橡胶配方设计基础-2+3+4+5+6+7+8

1、橡胶配方设计基础橡胶配方设计基础1 1、概、概 述述 橡胶配方设计：橡胶配方设计：根据橡胶产品的根据橡胶产品的性能要求性能要求和和工艺条件工艺条件，合理地，合理地选用选用原材料原材料，并确定各种原材料的，并确定各种原材料的用量用量配比配比关系，使得胶料的关系，使得胶料的物性物性、工艺工艺性性和和成本成本三者取得最佳平衡。三者取得最佳平衡。 生胶生胶体系体系( (高聚物单用或并用高聚物单用或并用) )：母：母体材料或体材料或基体材料基体材料 橡胶配方：橡胶配方：生胶生胶和和多种配合剂多种配合剂按照按照一定比例的一种组合。一定比例的一种组合。 五大体系：五大体系： 硫硫化体系：化体系：与橡胶大分子

2、起化学作与橡胶大分子起化学作用，使橡胶由用，使橡胶由线型线型大分子变为大分子变为三维三维网状结构网状结构，提高橡胶，提高橡胶性能性能、稳定稳定形形态态。 五大体系：五大体系： 补补强填充体系强填充体系：在橡胶中加入：在橡胶中加入炭黑炭黑等补强剂或其它等补强剂或其它填充剂填充剂，提高其，提高其力力学性能学性能，改善，改善工艺性能工艺性能，或者降低，或者降低制品制品成本成本。 五大体系：五大体系： 防护防护体系：体系：加入加入防老剂防老剂，延缓延缓橡橡胶的胶的老化老化，提高，提高制品的制品的使用寿命使用寿命。 增塑体系：增塑体系：降低降低制品制品硬度硬度和混炼和混炼胶的胶的粘度粘度，改善，改善加工

3、工艺性能加工工艺性能。 五大体系：五大体系：硫化：硫化： “硫化硫化”因最初的因最初的天然橡胶天然橡胶制品用制品用硫磺硫磺作作交联剂交联剂进行交联而得名，随进行交联而得名，随着橡胶工业的发展，现在可以用多着橡胶工业的发展，现在可以用多种种非硫磺非硫磺交联剂进行交联交联剂进行交联。硫化：硫化： 因此因此硫化的更科学的意义应是硫化的更科学的意义应是“交交联联”或或“架桥架桥”，即，即线性线性高分子通高分子通过过交联交联作用而形成的作用而形成的网状网状高分子的高分子的工艺过程。工艺过程。硫化过程：硫化过程：分为四个阶段分为四个阶段： 硫化诱导期（焦烧时间硫化诱导期（焦烧时间）：交联交联尚尚未开始，胶

4、料有很好的未开始，胶料有很好的流动性流动性，这这一阶段决定了胶料的一阶段决定了胶料的焦烧性焦烧性及及加工加工安全性安全性，这这一阶段的一阶段的终点终点，胶料，胶料开开始交联始交联并丧失流动性并丧失流动性。硫化过程：硫化过程： 硫硫化诱导期化诱导期的长短除与生胶的长短除与生胶本身本身性性质质有关，主要取决于所用有关，主要取决于所用助剂助剂，如，如用用迟延性促进剂迟延性促进剂可以得到较长的焦可以得到较长的焦烧时间，且有较高的加工安全性。烧时间，且有较高的加工安全性。 硫化过程：硫化过程： 预硫化预硫化阶段：阶段：硫硫化诱导期以后便是化诱导期以后便是以一定速度进行交联以一定速度进行交联的预硫化阶段。

5、的预硫化阶段。预硫化期的预硫化期的交联程度低交联程度低，即使到后，即使到后期硫化胶的期硫化胶的扯断强度扯断强度，弹性弹性也不能也不能到达预想到达预想水平。水平。硫化过程：硫化过程： 正硫化正硫化阶段阶段：到达正硫化阶段后，到达正硫化阶段后，硫化胶的硫化胶的各项物理性能各项物理性能分别达到或分别达到或接近接近最佳最佳点点。硫化过程：硫化过程： 过硫阶段：过硫阶段：正硫化阶段之后正硫化阶段之后，即为，即为过硫阶段，有两种情况：过硫阶段，有两种情况：天然胶天然胶出出现现“返原返原”现象（定伸强度下降），现象（定伸强度下降），大部分大部分合成胶合成胶（除丁基胶外）（除丁基胶外）定伸定伸强度强度继续缓慢

6、增加继续缓慢增加。硫化过程：硫化过程： 对任何橡胶来说，硫化时不只是产对任何橡胶来说，硫化时不只是产生生交联交联，还由于，还由于热及其它因素热及其它因素的作的作用用产生产生分子分子链的断裂链的断裂。硫化过程：硫化过程： 这这一现象贯穿整个硫化一现象贯穿整个硫化过程，在过程，在过硫阶段过硫阶段，如果，如果交联交联仍仍占优势占优势，橡胶就发硬，橡胶就发硬，定伸强度继续上升定伸强度继续上升，反之，橡胶发软，即出现返反之，橡胶发软，即出现返原原。硫化过程：硫化过程：三种硫化体系：三种硫化体系：金属氧化物金属氧化物硫黄硫黄过氧化物过氧化物（1 1）硫磺硫化）硫磺硫化体系组成体系组成：a)a) 硫磺硫磺（

7、交联剂）：不溶性硫磺（交联剂）：不溶性硫磺b)b) 促进剂：促进剂：M;DM;TT;CZ;NA-22M;DM;TT;CZ;NA-22c)c) 活化剂（脂肪酸和金属氧化物）活化剂（脂肪酸和金属氧化物） 硫化促进剂硫化促进剂是是一类能一类能加快硫化加快硫化反应速度，反应速度，缩短缩短硫化时间硫化时间，降低硫化温度降低硫化温度，减少硫减少硫化剂用量化剂用量，并能，并能提高提高或或改善改善硫化胶硫化胶物理机械性能物理机械性能的的助剂。助剂。 硫化促进剂硫化促进剂硫化促进剂按硫化促进剂按其其性质性质和和化学组成化学组成可可分为分为无机促进剂无机促进剂和和有机促进剂有机促进剂两大两大类：类：无机无机促进剂

8、促进剂使用最早使用最早，但因，但因促促进效果小进效果小，硫化胶性能差硫化胶性能差，现，现基本基本被有机促进剂所取代被有机促进剂所取代。硫磺硫化体系的有机类促进剂硫磺硫化体系的有机类促进剂噻唑类：噻唑类：硫化速度快，平坦性好硫化速度快，平坦性好。n主要主要有有促促MM（硫醇基苯并噻唑）和（硫醇基苯并噻唑）和促促DMDM（二硫化二苯并噻唑）（二硫化二苯并噻唑）。硫磺硫化体系的有机类促进剂硫磺硫化体系的有机类促进剂n促促MM：淡黄色粉末，味极苦，无毒淡黄色粉末，味极苦，无毒。n结构式：结构式： 次磺酰胺类：次磺酰胺类：是促是促MM的衍生物，的衍生物，是是硫化特性最理想硫化特性最理想的一类促进剂，的一

9、类促进剂，硫化起点慢，活性大，速度快，硫化起点慢，活性大，速度快，平坦性好平坦性好，硫化胶综合性能好，硫化胶综合性能好，常用品种有常用品种有CZCZ、NSNS、DZDZ等。等。促促CZCZ：N N环已基环已基2 2苯并噻唑苯并噻唑基次磺酰胺，灰白或淡黄色粉末。基次磺酰胺，灰白或淡黄色粉末。结构式：结构式：NCSNS秋兰姆类秋兰姆类：硫硫化速度快，平坦化速度快，平坦性差性差，适合于，适合于浅色及浅色及透明制品透明制品。n典型：典型：促促TTTT，白色粉末。，白色粉末。二硫代氨基甲酸盐：二硫代氨基甲酸盐：硫化速度极快，硫化速度极快，易焦烧，机械性能、耐老化性能优越易焦烧，机械性能、耐老化性能优越典

10、型：促典型：促PZPZ，白色粉末，无毒无味，白色粉末，无毒无味，接触皮肤易发炎，接触皮肤易发炎，硫化温度硫化温度125125即即可，适合可，适合蒸汽硫化蒸汽硫化，不适合模压不适合模压。 黄原酸盐类：黄原酸盐类：促进效果比二硫代促进效果比二硫代氨基甲酸盐类还要大，一般不用氨基甲酸盐类还要大，一般不用于干胶，适于于干胶，适于乳胶制品乳胶制品。常用品种：常用品种：ZBXZBX，正丁基黄原酸锌。，正丁基黄原酸锌。ZBXZBX：白色粉末，无毒，有异味，：白色粉末，无毒，有异味，不污染，贮存温度低于不污染，贮存温度低于10 10 。结构式：结构式： 胍类：胍类：硫化起点慢硫化起点慢，最大特点是，最大特点是

11、硫定伸应力高硫定伸应力高，但，但耐热老化性差耐热老化性差，因此因此不单独用不单独用，可作为，可作为第二促进第二促进剂剂与噻唑类和次磺酰胺类并用。与噻唑类和次磺酰胺类并用。硫磺硫化体系的有机类促进剂硫磺硫化体系的有机类促进剂促促DD：二苯胍，白色粉末，无毒。：二苯胍，白色粉末，无毒。结构式：结构式： 醛胺类：醛胺类：活性弱，作活性弱，作DMDM和和D D等等的第二促进剂。的第二促进剂。促促HH，乌洛托品，白色或淡黄色结晶，乌洛托品，白色或淡黄色结晶粉末，与空气混合易爆炸。粉末，与空气混合易爆炸。硫脲类：硫脲类：常用品种为常用品种为NANA2222，1 1，2 2亚乙基硫脲，白色粉末，味苦，亚乙基

12、硫脲，白色粉末，味苦，毒性中等。毒性中等。结构式：结构式：2 2、橡胶配方的组成及表示形式橡胶配方的组成及表示形式1.1.橡胶配方的组成橡胶配方的组成 橡胶配方：橡胶配方：简单地说就是简单地说就是一份生一份生胶胶和和各种配合剂用量各种配合剂用量的的配比表配比表。2 2、橡胶配方的组成及表示形式橡胶配方的组成及表示形式1.1.橡胶配方的组成橡胶配方的组成 生产上的橡胶配方包含：生产上的橡胶配方包含：胶料的名胶料的名称代号称代号及及用途用途，生胶及各种配合剂生胶及各种配合剂的用量的用量、含胶率含胶率，比重比重、成本成本及及胶胶料的物机性能。料的物机性能。等。等。 1.1. 基本配方：基本配方：以以

13、质量份数质量份数表示（表示（mmi i）：以生胶分）：以生胶分数为数为100100份，其余配合剂用量都以份，其余配合剂用量都以生胶为生胶为100100份的相应份数表示。份的相应份数表示。2. 2. 配方的表示形式配方的表示形式2. 2. 质量百分数（质量百分数（mmi i%）：）：以胶料中原材料所占的质量百分比来以胶料中原材料所占的质量百分比来表示，主要用于计算原材料质量成本表示，主要用于计算原材料质量成本和含胶率。和含胶率。 m mi i% =m% =mi i / /mmi i 100%100%2. 2. 配方的表示形式配方的表示形式3. 3. 体积百分数表示（体积百分数表示（V Vi i%

14、 % ）：）：以胶料总体积为以胶料总体积为100100，生胶和配合剂体，生胶和配合剂体积所占体积比例数来表示，主要用于计积所占体积比例数来表示，主要用于计算原材料体积成本。算原材料体积成本。 V Vi i% = V% = Vi i / /V Vi i 100%100%2. 2. 配方的表示形式配方的表示形式4. 4. 生产配方（生产配方（MMi i ）：）：取胶料的总质量等于炼胶机的装胶量取胶料的总质量等于炼胶机的装胶量QQ，各组分以实际用量表示。，各组分以实际用量表示。 M Mi i= = Q Q mmi i/ /mmi i2. 2. 配方的表示形式配方的表示形式质量分数配方计算质量分数配方

15、计算：mmi i=m=mi i/ /mmi i体积分数配方计算体积分数配方计算： V Vi i=m=mi i/ / i i( (mmi i/ / i i) )生产配方计算：生产配方计算：MMi i=Q=Qi i(m/(m/mmi i) )配方换算配方换算原材料名称，原材料名称， (g/cm(g/cm3 3) )基本配基本配方方, ,质量质量份份质量分数质量分数配方配方/ /体积分体积分数配方数配方/ /生产配生产配方，方，kgkgNR 0.92NR 0.92硫磺硫磺 2.05 2.05促进剂促进剂M 1.42M 1.42ZnOZnO 5.57 5.57St 0.92St 0.92C.B. 1.

16、80C.B. 1.801001003 31 15 52 2505062.2062.201.861.860.600.603.103.101.241.2431.0031.0076.7076.701.031.030.500.500.630.631.541.5419.6019.6050.050.01.51.50.50.52.52.51.01.025.025.0合计合计16116110010010010080.580.5橡胶橡胶配方的表示形式配方的表示形式 1 1、确定硫化胶的主要、确定硫化胶的主要性能指标性能指标（1 1）已有成品：解剖成品，测试性能）已有成品：解剖成品，测试性能（2 2）无成品：借鉴

17、同类或相似产品或）无成品：借鉴同类或相似产品或借助计算机模拟分析借助计算机模拟分析3 3、配方、配方设计设计的原则的原则和步骤和步骤（一）配方设计的内容（一）配方设计的内容2 2、确定合适、确定合适的的性能指标值的性能指标值的范围范围及及工艺条件工艺条件：实验：实验研究研究确定确定 3 3、确定、确定主体材料主体材料和和配合剂配合剂的的品种品种与与用量用量：实验：实验研究研究确定确定（一）配方设计的内容（一）配方设计的内容4 4、确定、确定原材料原材料的的指标指标范围范围：由实验：由实验研研究确定，参考原材料出厂检测指标，究确定，参考原材料出厂检测指标，以满足以满足制品性能制品性能要求为准要求

18、为准。 5 5、计算成本、计算成本（一）配方设计的内容（一）配方设计的内容（二）配方设计的种类（二）配方设计的种类实用配方（生产配方）实用配方（生产配方）性能配方（技术配方）性能配方（技术配方）基础配方（标准配方）基础配方（标准配方） 基础配方：基础配方：标准配方，仅包括标准配方，仅包括最基最基本本的组分的组分，以，以生胶生胶和和配合剂鉴定配合剂鉴定为为目的，目的，反映反映胶胶料料基本基本工艺性能工艺性能及及硫硫化胶基本物理机械性能化胶基本物理机械性能的的配方。配方。（二）配方设计的种类（二）配方设计的种类基础基础配方的获得：配方的获得：（1 1）ASTMASTM标准标准（2 2）根据实验的基

19、本情况进行拟定根据实验的基本情况进行拟定（3 3）借鉴同类或类似产品的生产配方借鉴同类或类似产品的生产配方（二）配方设计的种类（二）配方设计的种类 ASTMASTM：美国材料与试验美国材料与试验协会协会，协，协会会的工作的工作中心是中心是研究和制定材料规研究和制定材料规范和试验方法范和试验方法标准。标准。基础基础配方的获得：配方的获得：（1 1）ASTMASTM标准标准（2 2）根据实验的基本情况进行拟定根据实验的基本情况进行拟定（3 3）借鉴同类或类似产品的生产配方借鉴同类或类似产品的生产配方（二）配方设计的种类（二）配方设计的种类性能配方：性能配方：技术配方，全面考虑各技术配方，全面考虑各

20、种种性能的搭配性能的搭配，增加或调整基础配，增加或调整基础配方的内容，以满足制品使用条件的方的内容，以满足制品使用条件的配方。配方。（二）配方设计的种类（二）配方设计的种类实用配方实用配方：生产配方，在满足性能：生产配方，在满足性能配方配方要求要求的的基础上，结合实际生产基础上，结合实际生产条件所得的实用条件所得的实用投产配方投产配方。基础配方、性能配方、实用配方基础配方、性能配方、实用配方是是相互制约、相互影响的。相互制约、相互影响的。（二）配方设计的种类（二）配方设计的种类1.1.宗旨：宗旨：使橡胶制品的使橡胶制品的性能性能、成本成本和和工艺工艺可行性可行性三方面取得三方面取得最佳最佳的的

21、综合综合平衡平衡，以，以最低最低的原材料的原材料消耗消耗，最短的最短的时间时间，最少工作量最少工作量，设计出性能优良，设计出性能优良并满足现有生产设备要求的配方。并满足现有生产设备要求的配方。（三）配方设计的原则（三）配方设计的原则2. 2. 基本原则基本原则 在在不降低不降低产品产品质量质量的情况下的情况下降低成本降低成本 在保持在保持成本不变成本不变的情况下的情况下提高提高产品的产品的性能性能（三）配方设计的原则（三）配方设计的原则3. 3. 一般原则一般原则（1 1）满足制品的性能要求）满足制品的性能要求（2 2）设计的配方易于加工）设计的配方易于加工（3 3）原材料价廉易得）原材料价廉

22、易得（4 4）重点设计主要性能）重点设计主要性能3. 3. 一般原则一般原则（5 5）充分考虑交互作用）充分考虑交互作用（6 6）配方成本低，能耗低）配方成本低，能耗低（7 7）配方尽可能简化）配方尽可能简化 （8 8）符合环保与卫生要求）符合环保与卫生要求（四）配方设计的基本程序（四）配方设计的基本程序（1 1）确定胶料的技术要求）确定胶料的技术要求 胶料的胶料的技术要求技术要求： 产品产品用途用途、使用部位使用部位及应起的及应起的作作用用； 胶料的胶料的技术要求技术要求： 产品具体产品具体使用条件使用条件：包括：包括工作温工作温度范围度范围、工作压力工作压力、工作周期工作周期、频率频率及及

23、使用寿命使用寿命等；等； 胶料的胶料的工艺性能工艺性能等。等。（四）配方设计的基本程序（四）配方设计的基本程序（2 2）收集技术资料）收集技术资料 主要是了解前人或有关单位对同类主要是了解前人或有关单位对同类产品或类似产品所作的产品或类似产品所作的配方试验情配方试验情况况，技术经验技术经验，为进行配方设计时，为进行配方设计时作参考。作参考。 （四）配方设计的基本程序（四）配方设计的基本程序（3 3）制订基本配方和性能试验项目）制订基本配方和性能试验项目 基本试验配方的制订：基本试验配方的制订： 确定生胶的品种和用量确定生胶的品种和用量 确定硫化体系确定硫化体系（3 3）制订基本配方和性能试验项

24、目）制订基本配方和性能试验项目确定补强填充剂确定补强填充剂确定软化增塑剂确定软化增塑剂 确定防老剂确定防老剂确定其他专用配合剂确定其他专用配合剂 基本试验配方的制订：基本试验配方的制订： （3 3）制订基本配方和性能试验项目）制订基本配方和性能试验项目 确定性能试验项目：确定性能试验项目： 加工性加工性能能物物机性能机性能使用性能使用性能其他其他性能：视产品而定性能：视产品而定（4 4）进行试验并选取最佳）进行试验并选取最佳配方配方 （试验室进行）试验室进行） 塑炼塑炼 混炼混炼 制成硫化胶试样制成硫化胶试样 性能测试性能测试 数据整理数据整理 对比对比 取舍取舍 初选最佳配方初选最佳配方 （

25、5 5）复试并扩大中试（车间中进）复试并扩大中试（车间中进行）行） 试验配方试验配方复试复试3-53-5次次车间规模车间规模试验试验检验胶料的工艺检验胶料的工艺性性能、硫能、硫化胶的物化胶的物机机性能和性能和成品的成品的机床机床性能性能初步确定初步确定最佳工艺条件最佳工艺条件（6 6）确定完整的生产配方）确定完整的生产配方生产配方内容包括：生产配方内容包括：配方组分配方组分、用量用量，胶料，胶料性能指标性能指标（指（指胶料的名称胶料的名称，代号，代号，用途），用途），工艺条工艺条件件（主要指塑混炼条件（主要指塑混炼条件，硫，硫化条件）化条件）及及检验方法检验方法等整套资料等整套资料。以上配方设

26、计程序可示意于下图以上配方设计程序可示意于下图调查研究收集技术资料调查研究收集技术资料原材料性能分析原材料性能分析制品的使用分析制品的使用分析加工工艺分析加工工艺分析制订基本配方和性能试验项目制订基本配方和性能试验项目 试试 验验 室室 研研 究究 分分 析析选选 取取 最最 佳佳 配配 方方复复 试试 并并 扩扩 大大 中中 试试确定完整的生产配方确定完整的生产配方 “三方块三方块”设计方案分析：设计方案分析：第一第一方块方块 第二方块第二方块 第三第三方块方块原材料原材料及加工及加工条件条件微观分析微观分析常规测常规测试项目试项目NMRNMR、IRIR、TEMTEM等等加工性能和物加工性能

27、和物理机械性能理机械性能4 4、配方的鉴定与测试、配方的鉴定与测试一、生胶、混炼胶的流变性一、生胶、混炼胶的流变性1 1、可塑度、可塑度测试测试 采用采用压缩压缩方式测定胶料方式测定胶料流动性大流动性大小小的一种试验方法。的一种试验方法。 1 1、未、未硫化橡胶加工性能的试验硫化橡胶加工性能的试验一、生胶、混炼胶的流变性一、生胶、混炼胶的流变性1 1、可塑度、可塑度测试测试威廉姆塑性计威廉姆塑性计华莱氏快速塑性计华莱氏快速塑性计德弗塑性计德弗塑性计仪器仪器华氏可塑度：华氏可塑度：P=1-hP=1-h华莱氏可塑度计华莱氏可塑度计威廉氏可塑度计威廉氏可塑度计1020hhhhP 以以转动转动的方式测

28、定胶料的方式测定胶料流动性大小流动性大小的一种试验，通过测定转子在转动的一种试验，通过测定转子在转动过程中过程中转动力矩转动力矩的大小来表征胶料的大小来表征胶料的流动性。的流动性。 2 2、门尼粘度的测试、门尼粘度的测试对对了解了解和评价胶料的和评价胶料的加工性能加工性能十分十分重要重要。采用采用毛细管压出毛细管压出的方法来测量胶料的方法来测量胶料的的粘度粘度与与切变速率切变速率、切变切变应力应力、温温度度的关系。的关系。3 3、流变性测试、流变性测试 焦烧焦烧：是是未硫化胶未硫化胶在工艺过程中在工艺过程中产生产生早期硫早期硫化，化，即即由线型分子开由线型分子开始出现交联的始出现交联的现象，衡

29、量现象，衡量早期硫早期硫化速度的快慢，是用化速度的快慢，是用焦烧时间焦烧时间来来度量的度量的。二、混炼胶硫化特性测定二、混炼胶硫化特性测定1 1、门尼焦烧的测试、门尼焦烧的测试 由于由于橡胶具有橡胶具有热累积效应热累积效应，故实，故实际焦烧时间包括际焦烧时间包括操作焦烧时间操作焦烧时间和和剩余焦烧时间剩余焦烧时间两部分两部分。1 1、门尼焦烧的测试、门尼焦烧的测试二、混炼胶硫化特性测定二、混炼胶硫化特性测定 操作焦烧时间：操作焦烧时间：指指橡胶加工过程橡胶加工过程中由于中由于热累积效应热累积效应所消耗掉的焦所消耗掉的焦烧时间，它取决于烧时间，它取决于加工条件加工条件（如（如橡胶混炼、热炼及压延

30、、压出等橡胶混炼、热炼及压延、压出等工艺条件）工艺条件）。1 1、门尼焦烧的测试、门尼焦烧的测试 剩余剩余焦烧焦烧时间：时间：是是指胶料在热模指胶料在热模型中型中保持流动性保持流动性的那部分时间的那部分时间。 门尼粘度计测定门尼粘度计测定门尼焦烧时间门尼焦烧时间，即是在一定温度下求其即是在一定温度下求其剩余的焦剩余的焦烧时间烧时间。 1 1、门尼焦烧的测试、门尼焦烧的测试GB1233GB1233规定规定，门尼焦烧实验一般采门尼焦烧实验一般采用用大转子大转子，直径为，直径为38.10mm38.10mm，当实，当实验高粘度胶料时，允许使用小转子，验高粘度胶料时，允许使用小转子，其直径为其直径为30

31、.48mm30.48mm，焦烧实验，焦烧实验温度温度一般采用一般采用1201201 1。1 1、门尼焦烧的测试、门尼焦烧的测试测试原理：测试原理：工作时，使转子在充满橡工作时，使转子在充满橡胶试样的密闭室内旋转胶试样的密闭室内旋转，由于，由于转子转子的的转动，转动，对橡胶对橡胶试样产生试样产生剪切力矩剪切力矩，同，同时时，转子也受到橡胶的，转子也受到橡胶的反抗剪切力矩反抗剪切力矩，此力矩由记录仪记录并显示出来。此力矩由记录仪记录并显示出来。1 1、门尼焦烧的测试、门尼焦烧的测试测试原理：测试原理：工作时，使转子在充满橡工作时，使转子在充满橡胶试样的密闭室内旋转胶试样的密闭室内旋转，由于，由于转

32、子转子的的转动，转动，对橡胶对橡胶试样产生试样产生剪切力矩剪切力矩，同，同时时，转子也受到橡胶的，转子也受到橡胶的反抗剪切力矩反抗剪切力矩，此力矩由记录仪记录并显示出来。此力矩由记录仪记录并显示出来。1 1、门尼焦烧的测试、门尼焦烧的测试焦烧时间焦烧时间t t5 5：用大转子实验时，从实验开用大转子实验时，从实验开始到胶料粘度下降到最低点再转入上升始到胶料粘度下降到最低点再转入上升5 5个个门尼粘度值所对应的时间。门尼粘度值所对应的时间。粘度粘度时间关系时间关系曲线：曲线：焦烧时间焦烧时间t t3 35 5：用小转子用小转子实验时，从实验开实验时，从实验开始到胶料粘度下降到最低点再转入始到胶料

33、粘度下降到最低点再转入上升上升3 35 5个门尼粘度值所对应的时间。个门尼粘度值所对应的时间。硫硫化指数化指数： t t3030=t=t3535-t -t5 5( (用用大转子时大转子时) ) t t1515=t=t1818-t -t3 3 ( (用小转子时用小转子时) )硫化硫化指数作为指数作为胶料硫化速率的胶料硫化速率的指示指示值，值值，值小表示硫化速度小表示硫化速度快，反之快，反之则慢。则慢。1 1、门尼焦烧的测试、门尼焦烧的测试采用采用硫化仪硫化仪测定混炼胶的硫化测定混炼胶的硫化曲线曲线2 2、硫化曲线的测定、硫化曲线的测定通通过硫化仪可过硫化仪可了解一些了解一些主要的性能主要的性能参

34、数，如参数，如初始初始粘度粘度、焦烧时间焦烧时间、正正硫化时间硫化时间、硫化速度硫化速度、最高转矩最高转矩、硫化平坦期硫化平坦期、硫化返原性硫化返原性等等。2 2、硫化曲线的测定、硫化曲线的测定测定测定硫化曲线的意义硫化曲线的意义：( (1)1)评价并控制一些主要性能参数评价并控制一些主要性能参数( (2)2)快速检查炼胶质量及原材料质量快速检查炼胶质量及原材料质量2 2、硫化曲线的测定、硫化曲线的测定采用采用压缩压缩或或拉伸拉伸或或剪切剪切胶料测定胶料测定应力松弛时间或应力松弛时间或弹性复原弹性复原性，考察性，考察胶料的胶料的弹性记忆效应弹性记忆效应。三、未硫化胶弹性效应测定三、未硫化胶弹性

35、效应测定1 1、应力松弛测试、应力松弛测试设备设备：门尼粘度计、压缩性应力松：门尼粘度计、压缩性应力松弛实验机、动态弛实验机、动态应力松弛应力松弛实验机等实验机等。三、未硫化胶弹性效应测定三、未硫化胶弹性效应测定1 1、应力松弛测试、应力松弛测试反映反映未硫化胶未硫化胶压延压延、挤出挤出时弹性收时弹性收缩性。缩性。设备设备：毛细管流变：毛细管流变仪，测量仪，测量压出胶压出胶料的断面尺寸与毛细管尺寸的比值。料的断面尺寸与毛细管尺寸的比值。三、未硫化胶弹性效应测定三、未硫化胶弹性效应测定2 2、口型膨胀的测定、口型膨胀的测定四、配合剂在混炼胶中分散性检测四、配合剂在混炼胶中分散性检测以以撕裂撕裂、

36、拉伸拉伸或或切割切割等方法制得胶等方法制得胶料的料的新鲜表面新鲜表面，再，再用肉眼或借助仪用肉眼或借助仪器观察表面，或对胶料超薄切片，器观察表面，或对胶料超薄切片，用用TEMTEM观察切片观察切片。1 1、分散度直接测定法、分散度直接测定法（1 1）ASTM D2663ASTM D2663标准标准法法A A法：定性分析法法：定性分析法（肉眼判断法（肉眼判断法）：）：与与标准照片标准照片对照，对照，1 1级、级、2 2级、级、3 3级、级、4 4级、级、5 5级，大于级，大于3 3级级合格。合格。1 1、分散度直接测定法、分散度直接测定法（1 1）ASTM D2663ASTM D2663标准标准

37、法法B B法：定量分析法法：定量分析法（凝聚块计数法凝聚块计数法）：）：TEMTEM观察凝聚观察凝聚块，分散度块，分散度大于大于90%90%合格。合格。1 1、分散度直接测定法、分散度直接测定法（2 2）显微照相法）显微照相法（GB6030GB6030） 用用SEMSEM观察硫化胶观察硫化胶新鲜撕裂断面新鲜撕裂断面或或快速切割断面快速切割断面，对，对断面形貌照相，断面形貌照相，分析炭黑的分散度。分析炭黑的分散度。 1 1、分散度直接测定法、分散度直接测定法（3 3）炭黑分散度计法）炭黑分散度计法用用炭黑分散度计（反射光显微镜）炭黑分散度计（反射光显微镜）观察新鲜切割观察新鲜切割断面断面1 1、

38、分散度直接测定法、分散度直接测定法（4 4）汞针式表面粗糙度仪法）汞针式表面粗糙度仪法用用带有带有位移传感器位移传感器的汞针水平扫描新的汞针水平扫描新鲜切割断面，鲜切割断面，绘制绘制扫描曲线，用计算扫描曲线，用计算机统计计算分散度机统计计算分散度。1 1、分散度直接测定法、分散度直接测定法使用使用特定的仪器，对试样进行某些特定的仪器，对试样进行某些物理性能的测定物理性能的测定，其，其结果与直接测结果与直接测定分散度结果相对照，从而得到胶定分散度结果相对照，从而得到胶料中料中炭黑炭黑的分散度的分散度。2 2、分散度间接测定法、分散度间接测定法电阻电阻法（体积或表面电阻计）法（体积或表面电阻计）超

39、声波超声波法法微波微波法法精确精确相对密度法相对密度法动态模量法动态模量法2 2、分散度间接测定法、分散度间接测定法五、硫化胶性能的测试五、硫化胶性能的测试1.1.拉伸性能（拉伸性能（GB528GB528）拉伸强度：拉伸强度：橡胶橡胶试样被拉断试样被拉断时，时，单位单位面积上所承受负荷的面积上所承受负荷的大小，大小，单位单位：MPaMPa。一一、力学性能测试、力学性能测试测试测试仪器：仪器： 电子拉力机电子拉力机拉伸强度拉伸强度 试样形状：哑铃试样形状：哑铃形，断裂形，断裂部位宽部位宽度：度：4-6mm4-6mm拉伸强度计算公式：拉伸强度计算公式： bhP : :拉伸强度，拉伸强度，MPaMP

40、aP:P:拉断时试样所承受的负荷拉断时试样所承受的负荷b:b:试样工作部分宽度试样工作部分宽度h h：试样工作部分：试样工作部分厚度厚度（2 2）定伸应力）定伸应力定义定义：橡胶试样拉伸至一定长度时，：橡胶试样拉伸至一定长度时，单位面积上所承受单位面积上所承受负荷，一般负荷，一般测定测定100100、200200、300300、500500定定伸应力。伸应力。 (3 (3) ) 扯扯断断伸长率伸长率定义：试样扯断时，其定义：试样扯断时，其伸长部分伸长部分占占原始长度的百分率。原始长度的百分率。00BLLLE一一、力学性能测试、力学性能测试(4(4) ) 拉断永久变形拉断永久变形 定义定义：橡胶

41、试样被拉断后，其：橡胶试样被拉断后，其不不可恢复部分可恢复部分占原始占原始长度的长度的百分率。百分率。一一、力学性能测试、力学性能测试2 2、撕裂强度、撕裂强度定义定义：试样被撕裂时，单位厚度上：试样被撕裂时，单位厚度上所承受的所承受的负荷负荷，单位单位：KN/m KN/m 一一、力学性能测试、力学性能测试2 2、撕裂强度撕裂强度 撕裂强度计算公式：撕裂强度计算公式：F Fszsz：试样撕裂强度，试样撕裂强度，kN/mkN/mF F：撕裂：撕裂试样的最大作用力，试样的最大作用力，N NDD：试样：试样厚度，厚度，mmmmdFFsz（1 1）硫化胶硬度）硫化胶硬度定义定义：橡胶抵抗外力压入的：橡

42、胶抵抗外力压入的能力，能力，有有弹簧式硬度弹簧式硬度和和定负荷硬度定负荷硬度两大两大类，类，橡胶橡胶硬度一般在硬度一般在20209090。3 3、抗压性能测试、抗压性能测试弹簧式弹簧式硬度硬度邵尔邵尔硬度硬度阿斯卡硬度：邵尔阿斯卡硬度：邵尔WW硬度，测海硬度，测海绵制品硬度绵制品硬度邵尔邵尔A A硬度硬度：测软：测软质橡胶质橡胶邵尔邵尔C C硬度硬度：测半：测半硬质橡胶硬质橡胶邵尔邵尔D D硬度硬度：测硬质：测硬质橡胶橡胶3 3、抗压性能测试、抗压性能测试定负荷定负荷硬度硬度国际硬度（国际硬度（IRHDIRHD）：与邵尔）：与邵尔A A硬度相关性好，值相同硬度相关性好，值相同赵氏硬度赵氏硬度邵

43、波尔硬度邵波尔硬度3 3、抗压性能测试、抗压性能测试（2 2）压缩）压缩永久变形：永久变形：包括包括恒定恒定形形变变压缩永久变形压缩永久变形试验和试验和静静压缩压缩试验。试验。 橡胶硬度（橡胶硬度（IRHDIRHD） 压缩率（压缩率（%） 80 80 25 25 80 8090 90 1515 90 90 10101001020hhhhKK K：压缩永久变形：压缩永久变形，%h h0 0：压缩压缩前试样的高度，前试样的高度，mmmmh h1 1：限限位器的高度，位器的高度，mmmmh h2 2：压缩压缩后试样恢复高度，后试样恢复高度，mmmm恒定形变压缩永久变形恒定形变压缩永久变形4 4、硫化

44、胶的磨耗性能测试、硫化胶的磨耗性能测试阿克隆磨耗（阿克隆磨耗（GB1689GB1689）邵坡尔磨耗邵坡尔磨耗(DIN(DIN磨耗磨耗) )格拉西里磨耗格拉西里磨耗皮克磨耗皮克磨耗GHKGHK磨耗磨耗GB1689GB1689：V=(gV=(g1 1-g-g2 2)/)/ V V：试样：试样磨耗体积磨耗体积, cm, cm3 3.(1.61km).(1.61km)-1-1g g1 1：试样试样在试验前的质量，在试验前的质量，g;g;g g2 2：试样试样在试验后的质量，在试验后的质量，g;g; ：试样：试样的密度，的密度，g.cmg.cm-3-34 4、硫化胶的磨耗性能测试、硫化胶的磨耗性能测试5

45、 5、疲劳性能测试、疲劳性能测试拉伸疲劳试验：拉伸疲劳试验：耐疲劳性，进行寿命计算耐疲劳性，进行寿命计算压缩疲劳试验：压缩疲劳试验：温升、变形、疲劳寿命温升、变形、疲劳寿命屈挠龟裂试验：屈挠龟裂试验：初始龟裂性，裂口增长性初始龟裂性，裂口增长性回转屈挠疲劳试验：回转屈挠疲劳试验：两向受力下屈挠两向受力下屈挠， 疲劳寿命疲劳寿命5 5、疲劳性能测试、疲劳性能测试压缩疲劳试验压缩疲劳试验屈挠疲劳试验屈挠疲劳试验自然老化试验自然老化试验热空气老化试验热空气老化试验吸氧老化试验吸氧老化试验臭氧老化试验臭氧老化试验人工耐候人工耐候老化试验老化试验湿热老化试验湿热老化试验光臭氧老化试验光臭氧老化试验二、硫

46、化橡胶老化性能的测试二、硫化橡胶老化性能的测试二、硫化橡胶老化性能的测试二、硫化橡胶老化性能的测试 自然老化：评估橡胶的耐候性和自然老化：评估橡胶的耐候性和贮存寿命。贮存寿命。 包括：大气静态老化；包括：大气静态老化； 动态大气老化；动态大气老化； 大气大气加速老化；加速老化； 自然自然贮存老化贮存老化三、硫化橡胶低温性能的测试三、硫化橡胶低温性能的测试脆性温度试验脆性温度试验耐寒系数试验耐寒系数试验吉门扭转试验吉门扭转试验玻璃化温度试验玻璃化温度试验温度回缩试验温度回缩试验三、硫化橡胶低温性能的测试三、硫化橡胶低温性能的测试温度温度回缩试验回缩试验L L0 0：未未拉伸状态试样的长度；拉伸状

47、态试样的长度；LeLe：拉伸：拉伸状态试样的长度；状态试样的长度；LiLi：在：在观测温度下试样的长度观测温度下试样的长度100,%0LLLLTReie1 1、静态粘弹性、静态粘弹性试验试验（1 1）冲击弹性（回弹性）冲击弹性（回弹性）（2 2）蠕变）蠕变：包括包括：压缩型蠕变、拉伸型蠕变、剪：压缩型蠕变、拉伸型蠕变、剪切型蠕变切型蠕变四、硫化橡胶粘弹性能的测试四、硫化橡胶粘弹性能的测试1 1、静态粘弹性试验、静态粘弹性试验（3 3）应力松弛）应力松弛包括包括：压缩应力松弛、拉伸应力松弛：压缩应力松弛、拉伸应力松弛四、硫化橡胶粘弹性能的测试四、硫化橡胶粘弹性能的测试2 2、动态粘弹性试验、动态

48、粘弹性试验1 1、导热系数、导热系数橡胶橡胶试样在单位厚度上温度相差试样在单位厚度上温度相差1K1K时，单位时间通过单位截面的热量时，单位时间通过单位截面的热量。五、硫化橡胶热性能的测试五、硫化橡胶热性能的测试2 2、比热容、比热容单位单位质量的硫化胶，温度上升质量的硫化胶，温度上升11所需的热量所需的热量。3 3、线膨胀系数、线膨胀系数 温度温度每升高每升高11，每厘米橡胶试样，每厘米橡胶试样伸长的长度。伸长的长度。4 4、分解温度、分解温度5 5、耐热性能、耐热性能（1 1）马丁耐热）马丁耐热（2 2）维卡耐热）维卡耐热6 6、燃烧性能、燃烧性能五、硫化橡胶热性能的测试五、硫化橡胶热性能的

49、测试1 1、绝缘电阻、绝缘电阻率：测量率：测量硫化胶的体积硫化胶的体积电阻系数和表面电阻系数电阻系数和表面电阻系数2 2、介电常数和介电损耗角正切、介电常数和介电损耗角正切3 3、击穿电压强度、击穿电压强度4 4、导电性和抗静电性、导电性和抗静电性六、硫化橡胶电性能的测试六、硫化橡胶电性能的测试绝缘电阻率绝缘电阻率LdbRLSR 电阻率，电阻率，cmcm；SS试样断面面积，试样断面面积，cmcm2 2; ;LL电压两极两刃口的距离，电压两极两刃口的距离，cm;cm;RR电阻值，电阻值， ,R=U/I,R=U/IUU电压两极两刃口间电压，电压两极两刃口间电压，V VII电流计的读数，电流计的读数

50、，A A1 1、配料、配料（1 1）配合剂的要求：）配合剂的要求：各种配合剂应符合国家或企业颁布各种配合剂应符合国家或企业颁布的相关技术标准的规定的相关技术标准的规定；5 5、橡胶测试的一般要求橡胶测试的一般要求一、试样准备（一、试样准备（GB6038-93 GB6038-93 ）（1 1）配合剂的要求：）配合剂的要求：凡要求加工处理（如干燥、粉碎、凡要求加工处理（如干燥、粉碎、筛选等）后使用的配合剂，应按加筛选等）后使用的配合剂，应按加工技术条件进行处理，目的是便于工技术条件进行处理，目的是便于称量，减少原材料中的杂质和水分，称量，减少原材料中的杂质和水分，便于混炼操作，以保证实验胶料获便于

51、混炼操作，以保证实验胶料获得满意的性能得满意的性能；1 1、配料、配料（1 1）配合剂的要求：）配合剂的要求：配合剂干燥处理后应存放于防潮密配合剂干燥处理后应存放于防潮密封容器内封容器内；一、试样准备（一、试样准备（GB6038-93 GB6038-93 ）（1 1）配合剂的要求：）配合剂的要求：为保证质量的相对稳定性，实验用为保证质量的相对稳定性，实验用原材料存放时间不要超过一年，易原材料存放时间不要超过一年，易吸潮变质的配合剂（如氧化锌、次吸潮变质的配合剂（如氧化锌、次磺酰胺类促进剂等），储存期不能磺酰胺类促进剂等），储存期不能超过半年超过半年；1 1、配料、配料（1 1）配合剂的要求：）

52、配合剂的要求：生胶、炭黑和各种配合剂应分别存生胶、炭黑和各种配合剂应分别存放，各种原材料应及时登记入账，放，各种原材料应及时登记入账，注明名称、产地、数量注明名称、产地、数量；一、试样准备（一、试样准备（GB6038-93 GB6038-93 ）1 1、配料、配料（1 1）配合剂的要求：）配合剂的要求：库房应通风，防潮，防腐，各种原库房应通风，防潮，防腐，各种原材料应使用专用器具和专用勺，严材料应使用专用器具和专用勺，严禁混用。禁混用。 一、试样准备（一、试样准备（GB6038-93 GB6038-93 ）（2 2）混炼胶的批量）混炼胶的批量 又又称批混炼量，指一次加工所制得称批混炼量，指一次

53、加工所制得的胶料总量的胶料总量。一、试样准备（一、试样准备（GB6038-93 GB6038-93 ）1 1、配料、配料（2 2）混炼胶的批量）混炼胶的批量 一般一般，用标准开放式炼胶机每批次混，用标准开放式炼胶机每批次混炼量应该是炼量应该是基本配方基本配方的四倍。若采用的四倍。若采用较小的批混炼量，误差较大，较小的批混炼量，误差较大，结果可结果可能能不同，建议最低混炼生胶质量为不同，建议最低混炼生胶质量为20200g0g。标准。标准密炼机每次密炼机每次批混炼量应等于批混炼量应等于密炼机额定容量乘以混炼胶的密度。密炼机额定容量乘以混炼胶的密度。（3 3）称量配合）称量配合根据根据批混炼量，计算

54、出生胶和各种批混炼量，计算出生胶和各种配合剂的实际配合剂的实际用量用量，采用合适的衡，采用合适的衡器称量。器称量。实验室实验室应配备应配备100g100g、200g200g、500g500g天平和天平和5Kg5Kg台称台称。（3 3）称量配合）称量配合称量称量允许的误差为：生胶和炭黑的称允许的误差为：生胶和炭黑的称量应精确至量应精确至1g1g；油类；油类应精确至应精确至1g1g或或1%1%；硫黄和促进剂精确至；硫黄和促进剂精确至0.02g0.02g；氧氧化锌化锌和硬脂酸精确至和硬脂酸精确至0.1g0.1g，所有其它，所有其它配合剂应精确至配合剂应精确至1%1%。天平。天平精确度最精确度最好为好

55、为0.01g0.01g。（3 3）称量配合）称量配合配料配料应在标准温度和湿度下进行。应在标准温度和湿度下进行。当日配完的实验当日配完的实验胶料胶料，应当日用完，应当日用完，不得过夜。若确实需要过夜，应存不得过夜。若确实需要过夜，应存放放于干燥器于干燥器内。内。 2 2、混炼、混炼胶胶料混炼设备主要为实验室用开放料混炼设备主要为实验室用开放式炼胶机（应符合式炼胶机（应符合HG/T 3-1615HG/T 3-1615标标准）和准）和1.571.57升小型密炼机升小型密炼机。2 2、混炼、混炼同同一批混炼的不同胶料进行性能对一批混炼的不同胶料进行性能对比实验，要保证各配方胶料的混炼比实验，要保证各

56、配方胶料的混炼工艺条件相同，如辊距、辊温、加工艺条件相同，如辊距、辊温、加料顺序和加料方式、切割翻炼次数、料顺序和加料方式、切割翻炼次数、混炼时间等都要相同。混炼时间等都要相同。 （1 1）辊温）辊温不同不同胶料开炼机混炼时辊筒温度胶料开炼机混炼时辊筒温度胶胶 种种辊辊 温温前辊前辊后辊后辊天然胶天然胶55605055丁苯胶丁苯胶45505055氯丁胶氯丁胶35454050丁基胶丁基胶40455560丁腈胶丁腈胶4045顺丁胶顺丁胶40604060三元乙丙胶三元乙丙胶607585左右左右氯磺化聚乙烯氯磺化聚乙烯40704070氟橡胶氟橡胶232777877787丙烯酸酯橡胶丙烯酸酯橡胶4055

57、3050辊辊距允许的偏差为：距允许的偏差为：在在辊距为辊距为0.20.5mm0.20.5mm时为时为0.05mm0.05mm；在在辊距为辊距为1.03.0mm1.03.0mm时为时为0.1mm0.1mm；在在辊距为辊距为3.08.0mm3.08.0mm时辊距允许偏差为时辊距允许偏差为10%10%。（2 2）辊距）辊距辊辊距大小与装胶量的关距大小与装胶量的关系系胶量胶量（克）（克）30050070010001200天然胶天然胶/mm1.40.22.20.22.80.23.80.24.30.2合成胶合成胶/mm1.10.21.80.22.00.2（2 2）辊距）辊距（3 3）加料顺序）加料顺序 原

58、则：原则： 用量少、作用大的配合剂先加；用量少、作用大的配合剂先加； 在胶料中难分散的配合剂如氧化在胶料中难分散的配合剂如氧化锌和固体软化剂（如石蜡、松香、树锌和固体软化剂（如石蜡、松香、树脂）先加脂）先加；（3 3）加料顺序）加料顺序 原则：原则：临界温度低、化学活性大、对温度敏临界温度低、化学活性大、对温度敏感的配合剂后加；感的配合剂后加；硫化剂和促进剂要分开加。硫化剂和促进剂要分开加。 天然橡胶天然橡胶开炼机混炼的一般加料顺序为：开炼机混炼的一般加料顺序为：生胶生胶（塑炼胶、母炼胶、再生胶）（塑炼胶、母炼胶、再生胶）固固体软化剂体软化剂小药（促进剂、活化剂、防小药（促进剂、活化剂、防老剂

59、、防焦剂等）老剂、防焦剂等）填料（炭黑、陶土、填料（炭黑、陶土、碳酸钙等）碳酸钙等）液体油料（石蜡油、环烷液体油料（石蜡油、环烷油、芳烃油等）油、芳烃油等）硫黄。硫黄。 传统传统的密炼机混炼也可以采用该加料的密炼机混炼也可以采用该加料顺序进行混炼。顺序进行混炼。液体液体软化剂用量较少时，也可在填料软化剂用量较少时，也可在填料之前加，合成胶配方中填料和之前加，合成胶配方中填料和油料油料的的用量较大，油料只能放在填料之后加用量较大，油料只能放在填料之后加或与填料交替分批投加。或与填料交替分批投加。（4 4）混炼操作）混炼操作 开炼机混炼（规定辊距、辊温、辊速开炼机混炼（规定辊距、辊温、辊速和速比）

60、：和速比）：加加胶包辊胶包辊 23min23min，左右割刀或打三角，左右割刀或打三角包；包；加加小料小料34min34min，左右割刀，左右割刀2323次；次；加加大料大料510min510min，左右割刀，左右割刀3434次；次；加油加油35min35min，左右割刀，左右割刀2323次；次； 加硫化剂加硫化剂23min23min，左右割刀，左右割刀2323次。次。 薄通打三角包薄通打三角包5656遍。遍。 （4 4）混炼操作）混炼操作密炼机密炼机混炼（规定起始温度、转子转混炼（规定起始温度、转子转速）：速）： 加胶加胶1min1min； 加小料加小料1.5min;1.5min; 加大料加