XX514第7章橡胶配方设计

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。

橡胶配方设计知识点归纳橡胶配方设计是橡胶制品生产过程中的重要环节，涉及橡胶成分的选择和合理配比等方面。

本文将从橡胶材料的选择、添加剂的选用、硫化系统的设计以及橡胶配方的优化等几个方面，对橡胶配方设计的知识点进行归纳和阐述。

1. 橡胶材料的选择橡胶制品的性能取决于选择的橡胶材料。

橡胶材料常见的有天然橡胶和合成橡胶。

天然橡胶具有良好的弹性和抗拉性能，但耐磨性较差；合成橡胶种类繁多，可以根据需要选择不同种类的合成橡胶，如丁腈橡胶、丁苯橡胶等。

在橡胶配方设计中，需要根据产品的要求选择合适的橡胶材料，并进行混炼。

2. 添加剂的选用除了橡胶材料外，配方中通常还需要添加各种添加剂来改善橡胶制品的性能。

添加剂包括增塑剂、增强剂、防老剂、硫化剂等。

增塑剂可提高橡胶的柔软性和可加工性，增强剂可以提高橡胶的强度和耐磨性，防老剂可以延长橡胶制品的使用寿命，而硫化剂则是橡胶配方中必不可少的成分，其作用是促使橡胶发生硫化反应，使之具有弹性。

3. 硫化系统的设计硫化系统是橡胶配方设计中的关键部分。

硫化反应是橡胶成型过程中的一项重要工艺，通过将硫化剂加入橡胶中，发生交联反应，使橡胶具有更好的力学性能和耐用性。

硫化系统的设计包括硫化剂的选择、硫化剂与促进剂的配比、硫化温度和时间等因素。

不同的橡胶制品对硫化系统的要求有所不同，因此在配方设计时需要根据具体情况进行调整和优化。

4. 橡胶配方的优化橡胶配方的优化是指通过合理的调整橡胶配方的比例和成分，以获得最佳的橡胶制品性能。

橡胶配方的优化需要综合考虑多种因素，如橡胶材料、添加剂的选择和比例、硫化系统的设计等。

通过试验和实践，不断调整和改进配方，可以使橡胶制品的性能得到提高，达到更好的使用效果。

总结：橡胶配方设计是橡胶制品生产中不可或缺的一环，涉及橡胶材料的选择、添加剂的选用、硫化系统的设计以及配方的优化等多个方面。

只有通过科学合理的配方设计，才能制备出性能稳定、质量可靠的橡胶制品。

因此，在进行橡胶配方设计时，需要充分考虑各种因素，并根据具体要求进行精确的调整和优化，以获得最佳的产品性能。

橡胶配方设计一、橡胶配方设计的基本原则1.1 满足产品性能要求橡胶制品的性能要求包括力学性能、耐热性、耐寒性、耐油性、耐酸碱性等，配方设计要根据产品使用环境和使用要求，合理选择各种橡胶材料和助剂，以满足产品的各项性能指标。

1.2 经济适用橡胶材料和助剂价格不同，配方设计时要考虑成本因素，经济适用是保证产品竞争力的重要因素。

1.3 生产工艺可行橡胶制品生产工艺复杂，配方设计时需要考虑生产工艺可行性，避免出现生产难度大、成本高等问题。

二、橡胶配方中各种材料及其作用2.1 橡胶材料常用的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶和再生橡胶。

天然橡胶具有优异的物理机械性能和加工特性，但价格较高；合成橡胶种类繁多，具有多样化的物理机械性能和加工特性，但价格相对较低；再生橡胶是回收废旧橡胶制品后经过加工处理得到的材料，价格低廉，但物理机械性能和加工特性相对较差。

2.2 填料填料是橡胶配方中的重要组成部分，可以改善橡胶制品的力学性能、耐热性、耐寒性等特性。

常用的填料有碳黑、白炭黑、滑石粉、硅灰等。

2.3 功能助剂功能助剂可以改善橡胶制品的物理机械性能、加工特性和使用寿命。

常用的功能助剂有增塑剂、硫化剂、促进剂等。

2.4 加工助剂加工助剂可以提高橡胶混炼和成型的效率和质量。

常用的加工助剂有防老化剂、润滑剂等。

三、橡胶配方设计流程3.1 确定产品要求根据产品使用环境和使用要求，确定产品各项指标要求，如强度、硬度、耐磨损性等。

3.2 选择合适数量级的材料根据产品要求和经济适用原则，选择合适数量级的橡胶材料、填料和助剂。

3.3 设计初步配方根据所选材料的特性和配比原则，设计初步配方，并进行小批量试制，测试各项性能指标。

3.4 优化配方根据试制结果，对配方进行优化调整，再次试制并测试各项性能指标，直至达到产品要求。

3.5 稳定生产确定最终配方后，进行大批量生产，并对生产过程中的各项参数进行控制和调整，保证产品稳定性能。

四、橡胶配方设计常见问题及解决方法4.1 配方中填料过多或过少导致产品性能不稳定。

橡胶配方设计的程序橡胶配方设计是橡胶企业一项经常性的技术活动，在进行橡胶配方设计时，其程序包括以下几个步骤：（1）进行技术调研，收集有关资料在技术调研中，主要了解制品（特别新产品或老产品改造）的使用条件、性能要求及存在问题。

与此同时，还要了解同类制品和类似制品的技术状态及其橡胶配方的试验数据；了解各种胶料、配合剂的性能及发展动态；了解新的加工设备及工艺方法并收集其尽可能详尽的资料，以备配方设计（包括试验、试生产和调整配方）时进行参考。

（2）拟定配方，确定试验项目根据制品的性能指标及其他设计要求，初步拟定出几个性能配方，并确定性能试验项目。

拟定配方的步骤如下：1）根据胶料的种类、性能及用途（即主要的性能指标），确定选用生橡胶的品种（单用或是并用）及含胶率。

2）根据选定生橡胶的种类及型号、工艺条件（即硫化工艺和条件等）与制品的性能特点来确定配方中硫化体系的组成与配比。

3）根据胶料的性能、加工工艺及生产成本等要求，确定补强填充剂的品种、用量以及胶料的密度等。

4）根据生橡胶及填料的种类、胶料应具有的物理性能（即硬度、弹性、耐热和耐寒性等）与加工条件来确定软化（增塑）剂的品种及用量。

5）根据产品的使用环境与条件来确定防老剂的品种与用量。

6）根据制品的特性要求来选用着色剂、发泡剂、抗静电剂、阻燃剂等专用配合剂的品种及其用量。

橡胶配方的性能试验项目通常包括硬度、弹性、耐高低温性、拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率。

永久变形、平均硫化收缩率、耐天候性能、耐热氧老化、耐臭氧老化、抗疲劳老化等。

从加工性能来看，还有可塑度、焦烧、硫化特性等项目。

此外，如果制品设计要求需要，还可以作耐油、耐化学溶剂；生热性；耐磨耗、附着力及特定的项目试验。

（3）进行必要的试验，从拟定的系列性能配方中选出最佳配方方案这个阶段的试验，一般都是在试验室进行小样试验，按试验方案进行试验和修改，初步定出最佳配方。

（4）复试与扩大中试通常所选定的最佳配方，一般都要通过数次复试，如果性能稳定合格，则可进入车间视模的试验，并生产出试制成品。