橡胶制品的配方设计原理

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　　制定压出胶料配方时必须考滤，压出过程对胶料性能的要求以及胶料压出创造的有利条件。如容易压出、操作安全、表面光滑、花纹和断面清晰等，这些对胶料的收缩彭胀有很大的影响。首先是含胶率，胶料的含胶率在95%以上时，弹性大，压出的半成品收缩率大，表面粗糙。相反含胶率在25%以下时，如不适当地选择软化剂的品种和用量，也不易压出，表面粗糙而无光泽，含胶率高时彭胀率也大，可以通过加入再生胶可以降低收缩率。

　　软化剂是压出胶料配方的重要组分之一，它使压出易于进行，降低胶料的收缩率，并使压出规格精确，压出含有大量填充剂的胶料时，必须适当加入软化剂，如油膏、矿物油、石腊等。但过量地加入粘性软化剂时，都有降低压出速度的倾向。对于需要其它材料粘附的半成品，要避免使用易喷出的软化剂。

　　填充剂影响较复杂。适当地加入能使胶料易压出，收缩率小，特别是炉法炭黑效果显着，可以降低发热量。大量加入时，则压出的半成品粗糙。硬质炭黑比软质压出困难，压出收缩与粒径无关，但受结构及配合量的支配，结构愈高、配合量愈大，则半成品的收缩量愈小。

　　压出的机头温度一般在100度左右，所以压出胶料应选用临界温度高的迟效性促进剂，不易引起焦烧，增加效料收缩率，影响半成品规格。

　　在配合剂中，易挥发的液体和水份含量应降至最低限度，否则会在压出温度下，会因挥发而使胶料产生汽泡，影响产品质量。

　　低硬度、低强度或发粘胶料，压出时易变形或巻入汽泡可用加补强性填充剂的方法增加生胶的强度。也可采取以下方法改进，1.加入油膏2.加入重质碳酸钙，蜡类、石油软化剂降低粘度防止空汽混入，3.用对硬度影响较小的非补强性填充剂降低橡胶的含量，4.并用高粘度原料橡胶或部分交联橡胶（PA86/丁苯橡胶1000等）防止变形减少收缩。5.可与再生胶并用，含量30-50%混炼胶的压出表面和加工性能较好。

　　 配方设计与硫化物性的关系

　　一、高定伸强度即硬度较高的橡胶，常用天然胶、氯丁胶、丁睛胶等制造。用大量的填充剂，尤其是滑石粉能显着增加硬度。但这样会使抗张强度降低，改用槽法炭黑、高耐磨炭黑、白炭黑等，并用多量的促进剂硫化，增加交联密度，可取得较好的结果。促进剂可采用D、M、或D/DM并用，亦可采用肖石灰无机促进剂。为了提高定伸强度，应少用软化剂，可与热固树脂，如酚醛树脂、苯乙烯树脂并用。、添加碱性物质和少量的甘油，都有利于提高硫化胶的硬度。反之低定伸强度的软橡胶可采用天然橡胶、丁基橡胶制造。通过减少填充剂用量，采用低硫配合方法，这样胶料的成本会增加、且强力会下降，因此，低定伸胶料采用陶土、重质碳酸钙、热裂法碳黑的填充较好，另外，可适当应用硫化油膏。以及MBTS及硫脲类促进剂。

　　二、弹性，制造高弹性胶料参考如下要上点；1,用弹性最好的天然、顺丁橡胶2,补强剂用量要少3.硫化剂和超促进剂用量适当增多4.少用软化剂及增塑剂，但硫化交联密度也不宜过大。

　　三、抗张强度和伸长率，[hide]高抗张强度的配方采用天然橡胶、氯丁橡胶、氯黄化聚乙烯橡胶等结晶性橡胶。含胶率可达60%以左右。此外选用优秀的补强性填充剂如炭黑、白炭黑并使之分散均匀。用白炭黑时用量不宜超过25份，当使用非结晶性橡胶时要增大补强剂的用量，注意分散均匀并采用硫化速度较快的硫化体系。

　　1.降低硫黄的用量，多用软化剂或增塑剂可获得伸长率较大的橡胶制品。促进剂选用噻唑类，用量要适当增加、以保持硫硫化曲线的平坦性能，填充剂少加。以用陶土较好，亦可使用炭黑，尤其是软质炭黑。

　　影响橡胶强度的因素是多方面的，除了交联密度外主要因素如下，1.形变速度，强度时间依赖是所有材料的共同规律，在快速施力下，橡胶的强度要比慢速要高，这时因为快速施力时分子链还来不及伸展，链尚末受到张力的作用因而断裂的机会减小，强度就增加。

　　2.伸长结晶性，非结晶性橡胶的配方强力较低，对伸长结晶的天然胶，选择适当的硫化体系，强力可达到250公斤/厘米左右。这是因为天然橡胶随着伸长的增加，在拉伸方向上产生结晶的缘故，天然橡胶的结晶约需2秒以上短于些时间，在高速试验条件下不显示补强作用。

　　3.温度，不同温度下测得的抗张强度有差别的。合成橡胶、尤其是极性较大的橡胶在低温下有较高的抗张强度，在高温时抗张强度较低，使用补强剂虽可提高强度，但仍不如天然橡胶硫化胶。为了改善这一缺点。可以采用在合成橡胶中引入能产生化学交联的官能团，借以形成主价键的方法，或使结构中具有活泼的氢原子的化学结构，利用富有反应性的卤素增加交联等来提高橡胶的强度。

　　4.分子量，强度随着分子量增大而增加，这是因为分子链长时，分子间的作用力大，分子链的柔顺性相对增大些，如分子链上有极性取代基时，使次价提高，其强度也会提高。

　　5.支化和凝胶，在聚合过程中或在高温强列机械作用下能使橡胶橡胶分子产生支链，由于支链的存在使大分子排列不规则，硫化后使橡胶的网状结构不完整，可能产生裂缝，使强度降低。在聚合过程中产生的凝胶也破坏了橡胶分子的规整性，使橡胶强度降低。

　　四、撕裂强度

　　影响撕裂强度的主要因素如下，

　　1.在纯胶配方中，与其它合成橡胶相比，常温下天然橡胶的撕裂强度大，且温度升高时变化也不大。

　　2.与非结晶性橡胶相比，常温时结晶橡胶撕裂强度大，但除了天然橡胶外，随着温度的升高都有明显的下降。

　　3.用炭黑补强的合成橡胶的撕裂强度有明显的改善，但仍不如天然橡胶，在配方中加入适量的再生胶，能降低生热性对撕裂性能会有帮助。

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