2020年(塑料橡胶材料)橡胶配方设计综合实验

（塑料橡胶材料）橡胶配方设计综合实验

高分子材料和工程专业实验

橡胶配方设计综合实验

实验报告

班级：08030342班

组别：第六组

橡胶配方设计综合实验

一、实验目的

1、加深对丁腈橡胶的配方、各组分的作用原理及加工方法的认识。

2、进壹步领会橡胶的塑炼、混炼的意义和原理。

3、进壹步了解橡胶的硫化模压成型的基本方法，掌握塑炼混炼、压制硫化设备的操作方法及安全措施。

4、掌握炭黑的含量对橡胶力学性能的影响规律。

5、掌握数据处理和分析的方法。

二、实验原理

丁腈橡胶制品的生产，首先有壹个配料的问题，即在丁腈橡胶（生胶）中加入壹定量的硫化剂、补强剂、增塑剂、防老剂等其他助剂，使之形成多组分体系。本实验固定其他组分的含量，改变炭黑的用量，研究炭黑的含量对橡胶力学性能的影响。在壹定的温度下，首先塑炼

丁腈橡胶，再将配好的实验原理进行混炼使各种助剂实现良好的分散，通过辊压成片，剪成壹定形状的胶料，放入试样模具中，经过硫化成型成为所需的试样。通过不同规格的裁刀，冲裁成性能测试的样品。然后测试橡胶的拉伸强度、撕裂强度和硬度。找出炭黑含量对橡胶力学性能的影响规律。

三、实验所用原料及仪器、设备

1、实验用的原材料及参考配方

2、实验用仪器及设备

（1）开放式炼塑机（SK-160B）

辊筒工作直径=160mm，辊筒工作长度=320mm，前辊转速=24.0r.p.m,后辊转速

=17.8r.p.m,最大辊间距=4.5mm，最小压片厚度=0.2mm。壹次加料量=100～200g，辊筒最高加热温度≤200℃

（2）平板硫化机（XKLB-25D）

额定表压=145kg/cm²，油缸活塞直径D=160mm，电热板面积=360*360mm，模板最大

加热温度≤200℃。

（3）密炼机混炼设备(HL-200型) （4）橡胶硬度计

（5）万能拉伸测试仪

四、实验工艺条件的预定

1、材料配方的确定

壹

二

三

四

五

2、塑炼工艺条件的确定

塑炼温度：80℃。

塑炼时间：5min

3、混炼工艺条件的确定

加料顺序：固体软化剂（石蜡、硬脂酸）、小药（促进剂、活化剂、防老剂）、补强剂（炭黑、碳酸钙）液体软化剂。

混炼温度：85℃。

混炼时间：5min.

4、硫化工艺条件的确定

硫化温度：150℃。

硫化时间：6min。

硫化压力：115kg/cm²

五、实验内容及操作步骤

1、按实验配方称取各组分物料，分别放在盛料容器中。

2、塑炼

（1）据丁腈橡胶的性能确定塑炼的温度壹般为60～80℃，打开加热开关，使设备的密炼温度达到预定值，恒温20min。

（2）开动主机，调整转速达到40～80转/分之间，加入丁腈橡胶，上顶栓上加5kg砝码。密炼时间5分钟，戴上手套，转速调零，关闭主机。

3、混炼

（1）打开密炼机，按顺序加料，注意不加硫磺，逐步加料的顺序为固体软化剂（石蜡、硬脂酸）、小药（促进剂、活化剂、防老剂）、补强剂（炭黑、碳酸钙）液体软化剂。

（2）开动主机，调整转速达到40～80转/分之间，上顶栓上加5kg砝码。混炼时间5分钟，戴上手套，转速调零，关闭主机。然后再打开密炼室，加入硫磺，开动主机，调整转速为40～80转/分之间，上顶栓加5kg砝码混炼时间1分钟，戴上手套，转速调零，关闭主机，打开密炼室，取出混炼好的胶料，清洗密炼室。

4、检查平板硫化机的液压传动系统和电热板加热是否正常，确认正常后，将试样模具放在

压机中，保证加热模板和成型模板刚和接触，对模具预热。

①待模板温度达到预热温度时，取出模具，清理模具内部表面，有必要时，能够用少量和硫化胶不产生化学反应的隔离剂，壹般采用硅油或中性皂液等。

②将混炼后压成的胶片切成和模腔尺寸相对应的胶坯，且标出胶料的名称，编号和硫化条件

及胶料压延方向。胶坯的质量可按以下方法计算：

胶坯质量（g）=模腔容积（cm³）*胶料密度（g/cm³）

③将胶坯放入模腔，合好模具，放到压机中，加压至达到实验拟定压力时，硫化时间8±1分钟。

④达到硫化时间后，下降压机，取出模具，立即打开，取出硫化胶片。

⑤将硫化好的硫化胶片放在冲片机上，按有关测试标准，用裁刀冲裁试样。

5、测试其拉伸强度、撕裂强度和硬度；

6、处理数据，以炭黑的含量为横坐标，测试的性能指标为纵坐标作图，找出规律且分析原

因。

六、橡胶拉伸强度、撕裂强度和硬度的测定

（1）橡胶拉伸强度的测定

1、插上电源，根据试样的性质选定适宜的负荷，加上所需的砣。

2、调整拉力机的零点，让指针和读数盘的零点重合。

3、根据试样的型号，选择下降速度。

4、将哑铃状试样均匀的置于上、下夹持器上，且用螺钉固定。

5、开动实验机，按下下降手柄，拉伸速率为200mm/min，拉伸试样且跟踪试样的标记，按实验要求记录下列各项：

①试样拉伸到300%时的力值。

②试样拉伸至扯断过程中出现的最大值。

③试样扯断时的伸长率。

拉伸强度的计算公式：

式中：——拉伸强度，MPa；

F——试样拉伸至拉断过程中出现的最大力值，N；

W——试样狭小平行部分长度，mm；

b——式样的厚度，mm。

断裂伸长率计算公式：

式中：Eb——断裂伸长率，%；

Lb——试样断裂时的标距，mm；

L0——试样原始标距，mm。

（2）橡胶撕裂强度的测定：

1、检查设备运转情况及速度转换是否正常可靠，装好拉伸实验模具。

2、测量试样厚度。

3、调试试验机的速度为所要求的速度，500mm/min。

4、调整拉力实验机的零点指针，使指针和表盘的零点重合。

5、将试样夹在试验机的夹具上，使试样的受力方向和撕裂方向垂直。

6、开动试验机，且记录试样破坏时的负荷。

撕裂强度计算公式：

式中：Ts——撕裂强度，KN/m；

F——撕裂时的力，N；

d——试样的厚度，mm；

（3）橡胶硬度的测定:

1、实验前检查试样，如表面有杂质须用纱布沾酒精擦净。

2、校正：自由状态下应为零度，当和测量平台完全接触时，此时表的刻度为100度。

3、将试样放在表头和平台之间，压下手柄，试样缓慢地受到1Kg力的负荷时立即读数。