橡膠制品的配方設(shè)計(jì)原理

【橡膠技術(shù)網(wǎng) - 配方設(shè)計(jì)】

　　制定壓出膠料配方時(shí)必須考濾，壓出過程對膠料性能的要求以及膠料壓出創(chuàng)造的有利條件。如容易壓出、操作安全、表面光滑、花紋和斷面清晰等，這些對膠料的收縮彭脹有很大的影響。首先是含膠率，膠料的含膠率在95%以上時(shí)，彈性大，壓出的半成品收縮率大，表面粗糙。相反含膠率在25%以下時(shí)，如不適當(dāng)?shù)剡x擇軟化劑的品種和用量，也不易壓出，表面粗糙而無光澤，含膠率高時(shí)彭脹率也大，可以通過加入再生膠可以降低收縮率。

　　軟化劑是壓出膠料配方的重要組分之一，它使壓出易于進(jìn)行，降低膠料的收縮率，并使壓出規(guī)格精確，壓出含有大量填充劑的膠料時(shí)，必須適當(dāng)加入軟化劑，如油膏、礦物油、石臘等。但過量地加入粘性軟化劑時(shí)，都有降低壓出速度的傾向。對于需要其它材料粘附的半成品，要避免使用易噴出的軟化劑。

　　填充劑影響較復(fù)雜。適當(dāng)?shù)丶尤肽苁鼓z料易壓出，收縮率小，特別是爐法炭黑效果顯著，可以降低發(fā)熱量。大量加入時(shí)，則壓出的半成品粗糙。硬質(zhì)炭黑比軟質(zhì)壓出困難，壓出收縮與粒徑無關(guān)，但受結(jié)構(gòu)及配合量的支配，結(jié)構(gòu)愈高、配合量愈大，則半成品的收縮量愈小。

　　壓出的機(jī)頭溫度一般在100度左右，所以壓出膠料應(yīng)選用臨界溫度高的遲效性促進(jìn)劑，不易引起焦燒，增加效料收縮率，影響半成品規(guī)格。

　　在配合劑中，易揮發(fā)的液體和水份含量應(yīng)降至最低限度，否則會(huì)在壓出溫度下，會(huì)因揮發(fā)而使膠料產(chǎn)生汽泡，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

　　低硬度、低強(qiáng)度或發(fā)粘膠料，壓出時(shí)易變形或巻入汽泡可用加補(bǔ)強(qiáng)性填充劑的方法增加生膠的強(qiáng)度。也可采取以下方法改進(jìn)，1.加入油膏2.加入重質(zhì)碳酸鈣，蠟類、石油軟化劑降低粘度防止空汽混入，3.用對硬度影響較小的非補(bǔ)強(qiáng)性填充劑降低橡膠的含量，4.并用高粘度原料橡膠或部分交聯(lián)橡膠（PA86/丁苯橡膠1000等）防止變形減少收縮。5.可與再生膠并用，含量30-50%混煉膠的壓出表面和加工性能較好。

　　 配方設(shè)計(jì)與硫化物性的關(guān)系

　　一、高定伸強(qiáng)度即硬度較高的橡膠，常用天然膠、氯丁膠、丁睛膠等制造。用大量的填充劑，尤其是滑石粉能顯著增加硬度。但這樣會(huì)使抗張強(qiáng)度降低，改用槽法炭黑、高耐磨炭黑、白炭黑等，并用多量的促進(jìn)劑硫化，增加交聯(lián)密度，可取得較好的結(jié)果。促進(jìn)劑可采用D、M、或D/DM并用，亦可采用肖石灰無機(jī)促進(jìn)劑。為了提高定伸強(qiáng)度，應(yīng)少用軟化劑，可與熱固樹脂，如酚醛樹脂、苯乙烯樹脂并用。、添加堿性物質(zhì)和少量的甘油，都有利于提高硫化膠的硬度。反之低定伸強(qiáng)度的軟橡膠可采用天然橡膠、丁基橡膠制造。通過減少填充劑用量，采用低硫配合方法，這樣膠料的成本會(huì)增加、且強(qiáng)力會(huì)下降，因此，低定伸膠料采用陶土、重質(zhì)碳酸鈣、熱裂法碳黑的填充較好，另外，可適當(dāng)應(yīng)用硫化油膏。以及MBTS及硫脲類促進(jìn)劑。

　　二、彈性，制造高彈性膠料參考如下要上點(diǎn)；1,用彈性最好的天然、順丁橡膠2,補(bǔ)強(qiáng)劑用量要少3.硫化劑和超促進(jìn)劑用量適當(dāng)增多4.少用軟化劑及增塑劑，但硫化交聯(lián)密度也不宜過大。

　　三、抗張強(qiáng)度和伸長率，[hide]高抗張強(qiáng)度的配方采用天然橡膠、氯丁橡膠、氯黃化聚乙烯橡膠等結(jié)晶性橡膠。含膠率可達(dá)60%以左右。此外選用優(yōu)秀的補(bǔ)強(qiáng)性填充劑如炭黑、白炭黑并使之分散均勻。用白炭黑時(shí)用量不宜超過25份，當(dāng)使用非結(jié)晶性橡膠時(shí)要增大補(bǔ)強(qiáng)劑的用量，注意分散均勻并采用硫化速度較快的硫化體系。

　　1.降低硫黃的用量，多用軟化劑或增塑劑可獲得伸長率較大的橡膠制品。促進(jìn)劑選用噻唑類，用量要適當(dāng)增加、以保持硫硫化曲線的平坦性能，填充劑少加。以用陶土較好，亦可使用炭黑，尤其是軟質(zhì)炭黑。

　　影響橡膠強(qiáng)度的因素是多方面的，除了交聯(lián)密度外主要因素如下，1.形變速度，強(qiáng)度時(shí)間依賴是所有材料的共同規(guī)律，在快速施力下，橡膠的強(qiáng)度要比慢速要高，這時(shí)因?yàn)榭焖偈┝�時(shí)分子鏈還來不及伸展，鏈尚末受到張力的作用因而斷裂的機(jī)會(huì)減小，強(qiáng)度就增加。

　　2.伸長結(jié)晶性，非結(jié)晶性橡膠的配方強(qiáng)力較低，對伸長結(jié)晶的天然膠，選擇適當(dāng)?shù)牧蚧�體系，強(qiáng)力可達(dá)到250公斤/厘米左右。這是因?yàn)樘烊幌鹉z隨著伸長的增加，在拉伸方向上產(chǎn)生結(jié)晶的緣故，天然橡膠的結(jié)晶約需2秒以上短于些時(shí)間，在高速試驗(yàn)條件下不顯示補(bǔ)強(qiáng)作用。

　　3.溫度，不同溫度下測得的抗張強(qiáng)度有差別的。合成橡膠、尤其是極性較大的橡膠在低溫下有較高的抗張強(qiáng)度，在高溫時(shí)抗張強(qiáng)度較低，使用補(bǔ)強(qiáng)劑雖可提高強(qiáng)度，但仍不如天然橡膠硫化膠。為了改善這一缺點(diǎn)。可以采用在合成橡膠中引入能產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)的官能團(tuán)，借以形成主價(jià)鍵的方法，或使結(jié)構(gòu)中具有活潑的氫原子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，利用富有反應(yīng)性的鹵素增加交聯(lián)等來提高橡膠的強(qiáng)度。

　　4.分子量，強(qiáng)度隨著分子量增大而增加，這是因?yàn)榉肿渔滈L時(shí)，分子間的作用力大，分子鏈的柔順性相對增大些，如分子鏈上有極性取代基時(shí)，使次價(jià)提高，其強(qiáng)度也會(huì)提高。

　　5.支化和凝膠，在聚合過程中或在高溫強(qiáng)列機(jī)械作用下能使橡膠橡膠分子產(chǎn)生支鏈，由于支鏈的存在使大分子排列不規(guī)則，硫化后使橡膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不完整，可能產(chǎn)生裂縫，使強(qiáng)度降低。在聚合過程中產(chǎn)生的凝膠也破壞了橡膠分子的規(guī)整性，使橡膠強(qiáng)度降低。

　　四、撕裂強(qiáng)度

　　影響撕裂強(qiáng)度的主要因素如下，

　　1.在純膠配方中，與其它合成橡膠相比，常溫下天然橡膠的撕裂強(qiáng)度大，且溫度升高時(shí)變化也不大。

　　2.與非結(jié)晶性橡膠相比，常溫時(shí)結(jié)晶橡膠撕裂強(qiáng)度大，但除了天然橡膠外，隨著溫度的升高都有明顯的下降。

　　3.用炭黑補(bǔ)強(qiáng)的合成橡膠的撕裂強(qiáng)度有明顯的改善，但仍不如天然橡膠，在配方中加入適量的再生膠，能降低生熱性對撕裂性能會(huì)有幫助。

轉(zhuǎn)自：橡膠技術(shù)網(wǎng)，橡膠行業(yè)門戶網(wǎng)站！