的配方设计一、基本要求:性能:满足产品使用的性能要求,综合考虑。
工艺:满足实际生产工艺要求,有利于提高生产率,指导生产(配炼工艺)。
成本:应有较高的技术经济指标。
材料:应有可靠材料来源。
二、步骤:拟订性能指标:调查研究:使用条件、工厂设备条件。
选择材料品种、规格、数量:胶种→硫化体系→防老体系→填充补强体系→软化体系。
拟定实验配方方案:选择材料含量、加入的顺序、加入的方法。
一、二个基本配方,再提出数个(或n+1个)平行方案,试采用正交实验。
实验配方试验:制样品、性能测试、选定最佳一个或几个。
小批量生产性试验。
修订配方、重做试验、最终确定佯证配方的可靠性。
三、表示方法:1. 重量分数:以橡胶的重量份数为100份。
2. 重量百分数:3. 体积百分数:4. 生产配方(重量):四、配方设计举例:加料顺序:生胶→固体软化剂→促进剂、活化剂、防老剂→填充补强剂→液体软化剂→硫化剂、超促进剂。
1. 配方1:(绝缘)phr 护套绝缘天然橡胶 50 70 促进剂TMTD丁苯橡胶 50 30 硫磺氧化锌 10 5 活化剂硬脂酸 0.5 1.2 助促进剂(硬脂酸用于TMTD硫化中,容易使铜线发黑)二硫化氨基甲基酸促进剂ZDC 1.5噻唑类促进剂M 0.5 1.0 促进剂、一般与+ZnO+硬脂酸对它增强活性含S、N化合物,苯并咪唑胺类防老剂MB 2.5 O2、气候、中性防老胺类防老剂DNP 0.5 热、气候、有害金属Cu、Mn。
防老剂D 2.0 热、氧、屈挠龟裂、对有害金属有抑制作用,通用型石蜡 10 5 软化剂滑石粉 50 填充化学碳酸钙 106.5 25 填充陶土 30 填充高耐磨碳黑 20 填充配方2:材料配比/phrCR232 100 氯丁橡胶氧化镁(特级) 4 硫化剂FEF碳黑 25 快压出炉黑SRF碳黑 15 半补强炉黑陶土 50 填充剂氢氧化铝 30 阻然剂氧化锌 5 硫化剂NA—22 1.2 硫脲类促进剂DM 0.5 硫化延迟剂、促进剂DM石蜡 3 软化剂硬脂酸 0.5 软化剂DOP 10 增塑剂、临苯二甲酸二辛脂防老剂ODA 4 防老剂OD、胺类防老剂、P396手册。
特种性能胶管各胶层胶料的配合原则,首先应根据工作层的(与介质直接接触的胶层)的性能教求而选配;至于其他各胶层,则以相应的使用性能与工艺特点进行配合。
举例如下:1.电绝缘胶管(1)胶管选择:选非极性橡胶,例如天然橡胶,丁基橡胶,乙丙橡胶,硅橡胶都可用。
选用的橡胶应注意洁净,防止混入禁书杂质。
在胶料的配合中含胶率应适当提高。
(2)硫化体系:以低硫(磺)配合为宜,其中促进剂以噻唑类(如M,DM)的绝缘效果较好。
(3)补强剂及填充剂:在黑色胶管中,以选用低结构的炭黑为宜,用量不宜过多;填充剂配用陶土粉,滑石粉,云母粉以及碳酸钙等,都有较好的耐电性能。
若不使用炭黑,选用上速无机填料制成的浅色胶管,可获得更为理想的电绝缘效果。
2.耐油胶管:(1)胶种的选择对耐油胶管选用橡胶的原则,应是与输送油类的溶解度参数差距愈大愈好。
通常情况下,多以丁腈橡胶为主,或与适量的氯丁橡胶并用,也采用与其他高分子聚合物并用,以获得较好的耐油性能。
氯醚橡胶是一种具有良好的耐老化耐油类耐溶剂的胶种,因此可用来制造要求更高的耐油胶管。
(2)硫化体系:对采用丁腈橡胶配合的耐油胶管胶料,其硫化体系通常以低硫配合效果较好;在丁腈橡胶与氯丁橡胶并用的配方中,若氯丁的使用比例大于大于丁腈时,应根据氯丁橡胶的硫化系统配合为好。
氯醚橡胶适用的硫化剂与活化剂有乙烯基硫脲(NA-22),二硫化吗啡啉,红铅,二乙基二硫代氨基甲酸锌(ZDC)等多种。
(3)补强及填充剂:通常选用高耐磨炉黑,或与半补炉黑并用,用量一30-50份为宜。
外层胶配方中以半补炉黑为主,用量也适当减少。
一般情况下,当补强剂的补强性能越大,其硫化胶抗溶胀性能愈优,耐油性能也有提高。
因此,在耐油胶管的胶料配方中,在不影响其性能的前提下,补强剂与填充剂的用量在一定范围内科适当增加。
(4)软化剂:在耐油胶管的胶料中,使用的软化剂品种应考虑不溶于被输送介质及无加速橡胶老化的作用。
在满足工艺要求的情况下,其用量尽可能的减少。