橡胶配方设计
橡胶配方设计
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橡胶配方设计整理
重点整理橡胶配方设计(Rubber Formula Design)第一章橡胶配方设计原理原料特性、工艺性能、成本核算一、拉伸强度(Tensile Strength)1.拉伸破坏理论高聚物实际破坏强度（橡胶≈20MPa）远小于理论强度（≈15GPa）。
（1）Taylor分子论观点结构不均匀性（橡胶自身无规、硫化键类型不同、填充体系分散不均匀等）⇒负载不均匀，产生应力集中，引起共价键断裂，形成局部断裂微点⇒应力集中下，断裂微点产生裂缝，裂缝进一步发展导致断裂。
（2）Griffith唯象论观点材料内部存在缺陷（空气或水分产生气泡、杂质、溶解度参数差异导致界面分离、划痕等）⇒空穴或裂缝尖端产生应力集中，形成裂纹⇒裂纹发展导致断裂2.生胶体系（1）分子结构分子间作用力大、含有极性取代基，拉伸强度高（如CR、氯化聚乙烯CM）；含有支链导致排列不规则，拉伸强度低（如丁二烯聚合过程中产生不同结构的链节）。
（2）分子量分子量大（端基缺陷影响小，物理缠结点多）、门尼黏度值大，拉伸强度高。
（3）结晶与取向有利于拉伸强度，自补强橡胶NR、CR、IR、CM拉伸强度高。
（4）橡塑共混增强方式之一，如NBR/PVC、EPDM/PP。
3.硫化体系（1）交联密度交联密度增加，拉伸强度先上升后下降。
原因：起初，交联使承担外力分子链数目增加，网链承载均匀。
进一步增加交联密度，网链承载不均匀，链段运动受阻，易产生应力集中。
不同橡胶柔顺性不同，适宜交联密度不同（如硫黄加入量NR2.5phr＞SBR1.8~2.0phr＞EPDM1.5phr）。
硫黄用量显著影响交联密度，拉伸强度随硫黄用量增加，先上升后下降。
（2）交联键类型拉伸强度：—S x—＞—S1,2—＞—C—C—。
原因：多硫键键能虽低，但柔软易变形，拉伸过程中耗散大量能量，且断裂后产生自由基易重新结合。
准速级促进剂与中速级联用，如M、DM与D并用。
4.补强填充体系（1）补强剂结构粒径小、结构度高、表面活性高，拉伸强度高。
橡胶配方大全范文
橡胶配方大全范文1.天然橡胶配方：-天然橡胶：100份-硫磺：2份-罗塞林：5份-碳黑：50份-橡胶软化剂：5份-稳定剂：1份2.丁苯橡胶配方：-丁苯橡胶：100份-碳黑：40份-硫磺：2份-弹性体：5份-稳定剂：1份-硬质填料：10份3.丁羟橡胶配方：-丁羟橡胶：100份-碳黑：40份-硫磺：2份-粘度调节剂：5份-稳定剂：1份4.乙酸乙烯橡胶配方：-乙酸乙烯橡胶：100份-碳黑：50份-硫磺：2份-塑化剂：5份-硬质填料：10份-稳定剂：1份5.氯丁橡胶配方：-氯丁橡胶：100份-碳黑：40份-硫磺：2份-塑化剂：5份-稳定剂：1份-硬质填料：10份6.氟橡胶配方：-氟橡胶：100份-硫磺：2份-塑化剂：5份-硬质填料：10份-稳定剂：1份以上是几种常见的橡胶配方，其中的各种原料按比例混合，然后进行橡胶化反应。
这些配方可以根据具体的应用要求进行调整和改善，以满足不同领域对橡胶材料性能的需求。
在混合橡胶配方时需要注意以下几点：1.原料的质量：保证配方中的各种原料质量良好，以确保橡胶制品的性能。
2.混合均匀：混合原料时需要确保均匀混合，以避免出现局部性能差异。
3.适当调整配方：根据具体应用要求，可以适当调整配方中各种原料的比例，以获得更优异的性能。
4.工艺条件控制：橡胶化反应需要在一定的工艺条件下进行，如温度、时间等，需要严格控制这些条件，以保证反应的成功。
通过合理的配方设计和优化，可以制备出满足不同应用领域需求的橡胶制品，提供更好的性能和可靠性。
以上仅是几种常见的橡胶配方，实际应用中还需根据具体的要求进行细化和改进。
希望以上内容能对您有所帮助。
橡胶配方设计原理及工艺
3制定基本配方和性能试验项目 制定基本配方步骤如下： 1确定生胶的品种和用量; 根据主要性能指标确定主体胶料品种;用量与含胶率有关。 2）确定硫化体系。根据生胶的类型和品种，硫化工艺及产品性能要求来确定。 3）确定补强剂品种和用量。根据胶料性能 比重及成本确定。 4）确定软化剂品种和用量。根据生胶及填料种类，胶料性能及加工条件确定。 5）确定防老剂品种和用量。根据产品使用环境的条件来确定。 6）确定其它专用配合剂的品种和用量。如着色剂，发泡剂等）
20˚C
75˚C
150˚C
偏差加大：包容胶活动性增强所致;
Ef／Eg
胶种
纯胶基本硬度
填料品种
估算硬度
NBR
44
FEF，HAF
+1/2份数
CR
44
ISAF
+1/2份数+2
NR
40
SAF
+1/2份数+4
SBR
40
SRF
+1/3份数
IIR
35
陶土
+1/4份数
碳酸钙
+1/7份数
油
-1/2份数
填料与硬度的关系
一 配方设计定义 橡胶材料是生胶与多种配合剂构成的多相体系; 橡胶制品的性能取决于橡胶分子本身;以及各种配合剂性质及它们之间的相互作用关系。 定义：根据产品的性能要求及工艺条件，合理选用原材料，制订各种原材料的用量配比关系的设计方法。 配方设计决定着产品质量、成本和加工性能。
橡胶配方设计
橡胶配方设计
耐70℃的非极 性油，Shore A硬度为70，
适用于注射硫 化成型工艺。
配方设计
橡胶性能要求 工艺要求 配方 配合 加工 制品 成本要求
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橡胶配方设计
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橡胶配方设计
二、橡胶配方设计的原则
a. 达到指定的硫化胶技术性能； b. 加工工艺性能良好； c. 降低生产成本。包括原材料成本和加工成本，如
多组分：橡胶、硫化剂、促进剂、活性剂、 防老剂、填料、软化剂等
b. 橡胶配方设计是个因子水平数不等的试验
设计方法、活用正交表（因子、水平数不等）
c. 橡胶配方设计中各组分间有复杂的交互关系
配方中原材料之间产生的协同效应、加和效应或对抗作用.
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橡胶配方设计
d. 工艺因素对橡胶配方实施有重要的作用
测定100%、200%、300%、500%的定伸应力；
扯断伸长率（ %）－试样扯断时，伸长与原长之比；
扯断永久变形 （ %）－试样拉伸至断裂，自由状态下保持3分钟， 不可
恢复的变形长度与原长之比。
(c) 撕裂强度（KN/m) 试样被撕裂时，单位厚度所承受 的负荷。
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橡胶配方设计
（d）磨耗：橡胶表面受到磨擦力作用而使橡胶表面 发生磨损脱落的现象。仪器有阿克隆磨耗仪等
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橡胶配方设计
# 耐疲劳性的配方设计
a. 生胶结构：高应变 NR（拉伸结晶）， 低应变 SBR（Tg较高）；
b. 硫化体系：～C-SX-C ～、交联密度； c. 软化剂； d.填充体系：高结构炭黑； f. 防老剂：品种及用量
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橡胶配方设计第三章
Heat Resistance oC
H 250 G 225
FPM FMVQ
MVQ
F 200 E 175 D 150 C 125 B 100 A 70
ACM
44%ACN HNBR
80%VA 34%ACN
40%VA EVM
CO/ECO 48%ACN
NBR
PU
CM/CSM 18%ACN
CR
SBR
EPDM IIR
BR NR
10 20 30 40 60 80 100 120 140 No
Classification of Elastomers according to Maximum Volume Change(%) in ASTM Oil 3#
（二）配合体系：
NBR 100
(1)硫化体系尽可能提高交联密度。
加大交联密度，提高定伸应力 CR CSM 用金属氧化物交联，PbO代替MgO IIR 采用树脂或醌肟效果好
各种橡胶耐H2SO4性能
编号
橡胶 H2SO4体积分数（%） 时间（d）
变化
1
FKM-23
2
EPDM
3
IIR
4
NBR
5
SBR
6
CR
7
CSM
8
EPDM
9
EPDM
10
IIR
发烟 发烟(62) 发烟(62) 发烟(62) 发烟(62) 发烟(62)
癸二酸酯和邻苯二甲酸酯凝固点低的软化剂降低tg四填料少用或不用选用软质或球形填料各种增塑剂对nbr耐寒性的影响增塑剂脆性温度t增塑剂脆性温度t空白邻苯二甲酸二辛酯邻苯二甲酸二丁酯邻苯二甲酸丁基月桂酯邻苯二甲酸丁基苄酯磷酸三苯甲酯2953753754237295磷酸三苯酯己二酸二辛酯液体古马隆30434474936527525与指定温度下的形变值之比来表示耐寒系数k为
橡胶配方设计与性能的关系
橡胶配方设计与性能的关系
概述
橡胶制品在工业和日常生活中具有广泛的应用，其性能表现与配方设计密切相关。
本文将探讨橡胶配方设计对其性能的影响。
橡胶的主要性能指标
橡胶制品的主要性能指标包括强度、弹性、耐磨性、耐腐蚀性等。
这些指标受到橡胶材料本身性质和配方设计的影响。
橡胶配方设计的基本原则
橡胶配方设计应考虑到橡胶的种类、填料、增塑剂、硬化剂等因素。
合理选择配方成分可以优化橡胶制品的性能表现。
不同配方对性能的影响
•填料种类和含量: 合适的填料种类和含量可以改善橡胶的强度和耐磨性。
•增塑剂的选择: 增塑剂的选择会影响橡胶的柔软度和弹性。
•硬化剂的配比: 硬化剂的配比直接影响橡胶的硬度和耐用性。
橡胶配方设计案例分析
以下是一个橡胶配方设计的案例分析：
•橡胶种类: 选择天然橡胶和丁腈橡胶混合使用。
•填料: 添加二氧化硅填料提高硬度和耐磨性。
•增塑剂: 选择环氧树脂作为增塑剂，提高橡胶的弹性。
•硬化剂: 使用过氧乙酸硬化剂，提高橡胶的耐用性。
总结
橡胶配方设计对橡胶制品的性能有着重要影响，合理设计配方可以改善橡胶制品的性能表现，提高其在各个领域的应用价值。
以上是橡胶配方设计与性能的关系的基本信息及探讨，希望对读者有所帮助。
现代橡胶配方设计
2、基本原则
（1）在不降低产品质量的情况下降低成本
（2）在保持成本不变的情况下提高产品的性能
3、一般原则
（1）满足制品的性能要求；（2）设计的配方易于加工
（3）原材料价廉易得； （4）重点设计主要性能
（5）充分考虑交互作用； （6）配方成本低，能耗低
（7）201配9/1方1/18尽可能简化
（8）符合环保与卫生要求
②体积分数配方计算：Vi%=mi/ρ i×[100/∑(mi/ ρi)]
③生产配方计算：Mi=mi×(Q/ ∑mi)
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含配合剂母胶的配方计算：
例如：促进剂M母胶配方
NR
100
促进剂M 20
ZnO
5
合计
125
X促M母=1/(20/125)=6.25份 母胶中： XNR=6.25×(100/125)=5份 XZnO=6.25× (5/125)=0.25份
1. 质量份数表示（mi）： 以生胶分数为100份，其余配合剂相应质量份数表示。
2. 质量百分数（ mi % ）：= mi /∑mi ×100% 以胶料总质量为100，生胶和配合剂质量所占比例数来 表示，主要用于计算原材料质量成本和含胶率。
3. 体积百分数表示（Vi% ）： = Vi /∑Vi ×100% 以胶料总体积为100，生胶和配合剂体积所占比例数来 表示，主要用于计算原材料体积成本。
配方1的炼胶成本：P炼胶1=1.2×1.2=1.44（元） 配方1硫化成本：P硫化1=（4/60）×10=0.67（元） 总成本：P总1= P胶1+ P炼胶1+ P硫化1=19.32（元） 2每019件/11制/18 品的利润：R1=P价格—P总1= 21.6-19.32=2.28(元)
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4.2.3 配合体系与定伸应力的关系
定伸应力是指试样被拉伸至一定长度时所受的力与试样在拉伸前的 截面积之比，单位为MPa，工业中常用的有伸长为100%、300%和 500%时的定伸应力。
➢ ⑴ 橡胶品种
要求高定伸应力的橡胶制品可以用天然橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯 橡胶来制备；低定伸应力的制品可采用天然橡胶、高顺丁橡胶。
✓ ⑵ 由于橡胶制品的性能一般是多方面的，性能在满足性能要求 方面，要抓住主要矛盾，平衡次要矛盾；
✓ ⑶ 对多部件制品，要从整体考虑； ✓ ⑷ 平衡使用性能与加工性能； ✓ ⑸ 考虑配合剂之间的相互影响； ✓ ⑹ 低污染； ✓ ⑺ 简化配方，降低成本。
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4.1.2 橡胶配方设计的程序
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➢ ⑶ 填充体系 一般而言，填充剂粒径越小、比表面积越大、结构性越高，
补强效果越好。 ➢ ⑷ 增塑体系
增塑剂一般会使橡胶的拉伸强度降低，与橡胶相容性好、具 有限制橡胶分子运动的高黏度油类增塑剂可提高橡胶的拉伸强度。 ✓ 其它，如共混、使用表面活性剂、偶联剂也可提高橡胶的拉 伸强度。
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➢ ⑵ 硫化体系
✓ ①交联密度
随着交联密度的增加，橡胶拉伸强度，出现先增后降的趋势， 存在最佳值，这就要求适当选择硫化剂的用量。
✓ ②交联健的类型
硫化胶的拉伸强度随着交联键能的增加而减小。当交联键能 较弱时，在高应力集中下会很快断裂，从而解除了所承受的负荷， 而将应力转移分配给相邻链段上，使得网络作为一个整体均匀地 承受较大应力；同时，弱交联键的较早断裂还有利于该部分主链 的定向排列和结晶，因此存在弱交联键的硫化胶的拉伸强度较大。 例如，适当增加硫黄用量，采用促进剂M或与胍类促进剂并用， 可提高键能较低的多硫键（—Sx—）的含量，提高拉伸强度。
配方设计的基本程序包 ✓ ⑴ 调研 包括制品的使用条件，如温度、压力、是否接触介质、
使用的频率等方面。 ✓ ⑵ 选材 根据调研结果，选材、确定基本配方；包括生胶材料
及各种配合剂各种生胶的基本配方可通过资料查询。 ✓ ⑶ 配方筛选 确定能够反映产品性能的试验方法，反复实验进
行筛选； ✓ ⑷ 检验 通过选定的配方制备胶料、产品，进行验证； ✓ ⑸ 定工艺 根据试验过程拟定加工工艺条件； ✓ ⑹ 评定 对制品的性价比进行综合评定。
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4.1.3 橡胶配方的表示方法及其计算
橡胶配方的表示方法 ➢ ⑴ 基本配方
基本配方是用质量份数表示的配方，即以生胶的质量为100 份，其它配合剂用量都以相对的质量份数来表示。 ➢ ⑵ 质量百分数配方
质量百分数配方是以胶料总质量为100%，生胶及各种配合 剂用量都用质量百分数来表示。 ➢ ⑶ 体积百分数配方
橡胶配方设计
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✓配方体系表示方法、设计原则、 性能对配方体系的要求
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4.1橡胶配方设计的基本概念
➢ 橡胶配方就是表示能满足制品规定使用性能及加工性能要求 的胶料中，各种原材料的种类和用量的搭配方案。生产中所 用配方应该包括：胶料的名称及代号、胶料的用途、各种配 合剂的用量、生胶含量、密度以及胶料的物性。
➢ ⑵ 硫化体系
在一定范围内，弹性随交联密度的增大而提高，多硫键的回弹性 高于低硫键和碳碳交联键。适当增加硫黄用量有利于硫化胶弹性 的增加。
体积百分数配方是以胶料的总体积为100%，生胶及各种配 合剂用量都用体积百分数来表示。 ➢ ⑷ 生产配方
根据炼胶机的容量，由基本配方换算出的实际生产投料量。
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➢ 所谓配方设计就是如何确定这种比例关系，是橡胶制品生产 过程中的关键环节。
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4. 1.1 橡胶配方设计的原则
橡胶配方设计的任务是力求使橡胶制品在性能、成本和工艺可行 性三个方面取得最佳的综合平衡。通常，要遵循以下几条原则：
✓ ⑴ 充分了解制品的性能要求、使用条件；半成品的性能一般应 高于成品指标的15%。
➢ ⑵ 硫化体系
随着交联密度的增加，定伸应力随之增加。因此，调整硫化体系 中硫黄及促进剂的用量来增大交联密度，进而提高定伸应力。
➢ ⑶ 填充体系
增加粒度小、结构性高的高活性填充剂的用量可提高定伸应力。 以炭黑的效果最为显著。对丁苯橡胶来说，主要取决于炭黑的结 构性。
➢ ⑷ 增塑体系
增塑剂用量增加，定伸应力降低。
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4.2配合体系与制品性能的关系
4. 2.1 配合体系与拉伸强度的关系 拉伸强度是指试片受拉伸作用至断裂时单位面积上所承
受的最大拉伸应力，单位MPa。在硫化胶的测定项目中一般 都包括这项指标。工业用橡胶制品，多以拉伸强度作为产品 质量的主要指标。 ➢ ⑴ 橡胶品种 ✓ 主链上有极性取代基或芳基的橡胶的拉伸强度较高。就纯橡 胶配合而言，天然橡胶和聚氨酯橡胶的拉伸强度最高，丁基 橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶次之，丁苯橡胶、丁腈橡胶较差。
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4.2.2 配合体系与撕裂强度的关系
指将带有切口的试片撕裂时所需的最大力，其单位为N/m。 ➢ ⑴ 橡胶品种
天然橡胶、氯丁橡胶等结晶性橡胶的撕裂性较好。几种橡胶的抗 撕裂性强弱顺序是：NR＞CR＞SBR＞NBR ➢ ⑵ 硫化体系 多硫键具有较高的撕裂强度。 ➢ ⑶ 填充体系 粒子细、活性大的炭黑、白炭黑补强时，撕裂强度明显改善；炭 黑用量一般在50~60phr时可获得最高撕裂强度。但用量过大时撕 裂强度反而下降。 ➢ ⑷ 增塑体系 适当加入增塑剂有助于撕裂强度的提高，主要是一些树脂类如古 马隆树脂、酚醛树脂等。
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4.2.4 配合体系与回弹性的关系
回弹性又称冲击弹性，是指橡胶受冲击以后恢复原状的能力。试 验的时候是使一定高度的重物自由落到橡胶试样表面上，用重物 回弹的高度来评价。
➢ ⑴ 橡胶品种
从结构因素来说，分子链越柔顺、分子间作用力越小的橡胶，其 弹性越好。以天然橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶以及硅橡胶的回弹 性较好。