各种橡胶制品配方设计的要点及一般程序

B、硫化体系：采用NBR的耐油胶管胶料，一般以低硫配合的有效或半有效硫化体系效果较好。采用DCP硫化的NBR具有压缩永久变形小，耐热、耐低温性能好，不易焦烧和贮存稳定性好，缺点是伸长率低、耐撕裂性能差、硫化速度慢，可选用低硫或无硫配合，也可采用DCP-硫磺/促进剂复合硫化体系，促进剂DM、CZ、TMTD等。
素质目标
培养学生分析问题、解决问题的能力
教学重点
1、配方设计实验过程及结果的分析讨论；
2、配方设计及实验方案的改进。
教学难点
1、配方设计实验过程及结果的分析讨论；
2、配方设计及实验方案的改进。
课后作业
课外任务：针对实验及汇报实际，对实验方案设计进行改进完善，完成总结报告；复习本门课程的主要内容，准备期末考试。
（3）耐热运输带的相关标准
（1）帆布芯耐热输送带GB/T 20021-2005
指标名称项目
类型
T1可耐热不大于100℃试验温度
允许变化范围
硬度(邵A)
老化后与老化前之差(IRHD)
+20
老化后的最大值（IRHD）
85
拉伸强度（MPa）
性能变化率/%
-25
老化后最低值/MPa
12
拉断伸长率（最大伸长率）
第三组、胶鞋鞋大底配方设计
第四组、纺织胶辊、胶圈配方设计
第五组、耐酸密封圈配方设计
第六组、桥梁减震垫配方设计
提出相应要求：
查找各制品的国标或行标或企业标准百度文库确定其性能指标；结合具体制品结构及性能要求，进行配方及工艺设计。配方设计包括：设计该制品的典型配方，并对配方进行分析论证（各配合体系的选择与论证）；设计验证试验：实验仪器与设备，各种工艺条件的选择（塑炼、混炼过程、硫化参数的测定、试样硫化），性能测试方法和操作规程，试验结果与讨论，实验结论与改进方法等。
硫黄
2.5
四线油
15
歧化松油
5
合计
201
①生胶：（三元乙丙橡胶100）
耐热输送带覆盖胶最常用的橡胶品种是SBR，IIR和EPR。目前，SBR是最常用的，但它只适合在12O℃以下使用；IIR的耐高温性能比SBR好，但工艺性能差，价格又太高，国内使用得很少；EPR耐热性能和价格都比较适中，适于生产耐热输送带。
（1）使用环境条件：
耐热输送带主要用于运送温度较高的物料，广泛应用于冶金、建材、化工等行业，如球团矿石、水泥熟料、烧结矿等。耐热输送带由3部分组成：1)覆盖胶；2)缓冲胶(又称过渡层)；3)帆布擦贴胶。按照HG／T2297—19926《耐热输送带》标准规定，耐热输送带分3个型号。l型：可耐不高于100℃试验温度，代号T1；2型：可耐不高于120℃试验温度，代号T2；3型：可耐不高于150℃试验温度，代号T3。主要性能要求硬度老化后与老化前之差小于±20；拉伸强度变化率小于30%；拉断伸长率变化率小于50%。
教师姓名
授课班级
授课时间
高分子应用
课次
2
授课主要形式
讲授，理实一体化
授课时数
2
授课内容
情境设计二、其它常用橡胶制品配方设计
课堂讨论：前期实验结果的分析讨论，本门课程的主要内容总结
教学目标
知识目标
1、了解各种橡胶制品配方设计的要点及一般程序；
2、理解配方设计的原则，程序，成本核算等；
能力目标
能结合具体制品的配方设计及实验过程，分析实验结果，改进配方设计及实验方案设计
E、防老剂：应选用不容易被介质抽出的防老剂，如防MB、RD、4010NA、A、D等。
配方示例：
如：NBR 100，氧化锌5，SA 1，防RD 1，防MB 1，喷雾炭黑40，HAF 55，DBP 10，葵二酸二丁酯15，DCP 2，促CZ 1.5，促M 0.5，硫磺0.3等。（65±5）
2、耐热输送带覆盖胶配方设计
老化后变化率/%
-50
老化后最低值/%
200
磨耗量（/1.61km，T1型）
老化前磨耗量（cm3合格品）
1.0
（4）耐热运输带的配方示例分析
原材料
基本配方
/质量份
原材料
基本配方
/质量份
三元乙丙橡胶
100
氧化镁
10
氧化锌
10
促进剂M
2
硬脂酸
1
促进剂TMTD
2
防老剂D
2
促进剂ZDC
1.5
中超耐磨炉黑
50
（2）性能要求：（T1型）
•良好的耐热性，在100℃条件下长期使用，在高于100℃短期使用；
•不但要在常温下有较好的耐磨性，而且要求在高温条件下不劣化。
•硫化前要有一定的自粘性和与缓冲胶的互粘性，硫化后有较高的粘合强度
•硬度和拉伸性能达到要求
•较长的焦烧时间及较好的加工工艺性能
•压出物表面光滑，尺寸稳定性好
参考知识内容：
1、耐油胶管配方设计
（1）使用环境条件：近年来，随着军备器械及交通运输车辆的高性能化，含有多种不同官能团、具有多种功能的合成油品被开发出来。相应配套耐油胶管的，性能也逐渐苛刻化。如输运油品的胶管胶料要求耐热(100℃)、耐寒(-45℃)、耐热氧、耐臭氧老化，耐油及优异的物理机械性能，其中耐油、耐高低温和耐老化性是主要的性能指标。
教师总结实验过程中出现的主要问题，并对各小组汇报同学提出要求：
实验汇报的具体要求如下：
1、实验结果与性能指标的对比分析；
2、实验过程中存在的问题与不足（从配方及整个实验工艺过程进行分析思考）；
3、配方及工艺过程的改进；
4、实验的收获、心得。
各小组分组汇报实验内容、实验结果、实验结果的分析与讨论，实验过程中遇到的问题等
（2）性能要求：
①耐油性好；
②耐热、耐热氧、耐老化性能优异；
③承受较高的压力（具有适当的强伸性能）；
④耐曲挠性能较好；
⑤使用寿命长。
（3）配合体系的选择：
A、胶种选择：一般根据工作介质和工作温度确定，如燃油、液压油、机油等，温度在150℃以下，多选用NBR，或与适量氯丁橡胶并用，也可与其他高聚物如PVC等共混，以获得较好的耐油性和综合性能；当实用温度高于150℃，可选用氢化丁腈、氟橡胶、氟硅橡胶等。
C、补强填充体系：补强剂通常可以用高耐磨CB或通用炉黑或其余半补强炭黑的并用，用量为30—50质量分数。填充剂以碳酸钙、陶土等无机填料为主。
D、软化剂：应以不易被输送的介质油抽出为宜。在满足工艺的情况下，软化剂的用量应尽可能的减少。在以NBR为主要生胶材料的体系中，以脂类软化增塑剂如DBP、DOP等的效果较好。
参考文献
张殿荣，辛振祥主编，《现代橡胶配方设计》；
翁国文主编，《实用橡胶配方技术》
主要教学方法
案例分析、启发引导
备注
组织教学：
课堂秩序整顿和考勤。
问题回顾：
导入新课
情境设计二、实验内容总结讨论-课程复习
结合以前课程实验开始之前，各组布置的任务：
【任务布置】
第一组、耐油胶管配方设计
第二组、耐热输送带覆盖胶的配方设计