橡膠制品的配方設計原理

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　　制定壓出膠料配方時必須考濾，壓出過程對膠料性能的要求以及膠料壓出創造的有利條件。如容易壓出、操作安全、表面光滑、花紋和斷面清晰等，這些對膠料的收縮彭脹有很大的影響。首先是含膠率，膠料的含膠率在95%以上時，彈性大，壓出的半成品收縮率大，表面粗糙。相反含膠率在25%以下時，如不適當地選擇軟化劑的品種和用量，也不易壓出，表面粗糙而無光澤，含膠率高時彭脹率也大，可以通過加入再生膠可以降低收縮率。

　　軟化劑是壓出膠料配方的重要組分之一，它使壓出易于進行，降低膠料的收縮率，并使壓出規格精確，壓出含有大量填充劑的膠料時，必須適當加入軟化劑，如油膏、礦物油、石臘等。但過量地加入粘性軟化劑時，都有降低壓出速度的傾向。對于需要其它材料粘附的半成品，要避免使用易噴出的軟化劑。

　　填充劑影響較復雜。適當地加入能使膠料易壓出，收縮率小，特別是爐法炭黑效果顯著，可以降低發熱量。大量加入時，則壓出的半成品粗糙。硬質炭黑比軟質壓出困難，壓出收縮與粒徑無關，但受結構及配合量的支配，結構愈高、配合量愈大，則半成品的收縮量愈小。

　　壓出的機頭溫度一般在100度左右，所以壓出膠料應選用臨界溫度高的遲效性促進劑，不易引起焦燒，增加效料收縮率，影響半成品規格。

　　在配合劑中，易揮發的液體和水份含量應降至最低限度，否則會在壓出溫度下，會因揮發而使膠料產生汽泡，影響產品質量。

　　低硬度、低強度或發粘膠料，壓出時易變形或巻入汽泡可用加補強性填充劑的方法增加生膠的強度。也可采取以下方法改進，1.加入油膏2.加入重質碳酸鈣，蠟類、石油軟化劑降低粘度防止空汽混入，3.用對硬度影響較小的非補強性填充劑降低橡膠的含量，4.并用高粘度原料橡膠或部分交聯橡膠（PA86/丁苯橡膠1000等）防止變形減少收縮。5.可與再生膠并用，含量30-50%混煉膠的壓出表面和加工性能較好。

　　 配方設計與硫化物性的關系

　　一、高定伸強度即硬度較高的橡膠，常用天然膠、氯丁膠、丁睛膠等制造。用大量的填充劑，尤其是滑石粉能顯著增加硬度。但這樣會使抗張強度降低，改用槽法炭黑、高耐磨炭黑、白炭黑等，并用多量的促進劑硫化，增加交聯密度，可取得較好的結果。促進劑可采用D、M、或D/DM并用，亦可采用肖石灰無機促進劑。為了提高定伸強度，應少用軟化劑，可與熱固樹脂，如酚醛樹脂、苯乙烯樹脂并用。、添加堿性物質和少量的甘油，都有利于提高硫化膠的硬度。反之低定伸強度的軟橡膠可采用天然橡膠、丁基橡膠制造。通過減少填充劑用量，采用低硫配合方法，這樣膠料的成本會增加、且強力會下降，因此，低定伸膠料采用陶土、重質碳酸鈣、熱裂法碳黑的填充較好，另外，可適當應用硫化油膏。以及MBTS及硫脲類促進劑。

　　二、彈性，制造高彈性膠料參考如下要上點；1,用彈性最好的天然、順丁橡膠2,補強劑用量要少3.硫化劑和超促進劑用量適當增多4.少用軟化劑及增塑劑，但硫化交聯密度也不宜過大。

　　三、抗張強度和伸長率，[hide]高抗張強度的配方采用天然橡膠、氯丁橡膠、氯黃化聚乙烯橡膠等結晶性橡膠。含膠率可達60%以左右。此外選用優秀的補強性填充劑如炭黑、白炭黑并使之分散均勻。用白炭黑時用量不宜超過25份，當使用非結晶性橡膠時要增大補強劑的用量，注意分散均勻并采用硫化速度較快的硫化體系。

　　1.降低硫黃的用量，多用軟化劑或增塑劑可獲得伸長率較大的橡膠制品。促進劑選用噻唑類，用量要適當增加、以保持硫硫化曲線的平坦性能，填充劑少加。以用陶土較好，亦可使用炭黑，尤其是軟質炭黑。

　　影響橡膠強度的因素是多方面的，除了交聯密度外主要因素如下，1.形變速度，強度時間依賴是所有材料的共同規律，在快速施力下，橡膠的強度要比慢速要高，這時因為快速施力時分子鏈還來不及伸展，鏈尚末受到張力的作用因而斷裂的機會減小，強度就增加。

　　2.伸長結晶性，非結晶性橡膠的配方強力較低，對伸長結晶的天然膠，選擇適當的硫化體系，強力可達到250公斤/厘米左右。這是因為天然橡膠隨著伸長的增加，在拉伸方向上產生結晶的緣故，天然橡膠的結晶約需2秒以上短于些時間，在高速試驗條件下不顯示補強作用。

　　3.溫度，不同溫度下測得的抗張強度有差別的。合成橡膠、尤其是極性較大的橡膠在低溫下有較高的抗張強度，在高溫時抗張強度較低，使用補強劑雖可提高強度，但仍不如天然橡膠硫化膠。為了改善這一缺點�？梢圆捎迷诤铣上鹉z中引入能產生化學交聯的官能團，借以形成主價鍵的方法，或使結構中具有活潑的氫原子的化學結構，利用富有反應性的鹵素增加交聯等來提高橡膠的強度。

　　4.分子量，強度隨著分子量增大而增加，這是因為分子鏈長時，分子間的作用力大，分子鏈的柔順性相對增大些，如分子鏈上有極性取代基時，使次價提高，其強度也會提高。

　　5.支化和凝膠，在聚合過程中或在高溫強列機械作用下能使橡膠橡膠分子產生支鏈，由于支鏈的存在使大分子排列不規則，硫化后使橡膠的網狀結構不完整，可能產生裂縫，使強度降低。在聚合過程中產生的凝膠也破壞了橡膠分子的規整性，使橡膠強度降低。

　　四、撕裂強度

　　影響撕裂強度的主要因素如下，

　　1.在純膠配方中，與其它合成橡膠相比，常溫下天然橡膠的撕裂強度大，且溫度升高時變化也不大。

　　2.與非結晶性橡膠相比，常溫時結晶橡膠撕裂強度大，但除了天然橡膠外，隨著溫度的升高都有明顯的下降。

　　3.用炭黑補強的合成橡膠的撕裂強度有明顯的改善，但仍不如天然橡膠，在配方中加入適量的再生膠，能降低生熱性對撕裂性能會有幫助。

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