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橡胶配方设计原理及工艺 第一章　橡胶配方设计原理第二章 特种橡胶制品第三章　配方设计中的数学方法 二、需掌握的知识 第二节　橡胶配方设计的原则与程序 一、设计原则 使产品性能满足使用的要求或给定的指标。 在保证满足使用性能或给定的指标情况下，尽量节约原材料和降低成本，或者在不提高成本情况下提高质量。 使胶料适合于混炼、压延、压出、硫化等工艺操作，以及有利于提高设备生产效率。 要考虑产品各部位不同橡胶的整体配合，使各部件胶料在硫化速度上和硫化性能上达到协调。例如，轮胎胎面胶和缓冲层、帘布层间。 保证质量前提下，尽可能简化配方。 最终使橡胶的性能、成本和工艺可行性三方面取得综合平衡 二、设计程序 1．确定胶料技术要求 进行调查研究，了解产品使用时的负荷、工作温度、接触介质、使用寿命以及胶料在产品结构中所起的作用，作为配方设计依据。 2．收集技术资料 收集国内外有关同类产品或类似产品研制的技术资料作为配方设计参考。 3．制定基本配方和性能试验项目 制定基本配方步骤如下： 1）确定生胶的品种和用量。根据主要性能指标确定主体胶料品种，用量与含胶率有关。 2）确定硫化体系。根据生胶的类型和品种，硫化工艺及产品性能要求来确定。 3）确定补强剂品种和用量。根据胶料性能、比重及成本确定。 4）确定软化剂品种和用量。根据生胶及填料种类，胶料性能及加工条件确定。 5）确定防老剂品种和用量。根据产品使用环境的条件来确定。 6）确定其它专用配合剂的品种和用量。（如着色剂，发泡剂等） 性能测试项目： 扯断强度，定伸强度，扯断伸长率，永久变形，硬度，回弹性，抗撕裂强度，热老化性能等。 加工性能：可塑度，焦烧性，硫化特性等。 其它如：生热性，疲劳性，耐寒、耐热性，耐臭氧老化性等。 4．进行试验并选取最佳配方 小试试验，选出最佳配方 5．复试和扩大中试 6．确定生产配方 生产配方包括：配方组份和用量，胶料性能指标，塑炼、混炼条件，硫化条件等整套资料。 补充： 配方研究包括三方面： 基础配方 性能配方 生产配方 第三节　橡胶配方设计的组成、 表示方法及测试 有些配合剂以母胶形式加入胶料中，配方需进行相应换算。 TEM分析 红外光谱分析 扯断伸长率：拉伸断裂时伸长部分与原长之比： ε ＝(L1-L0)/L0×100% ε－扯断伸长率，％ L0－试验前试样工作标距(25mm) L1－断裂时标距(mm) 扯断永久变形：试样扯断后经恢复的长度与原长之比。 Ps＝(L2－L0)/L0×100% Ps－扯断永久变形，％ L0－试验前试样工作标距(25mm) L1－断裂后停放3分钟后，对起来的标距(mm) 撕裂强度（KN/m)：试样单位厚度承受的负荷。 分为起始型撕裂和延续型撕裂。 起始型撕裂：指在一定拉伸速度下，试样直角部位被撕裂时的强度。 延续型撕裂：预先割好口的试样，被撕裂时的强度。 有效弹性(E′) ：在拉力试验机上，将试样拉伸到一定长度测定试样收缩时恢复的功同伸长时所消耗的功之比。 滞后损失(E′′)：在拉力试验机上，拉伸试样收缩时所损失的能与伸长时所消耗的功之比。 硬度：是橡胶抵抗外力压入的能力，橡胶工业常用邵氏硬度表示，邵氏硬度是用压针压入试样表面的深度表示硬度。 橡胶磨耗：是橡胶表面受到摩擦力的作用而使橡胶表面发生微观破损脱落的现象。常用阿克隆磨耗来表征－指橡胶试样与砂轮摩擦1.61 km时磨损的体积来表示磨耗量。 回弹性：是描述橡胶变形时，特别是冲击变形时保持其机械能能力的一个指标，回弹大小是以用摆锤冲击橡胶后弹回功与摆锤下落时所作功的百分比表示。 屈挠龟裂：测定橡胶由于多次屈挠而产生裂口时的屈挠次数或橡胶割口扩展法－即测定一定屈挠次数时裂口的扩展长度（后者是裂口增长能力的考察）。 压缩疲劳：是以一定频率和一定变形幅度反复压缩试样，测定其温升和变形。 老化性能：包括大气老化，臭氧老化，热、光老化和湿热老化等。 一般是用老化后前物理机械性能变化的比值来表征。如： 扯断强度老化系数是老化后与前的扯断强度之比。扯断伸长率老化系数是老化后与前的扯断伸长率之比。 第四节 配方设计与硫化胶物机性能关系 定伸强度的影响因素 1、定伸强度与橡胶分子结构的关系 分子量：末端效应，末端数随分子量增大而减少。 分子量分布：分子量相同，分布越窄，强度越高。如NR，高分子量级分多，定伸高。 化学结构：分子链刚性越强，极性越大，定伸强度越高，如CR，NBR，ACM，PU。 2、定伸强度与硫化体系的关系 交联密度： 交联密度适当高，末端数 少，定伸强