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橡胶配方基础知识(橡胶配方知识)
发布时间:2019年06月24日点击数:

一、配方概念

橡胶配方反映胶料中各种材料(橡胶和配合剂)种类、规格、配比(用量)的方子(方案、表)。随着科学技术的不断发展,对于橡胶制品的性能要求也不断提高,目前的橡胶配方中除了已有的硫化体系,补强、填充体系,防护体系以及软化增塑体系外,为了赋予胶料特殊的性能,还经常使用一些特殊用途的助剂,例如防焦剂、塑解剂、分散剂、增容剂、硬化剂、增粘剂、防粘剂、润滑剂、脱模剂、消泡剂、增量剂、抗静电剂、阻燃剂、芳香剂、除臭剂、改性剂、均化剂、发泡剂、发泡助剂、着色剂等,因此配方设计现已发展到如下组分:①主体材料(天然橡胶、合成橡胶、橡胶与树脂共混物等);②硫化体系;③补强、填充体系;④防护体系;⑤加工工艺、操作体系;⑥特殊性能体系。此外有时为了便于配方的管理和使用可注明配方胶料名称、配方胶料用途、配方胶料代号、配方胶料性能参数、配方胶料主要工艺方法和工艺条件等。作为配方的核心来说是配方中材料种类、材料规格、材料配比。

配方设计就是根据产品的性能要求和工艺条件,通过试验、优化、鉴定,合理地选用原材料,确定各种原材料的用量配比关系的过程。

二、配方的形式

橡胶配方按用途可分基础配方、性能配方、实用配方三种。

1.基础配方

    基础配方又称标准配方,一般是以生胶和配合剂的鉴定为目的。当某种橡胶和配合剂首次面世时,以此检验其基本的加工性能和物理性能。其设计的原则是采用传统的配合量,以便对比;配方应尽可能的简化,重现性较好。基础配方仅包括最基本的组分,由这些基本的组分组成的胶料,既可反映出胶料的基本工艺性能,又可反映硫化胶的基本物理性能。可以说,这些基本组分是缺一不可的。在基础配方的基础上,再逐步完善、优化,以获得具有某些特性要求的性能配方。不同部门的基础配方往往不同,但同一胶种的基础配方基本上大同小异。

天然橡胶(NR)、异戊橡胶(IR)和氯丁橡胶(CR)可用不加补强剂的纯胶配合,而一般合成橡胶的纯胶配合,其物理机械性能太差而无实用性,所以要添加补强剂。目前较有代表性的基础配方实例是以ASTM(美国材料试验协会)作为标准提出的各类橡胶的基础配方。硅橡胶配方一般应包括补强剂(白炭黑)、结构控制剂。硫化剂的用量可根据填料用量而变化。硫化剂多用易分散的浓度为50%的膏状物。

   在设计基础配方时,ASTM规定的标准配方和合成橡胶厂提出的基础配方是很有参考价值的。基础配方最好是根据本单位的具体情况进行拟定,以本单位积累的经验数据为基础。还应该注意分析同类产品和类似产品现行生产中所用配方的优缺点,同时也要考虑到新产品生产过程中和配方改进中新技术的应用。

    2.性能配方

    又称技术配方。为达到某种性能要求而设计的配方,其目的是为了满足产品的性能要求和工艺要求,提高某种特性等。性能配方应在基础配方的基础上全面考虑各种性能的搭配,以满足制品使用条件的要求为准。通常研制产品时所作的试验配方就是性能配方,是配方设计者用得最多的一种配方。

    3.实用配方

又称生产配方。为制造某一具体制品及满足具体生产工艺而设计的配方

在试验室条件下研制的配方,其试验结果并不是最终的结果,往往在投人生产时会产生一些工艺上的困难,如焦烧时间短、压出性能不好、压延粘辊等,这就需要在不改变基本性能的条件下,进一步调整配方。在某些情况下不得不采取稍稍降低物理性能和使用性能的方法来调整工艺性能,也就是说在物理性能、使用性能和工艺性能之间进行折衷。胶料的工艺性能,虽然是个重要的因素,但并不是绝对的惟一的因素,往往由技术发展条件所决定。生产工艺和生产装备技术的不断完善,会扩大胶料的适应性,例如准确的温度控制以及自动化连续生产过程的建立,就使我们有可能对以前认为工艺性能不理想的胶料进行加工了。但是无论如何,在研究和应用某一配方时,必须要考虑到具体的生产条件和现行的工艺要求。换言之,配方设计者不仅要负责成品的质量,同时也要充分考虑到现有条件下,配方在各个生产工序中的适用性。

实用配方即是在前两种配方(基本配方、性能配方)试验的基础上,结合实际生产条件所作的实用投产配方。实用配方要全面考虑使用性能、工艺性能、体积成本、设备条件等因素,最后选出的实用配方应能够满足工业化生产条件,使产品的性能、成本、长期连续工业化生产工艺达到最佳的平衡。

案例分析(分析配方)

内容:分析下列配方存在哪些缺点?说明各体系组成

安排:列出几种实用配方案例,每组一个配方进行分析,各组轮流(所有案例进行总轮流)一人进行发言探讨,其它同学补充,教师最后总结(体系全面(特别是主体材料、硫化体系等)、用量正常合理、配色正确)。

表1-1轿车子午线轮胎台面胶

原材料

基本配方,份

原材料

基本配方,份

天然橡胶

100

炭黑N220

48

氧化锌

4

促进剂MDB

1.5

硬脂酸

2

硫黄

1.5

防老剂RD

1

均匀剂

3

防老剂4010NA

1.5



石蜡

2

合 计

164.5

 

 

表1-2 子午线胎侧胶


   

原材料

基本配方,份

原材料

基本配方,份

天然橡胶

100

环烷油

5

氧化锌

35

促进剂CZ

0.4

硬脂酸

2

硫黄

3.5

混合蜡

5



白炭黑

35

合 计

185.9

 

表1-3 子午线轮胎带束层胶

原材料

基本配方,份

原材料

基本配方,份

天然橡胶

100

炭黑N774

20

氧化锌

10

芳烃油/松焦油

5

硬脂酸

1.5

硫黄

2.6

防老剂4020

1



防老剂RD

1



炭黑N660

20

合 计

161.1

 

 

表1-4 油皮层胶配方

原材料

基本配方,份

原材料

基本配方,份

天然橡胶

100

松香

1

防老剂A

1

促进剂M

0.3

防老剂D

1.5

促进剂DM

0.4

轻质碳酸钙

30

硫黄

2

陶土

35



三线油

7

合 计

178.2

 

表1-5 布胶鞋黑大底配方

天然橡胶

50

促进剂DM

1.9

丁苯橡胶

15

促进剂D

0.6

顺丁橡胶

35

硬脂酸

3

再生橡胶

40

高耐磨炭黑

70

硫黄

2

陶土

15

氧化锌

5

轻质碳酸钙

5

促进剂M

1.2

合计

333.7

 

表1-6 草绿色围条配方

原材料

基本配方,份

原材料

基本配方,份

天然橡胶

100

硬脂酸

1.5

硫黄

2.1

高耐磨炭黑

0.1

氧化锌

4

中铬黄

0.1

促进剂M

0.65

柠檬黄

1.95

促进剂DM

0.8

轻质碳酸钙

110.47

促进剂D

0.55

合 计

222.22

 

表1-7  耐油密封圈配方

原材料

基本配方,份

原材料

基本配方,份

丁腈橡胶-26

100

机油

15

氧化锌

5

BPO

2

硬脂酸

1

促进剂DM

1.25

防老剂D

1

促进剂D

0.25

喷雾炭黑

50

硫黄

2

轻质碳酸钙

60



古马隆树脂

2

合 计

239.5

 

表1-8 食品胶管内层胶

原材料

基本配方,份

原材料

基本配方,份

天然橡胶

100

药用碳酸钙

73.3

氧化锌

10

白凡士林

5.5

硬脂酸

1.8

促进剂DM

1.8

防老剂264

1.5

硫黄

0.3

防老剂MB

1



微晶蜡

1.4

合 计

196.6

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