橡胶实验报告

1、篇一：橡胶实验报告材料科学与工程专业橡胶课程设计报告课程题目白炭黑对天然橡胶性能影响的研究 学生班级09材化生实验班学生姓名 吴雪飞学号指导老师实验时间白炭黑对天然橡胶性能影响的研究引言：白炭黑是一种用途广泛的化工产品，可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、 电池、纸张、铅笔、颜料等产品。白炭黑是目前在橡胶工业中性能最好，用量较大的补强剂。 实验证明，白炭黑作为补强剂可对天然橡胶硫化胶产生很大影响。在本文里，我们采用白炭 黑作为补强剂对天然橡胶作补强，并将不同含量补强天然橡胶的性能进行对比，以研究不同 含量白炭黑对于天然橡胶性能的影响。关键词：白炭黑，天然橡胶，性能一、天然橡胶简介天然橡

2、胶具有许多可贵的性能，在合成橡胶大量出现之前，天然橡胶是橡胶工业及其制品的 万能原料，有“褐色黄金”之称。简单地讲，天然橡胶实际上是天然胶乳浓缩凝固而形成的， 其中，橡胶烃的化学结构主要是顺式1,4-聚异戊二烯（约占98%），其分子结构如下：（一）天然橡胶的基本特性1、物理特性1）天然橡胶无一定熔点，加热后慢慢软化，到130-140C时完全软化以至呈熔融状态；到 200C左右开始分解，到270C则急剧分解。2）天然橡胶的玻璃化温度为-74-69C，在常温下稍带塑性，温度降低则逐渐变硬，0C时 弹性大幅度下降，冷到-70C左右则变成脆性物质。受冷冻的生胶若再加热到室温，则仍可恢 复原状。4）天然

3、橡胶是一种结晶性橡胶，自补强性大，具有非常好的机械强度，纯胶硫化胶的拉伸 强度为1725mpa，而经炭黑补强的硫化胶则可高达2535 mpa。在高温（93C）下的强度保持 率为65%左右。5）纯胶硫化胶的耐屈挠性较好，屈挠20万此以上才出现裂口，这是由于天然橡胶的 滞后损失小，在多次变形时生热低的结果。6）天然橡胶是良好的电绝缘材料，除去蛋白质后电绝缘性能更好，体积电阻可达1017 cm，且潮湿或浸水条件下也变化不大。7）天然橡胶具有较好的气密性，渗透系数为2.969X10h2 （s?pa）。2、化学特性天然橡胶因有不饱和双键，是一种反应性较强的物质，每一个双键形成一个反应活性点，它 们分布在

4、整个橡胶分子的长链中，支配着橡胶的化学变化，其反应可分为加成、取代、环化、 裂解等，由此可变成硫化胶和其他多种改性天然橡胶或天然橡胶衍生物。天然橡胶与硫化体 系均匀地混合，在一定温度和压力下反应一定时间，就会由线型结构的生胶转变成网状结构 的硫化胶。 -12-1（二）、天然橡胶的配合天然橡胶生胶一般不能直接用于生产制品，而必须添加各种配合剂制成混炼胶，并经硫化后 才能满足各种实际使用条件的性能要求。根据天然橡胶制品的应用要求，科学合理地选择各 种配合剂（确定其类型和用量等），使天然橡胶材料具有符合应用要求的物理机械性能、良好 的加工工艺性能和较低的制品成本，这一过程我们就称为天然橡胶的配方设计

5、。天然橡胶主要的配合体系包括：硫化体系、促进剂体系、防护体系、补强填充体系等。1、硫化体系天然橡胶适用的硫化剂有:a.硫、硒、碲；b.硫磺给予体；c.有机过氧化物；d.酯类；e.醍 类等。一般要根据不同的性能要求采用不同的硫化体系。2、促进剂体系促进剂与硫化剂配合能起到使硫化剂活化、加速硫化反应、缩短硫化时间的作用。天然橡胶 常用的促进剂主要有二硫代氨基甲酸盐类（如促进剂zdc、pz等）、秋兰姆类促进剂（如促进 剂tmtd、tetd等）、噻唑类（如促进剂d、dm等）、次磺酰胺类（如促进剂cz、az、dz等）。 天然橡胶选用促进剂主要应考虑以下两点：一是促进剂的硫化临界温度，即促进剂在硫化过 程

6、中开始起促进作用的温度。一般地，临界温度低的促进剂易焦烧，但反应速度快；临界温 度高的促进剂不易焦烧，在较高温度下才起反应。对于厚壁制品，为了防止胶料早期焦烧， 宜使用临界温度较高的促进剂。3、防护体系天然橡胶是高不饱和橡胶，生胶及其橡胶制品在贮存和使用过程中，受到氧、臭氧、紫外线 以及其他活性物质的作用而发生降解，拉伸强度损失，橡胶链发生交联硬化。为防止天然橡 胶降解，添加防老剂是极有效的办法，良好的防老剂可以使橡胶制品的使用寿命提高几十倍。 天然橡胶常用的防老剂有：胺类防老剂（防老剂a、d、4010、4010na、4020等）、酚类防老 剂（防老剂264、sp等）、键合型防老剂（防老剂nd

7、pa等）、以及石蜡等等。4、补强填充体系炭黑是最常用的补强剂，橡胶制品的性能与所选用的炭黑的性质是密切相关的，因此我们必 须根据橡胶制品的性能要求来选用炭黑。除炭黑外，白炭黑（化学成分是sio2）是另一种重要的补强型填充剂，它能提高天然橡胶的 抗撕裂强度、减少龟裂扩展，改善胶料与帘布的粘合性能。而常见的重/轻质碳酸钙、二氧化钛、滑石粉、陶土等则属于非补强型填充剂，它们能增加胶 料的容积和比重，降低制品成本。这些填充剂若经活化处理或添加偶联剂，有时也能获得一 定的补强效果（如活性碳酸钙、用偶联剂处理的陶土等）。（三）、天然橡胶的加工生胶的加工在配方设计的基础上一般须进行下列加工过程：生胶塑炼胶混

8、炼胶半成品成品? ?1、塑炼天然橡胶在加工过程中，塑炼是一个很重要的阶段。塑炼的目的是降低天然橡胶的粘度，增 加其塑性，提高填充剂及其他配合剂在天然橡胶中的分散性，从而改善其加工性能，如降低 压延胶料的收缩性和压出胶料的口模膨胀，改善胶料的成型粘性等。同时，当天然橡胶与粘 度不同的其他胶种（如丁苯橡胶、丁二烯橡胶等）并用时，必须通过塑炼使两种并用胶的可 塑度相近才能混合均匀，从而保证并用胶有良好的物理机械性能。天然橡胶的塑炼方法主要有开炼机法和密炼机法两种。天然橡胶在开炼机上进行塑炼时，主 要是借助机械剪切作用使生胶的分子主链断裂，从而适当降低生胶的分子量和粘度，使其具 有一定的可塑度。塑炼时

9、，炼胶机两辊筒的速比为1:1.151:1.25,辊筒温度不宜超过50C。 由于塑炼温度较低时，橡胶分子热运动困难，在强剪切力作用下易于断裂，固塑炼效果较好， 因此开炼机塑炼时，塑炼温度越低越好。另外，采用薄通塑炼和分段塑炼是提高天然橡胶塑 炼效果、降低能耗的重要方法。混炼胶塑炼时的温度一般为130-160C，主要是依赖高温下天然橡胶的氧化降解达到降低分 子量、提高塑性的目的。采用密炼机塑炼具有时间快、劳动强度低、可塑度均匀的优点。2、混炼天然橡胶的混炼就是使各种配合剂均匀地加入并分散在天然橡胶中，这同样可使用开炼机和 密炼机两种方法。开炼机混炼时，辊筒速比一般控制在1:1.081:1.25,辊

10、温控制在5060C，可先将塑炼胶 压软包辊，然后按下列一般顺序添加配合剂：生胶?固体软化剂?小料?炭黑、填充剂?液体软 化剂?硫磺、促进剂?薄通?下料。密炼机混炼时，一般正常的加料顺序为：生胶?小料、填充剂或1/2炭黑？1/2炭黑?油类软化 剂?排胶。密炼机混炼时的加料系数一般为0.480.75。另外，密炼机的转子转速、密炼温度 和密炼时间是必须考虑的重要工艺参数，一般密炼机的转子速度愈高，混炼胶温度愈高，混 炼时间则愈短。3、硫化天然橡胶的硫化必须注意下列问题：1）胶料厚度：橡胶是不良导体，热导性差，因此要考虑胶料的导热性，特别是制品厚度大于6mm时的硫化特性。2）硫化温度：为了在尽可能短的

11、硫化时间内生产出具有均匀物理性能的产品，必须 选择恰当的硫化温度。天然橡胶的最适宜硫化温度为143C。硫化速度以及硫化胶的物理性 能均与硫化温度以及硫化时间密切相关，一般硫化温度每提高10C，则其硫化反应的速度提 高一倍，亦即硫化时间缩短一半。3）橡胶的热稳定性：天然橡胶的最安全硫化温度为150C，当硫化温度超过163C时， 将会出现解聚，导致严重的硫化返原现象。二、实验部分（一）、仪器设备和原料1、橡胶塑炼和混炼：s（x）k-160型平板开炼机（常州苏研科技有限公司）。开放式炼胶机的有 效工作部件是两个圆形辊筒，辊筒内部可通水冷却，可对物料产生剪切、分散、混合等作用。 主要用于天然橡胶的生胶

12、的塑炼和配合胶的混炼操作。2、测试橡胶硫化时间：gt-m2000-a型平板硫化仪（高板检测仪器有限公司），用于测定篇二： 橡胶材料拉伸实验报告北京理工大学橡胶材料拉伸实验报告一、实验目的进一步熟悉电子万能实验机操作以及拉伸实验的基本操作过程；通过橡胶材料的拉伸实验，理解高分子材料拉伸时的力学性能，观察橡胶拉伸时的 变形特点，测定橡胶材料的弹性模量e，强度极限。b，伸长率5和截面收缩率W二、实验设备wdw3050型50kn电子万能实验机；游标卡尺；橡胶材料试件一件。三、实验原理拉伸橡胶试件时，实验机可自动绘出橡胶的拉伸应力-应变曲线。图中曲线的最初阶段会呈 曲线，这是由于试样头部在夹具内有滑动及

13、实验机存在间隙等原因造成的。分析时应将图中 的直线段延长与横坐标相交于。点，作为其坐标原点。橡胶的拉伸只有弹性阶段。拉伸曲线 可以直观而又比较准确地反映出橡胶拉伸时的变形特征及受力和变形间的关系。橡胶拉伸时，基本满足胡克定律，在应力-应变曲线上大致为一段直线，因此可以用这一段直 线的斜率tana来表示弹性模量e。为了更准确地计算出弹性模量的值，可以用matlab对比 例极限内的数据进行直线拟合，得到拟合直线的斜率，即为弹性模量的值。四、实验过程用游标卡尺测量橡胶试件实验段的宽度h和厚度b，并标注一个20 mm的标距，并 做记录；打开实验机主机及计算机等实验设备，安装试件；打开计算机上的实验软件

14、，进入实验程序界面，选择联机，进行式样录入和参数设置，输入相关数据并保存；再认真检查试件安装等实验准备工作，并对实验程序界面上的负荷、轴向变形和位移进行 清零，确保没有失误;、点击程序界面上的实验开始按钮，开始实验；试件被拉断后，根据实验程序界面的提示，测量相关数据并输入，点击实验结束；从实验程序的数据管理选项中，调出相关实验数据，以备之后处理数据使用。五、实验注意事项在实验开始前，必须检查横梁移动速度设定，严禁设定高速度进行实验。在实验进行中禁止在、方向键之间直接切换，需要改变方向时，应先按停止键；安装试件时，要注意不能把试件直接放在下侧夹口处，而是应该用手将试件提起，观察夹口下降的高度是否

15、合适，之后再将试件夹紧、固定；横梁速度v=10m/s，最大载荷为500n，最大位移400mm；实验过程中不能点“停止”，而是“实验结束”，否则将不能保存已经产生的数据；安装试件时横梁的速度要调整好，不能太快，试件安装完成后，要确认横梁是否停 止运动，以免造成事故。六、实验数据记录七、数据处理橡胶材料试件拉伸时的负荷-位移曲线：图1橡胶材料拉伸的负荷-位移曲线由于橡胶材料试件的厚度与宽度在不断变化，这里只能用试件的初始横截面积来大致计 算应力与应变，图像如下：图2橡胶材料拉伸的大致应力-应变曲线3.弹性模量。选取应力-应变曲线中部较为接近直 线的数据，拟合后得到的直线图像如下图所示：图3应力-应

16、变拟合曲线由直线的斜率可得到橡胶材料的大致弹性模量e =7.906 mpa。强度极限约为：？b?fb?12.1875mpa a0断裂前后试件的宽度与厚度没有发生变化，即横截面积没有发生变化，故断裂伸长率和截 面伸缩率均为0。八、思考题：说明橡胶拉伸有什么特点？答：橡胶材料在拉伸时，只有弹性变形阶段，没有屈服阶段、强化阶段和局部收缩阶段。在 弹性变形阶段中，除拉伸刚开始的部分外，负荷-位移曲线、应力-应变曲线基本为一条直线。 橡胶材料被拉断后，断口截面均匀，没有较为明显的特征。为了更加准确地利用实验数据计算材料的弹性模量e，需要采取哪些措施？答：数据处理中使用matlab软件对弹性阶段的数据进行

17、直线拟合，理论上数据越多结果越精 确。但橡胶在被拉伸时，弹性阶段并不是一直保持正比关系并满足胡克定律。在弹性阶段的 初期，应力应变图像是曲线，将这一阶段的数据用到直线拟合中会带来较大的误差。所以在 选择数据时，选用拉伸曲线中部较为接近直线的部分。橡胶的弹性模量很小，为什么会有很大的变形量？答：橡胶是由线型的长链分子组成的。由于热运动，这种长链分子在不断地改变着形状，因 此在常温下橡胶的长链分子处于蜷曲状态，一旦把蜷曲分子拉直就会显示出形变量很大的特 点。当外力使蜷曲的分子拉直时，由于分子链中各个环节的热运动，力图恢复原来比较自然 的蜷曲，形成了对抗外力的回缩力。正是这种力促使像胶形变的自发回复

18、，造成形变的可逆 性。但是这种回缩力毕竟是不大的，所以橡胶在外力不大时就可以发生较大的形变，因而弹 性模量很小。九、实验经验教训总结：安装试件时横梁的速度要调整好，不能太快；试件安装完成后，要确认横梁是否停 止运动，以免造成事故；确保将试件夹紧、固定，以免在拉伸过程中试件滑出夹口，无法完成实验；实验过程中不能轻易地点“停止”，而是“实验结束”，否则将不能保存已经产生的数据。篇三：橡胶厂实验报告手檄按金建裂程改善指辱老皆币：官生平副教授暮题小鲍：胡瑞珉王景南IW其良IW柏伸黄晟金名曹子金名林星佐詹添宏林序岳接筱筠 摘要由於寒假期，有幸舆官生平老皆币一同前往大陵深圳工1，而工邮本校校友所言殳立，

19、公司名舄浆鼎橡BX（股）公司，主要走品舄橡、塑月寥的按建。言亥公司於深圳言殳有丽蔽一舄 向弓鱼蔽；另一舄s&c。向弓鱼蔽唯一多檬少量生走形式的工蔽。另一Hs&c则是舆日本san arrow三箭公司合资，最主要是生走nokia的手檄按建，舄一少檬多量之生走模式。逼份暮 题是於向弓蔽内以橡月寥裂品在成型陪段舄堂寸象，雀混料、厘模、印刷到嗔壅舄研究部M，# 莹寸不良率幸艮表，找出其主要不良项目，逵行现埸改善及建，业收集，完成的敷披及资料， 回台湾彳爰整合而完成。此幸艮告是各吉合隙舆理而成，能言襄同孥了解在孥校所孥的理能钩 用在棠界上，而不是像以往一檬不能孥以致用，本小鲍希望在孥校所孥的知能钩有 用地

20、逼用在工蔽上，逼才是此幸艮告的最大目的。一、研究勤檄、邀题理由本鲍由胡瑞珉、林星佐、IW柏伸、黄晟金名四位於寒假期前往大陵向弓蔽者，业由官生平 副教授aw案重规割、嫁言周及辱，在蔽内有六名相主管逵行辱相作棠。舆主管 言寸彳爰，决定以橡膝按建裂品成型陪段裂程作舄研究。走言方各部的流程及裂程之彳爰，探 言寸及整理出整侗裂程的12月及1月份不良敷【H1-1】，由柏拉圈分析的80： 20原则，可明 看出厘模、嗔壅及印刷的不良率估了裂程中近八成。因此我仍的研究重黑占舄厘模、印刷及 嗔壅三大主题。0 1-1各部F9裂程不良率分析H【柏拉0分析】4433221183838494941357902468653

21、1086531925814703600123456789000000000100%000000000%不.良敷.000%二、厘模裂程舄建成客户要求及不良改善需求，建立一套厘模送檬裂程檬举化程序，业以客户需求舄辱向 来降低不良率。参考以往资料业搜集敷披之彳爰，整理出一份厘模裂程不良品之畿生原因，其 中以亲隹、包凰和撕破舄前三项最重不良畿生现象，以亲隹而言，舆璞境、作棠景及混料 部乃有最直接之相厚冒，以包凰、撕破而言，舆温度有最直接之相厚冒，以撕破而言，舆作棠景 及温度有最直接之相厚冒。由於考虑到整醴说埸的整改燮有隙上困雉，因此我仍以包凰舄研究的重黑占，以，方式 逵行研究，所以我仲脂殳温度燮量量值

22、檄查表，整温度参敷，逵行降低檄丰重dm271的包 凰不良率研究。但由於只金十莹寸温度参敷做燮化而没考虑到畤、厘力及其他因素的交互影警， 所做出来的KW料忑勺100模）照法分析也舆隙理不合，因此dm271的，失败。 再者以混料部F9混料彳爰置放天敷作，但混料之配方、白天及晚上之温度、湮度之差别因 素太褪亲隹，且麻候上的燮化是照法由人舄因素所控制，短畤之内照法配置出段佳之lo 在逼期亦曾经使用doe l方法，包凰不良因素已言殳控制好，由於操作景素太差，照 法瘠其他不良因素的畿生原因及彳条件控制好，造成敷披是具有可蒐集和可分析之僵值。最彳爰 我仍便以荷重作舄厘模部F号送檬裂程檬举化舄1，重黑占（客户

23、要求走品条件:荷重及料度）， 在荷重方面来,以c-1721a檄丰重舄例逵行言式模1，,金十莹寸温度、畤、厘力再加上料重和料 度等五项因素檄荷重,衡量相mw分析而辱入言式模裂程方法的檬举化。整条件因素和 其影警荷重之1，莹寸收集之敷披作相mw分析，以温度、畤、厘力再加上料重和料度 等五项因素侗另健寸荷重作相分析。下表是以檄丰重c-1721a做96鲍1，敷披的矣己表。【表2-1】 c-1721a1的矣己表（注：以上列出8鲍，其宜余不一一列出）由以上96鲍1，根kw料求出下列五燮敷舆荷重之mw分析。其中以料度及料重莹寸荷 重的相mw性最明蔑相厚甜系敷都在0.8以上,呈现出相爵性非常高。料度舆荷重相分析 y= -17.48 + 2.864x r=0.874999r的倍敷0.874999 r平方0.765624 整的r平方0.757542檬举言吴6.737031 察值 侗敷31料重舆荷重相分析y=35.79927+12.69233x