橡胶制品原料配方设计

【Word版本下载可任意编辑】橡胶制品原料配方设计橡胶配方设计1.橡胶的硫化（交联）交联是橡胶高弹性的根底，其特点是在一个橡胶分子链上仅形成少数几处交联点，因此不会影响橡胶分子链段的运动。橡胶的硫化体系较多，常见的有：硫黄硫化体系、过氧化物硫化体系、树脂硫化体系、氧化物硫化体系等2.硫黄硫化体系主要适应于二烯类橡胶，其硫化活性点是在双键旁边的α氢原子。组成：Ø硫黄Ø活性剂：氧化锌，硬脂酸Ø促进剂：噻唑类（DM，M），次磺酰胺类（CZ，NOBS），秋兰姆类（TETD，TMTM，TMTD），胍（D）图1硫黄硫化体系的构造特点表1硫黄硫化体系分类硫化体系硫黄/促进剂（S/A）比交联键组成性能特点普通硫黄硫化体系>1以多硫键为主动态疲劳性能好；老化性能差半有效硫黄硫化体系（Semi-EV）≈1以单硫键和双硫键为主老化性能好；压缩永久变形小；无硫化返原有效硫黄硫化体系（EV）1腈基影响交联作用PE，EPDM1EPR0.4IIR04.氧化物硫化体系这是含卤素橡胶的主要硫化剂。通常有氧化锌/氧化镁（5/4）、氧化铅或四氧化三铅（10-20，耐水制品）4.橡胶的填料未加填料的橡胶，力学性能和工艺性能均较差，无法使用。5.作用Ø补强性：拉伸强度，撕裂强度，耐磨性Ø加工性能Ø降低成本6.填料的构造7.粒径一般来说，粒径越小，强度越高。常用补强剂及填充剂的粒径范围（mμ）填料名称缩写料径范围槽黑23-30高耐磨炭黑HAF26-35半补强炭黑SRF60-130气相法白炭黑水合二氧化硅10-25沉淀法白炭黑10-40氧化锌ZnO100-500轻质碳酸钙CaCO31000-3000超细碳酸钙白艳华25-100硬质陶土90%0；ΔH>0（吸热），尽可能小。（2）溶度参数：用Hildebrand方程开展判断。δ1与δ2越接近，ΔH越小。极性橡胶——极性软化剂；非极性橡胶——非极性软化剂（3）溶剂化作用（次要因素）：一般认为，橡胶的双键有一定的亲核性，增塑剂酯类有亲电性，通过亲电-亲核作用增加了两者的界面强度，相容性增加，不过这种亲电-亲核作用较弱，因此一般用量不宜过大（5-10phr）。如NR与DBP，NBR与芳烃油的相容性，SBR、BR与NR的差异，（4）CR的溶剂选择原则18.橡胶的防护体系老化是指一切使橡胶性能劣化的过程。如O2，O3，热，光，疲劳，力，催化剂，化学介质等，为了考察这些影响因素，设计了许多试验方法。氧弹试验O2热氧老化试验O2，热光老化试验光（户外，室内，人造光）臭氧老化试验O3疲劳试验力，疲劳DSC、TG热氧化，O2，空气；热降解，N219.分类物理：迁移、隔绝氧的作用防老剂化学：无污染型（酚类，1010，1076；硫化二丙酸酯（DLTP，DSTP）；亚磷酸酯，168）；污染型（胺类，RD，D，A）防护体系对苯二胺类（4010，4010NA）抗臭氧剂线形碳氢化合物(粗晶蜡，微晶蜡)紫外线剂（橡胶不常用、炭黑的作用）金属离子钝化剂20.反应机理（1）链引发E=0（2）链增长E=4-9kcal/molE=0kcal/molE=30kcal/mol而金属粒子则催化ROOH的分解。（3）链终止21.配方设计与硫化橡胶物性的关系22.拉伸强度拉伸强度是表征制品能够抵抗拉伸破坏的极限能力。影响橡胶拉伸强度的主要因素有：大分子链的主价键、分子间力以及高分子链柔性。一拉伸强度与橡胶构造的关系（1）分子间作用力大，如极性和刚性基团等；（2）分子量增大，范德华力增大，链段不易滑动，相当于分子间形成了物理交联点，因此随分子量增大，拉伸强度增高，到一定程度时到达平衡；（3）分子的微观构造，如顺式和反式构造的影响；（4）结晶和取向二拉伸强度与硫化体系的关系（1）交联密度：有一极大值。（2）交联键类型：随交联键能增加，拉伸强度减小；多硫键具有较高的拉伸强度，因为弱键在应力状态下能起到释放应力的作用，减轻应力集中的程度，使交联网能均匀地承受较大的应力。对于能产生结晶的NR等，交联弱键的早期断裂，还有利于主链的定向结晶。三拉伸强度与填料的关系大量的试验说明：粒径越小，比表面积越大，表面活性越大，构造性越高，补强的效果越好。同时随填料用量增加，有最大值，其大小受橡胶品种和填料类型的影响。四拉伸强度与软化剂的关系软化剂的参加会损失拉伸强度，且与软化剂与橡胶的相容性有