橡胶配方设计原理及工艺
鞋底透明橡胶的制作配方及其工艺流程
鞋底透明橡胶的制作配方及其工艺流程透明橡胶分为2种，一种是半透明橡胶，俗城牛筋底。
另一种是纯透明橡胶，俗称玻璃胶。
今天我们主要谈半透明橡胶的配方和工艺。
全国的工厂都在生产牛筋底，可是能真正严格按照工艺流程来操作，能达到配方设定的理论值的没有几家。
原因在于一是为节省成本，二是不懂的正规的工艺流程到底该怎么做。
大部分的都在抄别人的，只要颜色能接近，能做到半透明就好了。
今天我所讲的是一种可以达到理论配方设定的配方和工艺流程，以此为框架基础，可以制作出达到国际上2000年左右先进水平的物性标准。
同时也可以达到制作NIKE和ADI等产品的标准。
为何说无法达到目前国际最新的水平，是因为受材料和我们的理念的限制。
一．材料材料对物性的影响是非常重要的。
目前我国的橡胶材料方面的发展非常大。
基本上通用材料方面可以达到90年代的国际的水平。
但不同的厂家的材料质量差别很大。
如大家都在用的白碳黑，有的要6000元一吨，有的只有3000。
如果想做物性好的产品，请选择正牌生产厂家的产品。
给我印象最深的是原先我在外资企业的时候，检测室测试成品鞋水洗实验，都必须使用美国的一个品牌的洗衣粉来测试。
并且十年时间都是如此。
是中国的洗衣粉质量不好吗？不是的，而是追求的一个稳定性。
原材料你可能会多花一点钱，但是在生产中异常减少，次品减少，也是相当于省钱了。
一般的工厂往往在解决生产异常的方面花的心思最多，也最烦心的。
大家应该都有晚上连夜不睡觉来处理问题的情况。
二．配方中国的制鞋橡胶厂最缺什么？技术！大家都应该有同感，为了找一个好的师傅，都要求人，为了一个好的配方，都要花大钱！请不来全职的，就请兼职的。
为了原材料商的技术指导，还要花钱买原材料商的材料等等。
优秀的RB配方必须同时符合三个基本要求:物性,成本与加工性这三者最佳平衡.须经多次优选并经量产考验才能最后确定配方的组成。
配方设计是一个非常复杂的工作，设计配方者需要根据要求的各项物性指标合理的选择主胶和配合剂，同时要求设计者熟悉各种操作机台的特性，来综合考量，同时也需要考虑环保等因素。
橡胶 工艺 原理
橡胶工艺原理
橡胶是一种由橡胶树的乳液经过加工制成的具有弹性的材料。
橡胶的工艺原理主要包括以下几个方面。
1. 采集橡胶乳液：橡胶树的树干被割开后，乳液会自然流出。
采集工人使用刮刀将乳液慢慢刮下，收集到容器中。
2. 乳液稳定化：采集到的橡胶乳液中含有大量的水分和其他杂质，需要经过稳定化处理。
常用的稳定化剂包括氨水和醋酸，它们可以使乳液保持稳定状态，并防止乳液中的橡胶团聚。
3. 合成橡胶：乳液经过稳定化处理后，需要加入硫化剂、填充剂和加工助剂等多种化学物质进行合成橡胶的加工。
其中，硫化剂可以使橡胶分子之间的交联结构更加牢固，增加橡胶材料的强度和耐磨性；填充剂可以提高橡胶材料的硬度和耐磨性；加工助剂则可以调整橡胶材料的流动性和加工性能。
4. 橡胶成型：合成橡胶经过调配后，可以通过各种成型方法将其制成不同形状的橡胶制品。
常见的成型方法包括压延、压缩模压、浇注和挤出等。
5. 硫化和固化：成型后的橡胶制品需要进行硫化或固化处理，使其获得所需的弹性和耐磨性。
硫化是将成型的橡胶制品置于加热的硫化炉中，在一定温度下与硫化剂反应，形成较为稳定的交联结构；固化则是使用特定的固化剂或光线照射，使成型的橡胶制品的分子链交联，增加其硬度和强度。
通过以上的工艺原理，橡胶可以被制备成各种应用于工业、交通、建筑和日常生活中的橡胶制品，如轮胎、密封件、橡胶管、橡胶鞋等。
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。
橡胶配方设计与功用
活性剂
原理:指加入胶料后能增加促进剂活性, 减少促进剂用量,缩短 硫化时间的物质.白烟配方中，是针对白烟表面高活性 的烷基与ZnO或促进剂之间反应。 功用: 1.避免锌氧粉与促进剂被白烟吸附而影响硫化速度； 2.增加PH值:因白烟PH值约在5.8—7.3之间，带微酸性； 3.活化白烟表面，增加白烟与橡胶键结来改善物性； 活性剂的种类: 依其化学组成不同区分为： 无机活性剂: 金属氧化物,金属碳酸盐,如锌氧粉,碳酸锌,氧化 镁等; 有机活性剂: 醇类---DEG（乙二醇),PEG(聚乙二醇),尿素衍生 物,其他化合产品等;
增塑剂(软化剂)
结构与作用 由于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、 丁基橡胶和三元橡胶的分子量很大，多为无官能团 的无定型结构，且具有弹性，为了在加工时使这些 非极性分子能够相对移动产生变形，传统上是在混 炼时添加一定量的无官能团结构的脂肪烃、环烷 烃、芳香烃油品增塑剂和软化剂。对于极性橡胶， 必须剂
焦烧现象
胶料在贮存和加工过程中因受热的作用会发生早期硫化(交联)并失去流动性和再加工 的能力，这就是焦烧现象。
品类与性能 ---可以用作橡胶防焦剂的化学品有三类：
有机酸类； 亚硝基化合物类； 次磺酰胺类。
---任何防焦剂都应符合橡胶加工性能要求，即：
优良的防焦性能； 对不同促进剂和胶料选择性小； 对其他配合剂不敏感； 对胶料的硫化特性和硫化胶性能无不良影响； 贮存稳定和操作性能好； 不结块、不飞扬、易分散、不喷霜； 符合工艺安全和卫生要求。
常用胶料特性介绍
• • 丁二烯橡胶（BR）：CH2=CH-CH=CH2 特性：磨耗佳，弹性好，硬度高，但是止 滑性差，延伸率差，不易加工素练。
常用胶料特性介绍
• • • 丁二烯-丙烯晴橡胶（NBR）： 分子式：CH2=CH-CH-CH2 CH2=CHCN 特性：耐油胶，抗张，抗压佳，目尼值高， 不易加工，耐油性是以其中含AC量为判 断。丙烯晴值(AC)含量愈高，耐油程序愈 佳。
顺丁橡胶的过氧化物硫化配方设计
顺丁橡胶的过氧化物硫化配方设计顺丁橡胶是一种常见的橡胶材料，其广泛应用于汽车、电子、建筑等领域。
过氧化物硫化是一种常用的橡胶硫化方法，本文将以顺丁橡胶的过氧化物硫化配方设计为主题，介绍该方法的原理、配方设计和工艺流程等内容。
一、过氧化物硫化原理过氧化物硫化（Peroxide Vulcanization）是一种通过过氧化物作为硫化剂进行橡胶硫化的方法。
其原理是通过过氧化物的分解产生自由基，进而引发硫化反应。
常见的过氧化物硫化剂包括双(tert-丁基过氧化物)（TBHP）、过氧化苯甲酰（BPO）等。
二、顺丁橡胶过氧化物硫化配方设计1. 基础橡胶：选择适合的顺丁橡胶作为基础橡胶，其主要成分为聚异戊二烯。
2. 硫化剂：过氧化物硫化剂作为硫化剂，常用的过氧化物硫化剂有TBHP、BPO等。
根据实际需要选择合适的硫化剂，并确定其用量。
3. 硫化促进剂：硫化促进剂可以提高硫化速度和硫化效果，常用的硫化促进剂有二苯基二硫化碳（DPD）等，根据实际需要选择合适的硫化促进剂，并确定其用量。
4. 防老剂：防老剂可以延缓橡胶老化过程，提高橡胶的使用寿命，常用的防老剂有二甲基二硫代羟基乙酸酯（MBTS）等，根据实际需要选择合适的防老剂，并确定其用量。
5. 加工助剂：加工助剂可以改善橡胶的加工性能，常用的加工助剂有硅油、增塑剂等，根据实际需要选择合适的加工助剂，并确定其用量。
三、顺丁橡胶过氧化物硫化工艺流程1. 将顺丁橡胶切碎或研磨成适当粒度的颗粒。
2. 将基础橡胶和硫化剂、硫化促进剂、防老剂、加工助剂等按照配方比例混合均匀。
3. 将混合物送入硫化机中进行硫化处理。
硫化机可以是热风硫化机、微波硫化机等，根据实际需要选择合适的硫化机。
4. 调节硫化温度和硫化时间，控制硫化反应的速度和程度。
5. 硫化结束后，取出硫化橡胶，进行后续的加工和成型。
四、顺丁橡胶过氧化物硫化的优势和应用1. 硫化速度快：过氧化物硫化可以在相对较低的温度下实现快速硫化，提高生产效率。
橡胶工业手册第三册配方与基本工艺
上篇配方设计第一章配方设计第一节概述天然橡胶和合成橡胶的纯胶性能都比较差，无法满足制品的使用要求，加入多种配合剂后才能获得改善。
橡胶、配合剂及其配比的方案，即为橡胶配方。
根据制品各种性能要求，制定橡胶配方，通过试验、调整和验证，最后确定胶料的各种组分及其配比的过程，即称谓橡胶配方设计。
橡胶性能配方，主要研究配方组分与硫化胶及混炼胶性能之间的关系，探求组分对橡胶各种性能的影响和贡献。
橡胶制品配方则主要研究硫化橡胶物理机械性能和化学性能与橡胶只怕你实际使用性能之间的关系，探求硫化橡胶性能对制品使用性能的影响和贡献。
这两类配方所研究的对象和内容虽然不同，但又互相联系，不可分割，由此形成橡胶配方设计体系。
一、配方设计的变迁和发展一、配方组成的多样化现代配合组分可分为五个体系：1.主体材料：生胶、再生胶2.硫化体系：硫化机、促进剂、活性剂、防焦剂。
3.操作体系：增塑剂（化学增塑剂、物理增塑剂）。
4.性能体系：补强剂、防老剂、着色剂、发泡剂、芳香剂、增硬剂。
5.成本体系：填充剂、增容剂。
一个具有实际意义的配方通常含有不同体系二、配合剂品种的专用化适合氯丁橡胶的硫脲类促进剂不适合于其他类型的橡胶。
适合天然橡胶的植物系物理增塑剂并不适合合成橡胶。
三、配合效果的提高四、配方设计过程的简化科学的数理方法用于配方设计：等高线法、实验设计法、三角坐标法及电子计算机法等。
用计算机进行配方试验的数据处理、优选配方，可以通过少量试验获得大量有用的信息，使配方设计发生了根本性变化。
二、配方设计的基本要求和配方分类为获取最佳的共和平衡性能，三个目的1.改善橡胶使用性能。
2.改进橡胶的工艺性能。
配以操作助剂。
3.不影响或少影响性能的前提下，配入填充材料，降低成本。
橡胶配方按其作用分为：试验（或检验）配方、性能配方和制品配方。
试验（或检验）配方。
通用橡胶基础配方：三、橡胶配合中出现的反常现象1.实验室得到的配方，在生产中不一定有满意结果。
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。
丁腈橡胶配方设计
丁腈橡胶配方设计丁腈橡胶是一种弹性好、耐磨、耐油、抗老化的合成橡胶，广泛应用于汽车、航空、航天、建筑、电子等工业领域。
在进行丁腈橡胶配方设计时，需要考虑橡胶的物理性能要求、使用条件、预期的加工工艺以及成本等因素。
以下是一种基础的丁腈橡胶配方设计：1.原料选择：丁腈橡胶：60份填充剂（炭黑）：50份防老剂（RD）：1.5份活性剂（ZnO）：4份加工助剂（硅石蜡）：2份防裂剂（硫）：0.8份软化剂（芳烃油）：10份促进剂（MBTS）：1.2份稳定剂（TMQ）：0.5份2.配方设计原理：填充剂：填充剂的添加可以提高橡胶的强度、硬度和耐磨性，炭黑是常用的填充剂，可以提高橡胶的机械性能。
防老剂：防老剂的添加可以提高橡胶的抗氧化性能，延长橡胶的使用寿命。
活性剂：活性剂的添加可以促进硫化反应的进行，提高橡胶硫化的速度和效果。
加工助剂：加工助剂的添加可以改善橡胶的加工性能，使得橡胶更易于加工成型。
防裂剂：防裂剂的添加可以提高橡胶的耐裂性能，延长橡胶的使用寿命。
软化剂：软化剂的添加可以增加橡胶的柔软性和弯曲性，改善橡胶的可塑性。
促进剂：促进剂的添加可以提高橡胶的硫化速度和效果，加快橡胶的硫化反应。
稳定剂：稳定剂的添加可以防止橡胶在长期暴露于高温、氧化等环境下发生劣化。
3.配方比例：根据上述原料选择和设计原理，将各个原料按照配方比例加入到橡胶中，进行混炼、硫化等工艺步骤，最后得到丁腈橡胶。
需要注意的是，丁腈橡胶的配方设计不仅仅包括上述的几种原料和比例，还需要根据具体的使用要求和加工工艺进行调整。
不同的应用领域和使用条件可能需要调整填充剂的种类和比例、添加其他功能性添加剂等。
因此，建议根据具体的使用要求和条件，进行实验研究和调整，以得到最优的丁腈橡胶配方设计。
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)
2019/11/18
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)
实验14 -橡胶的成型加工
实验14橡胶制品的成型加工一、实验目的1．掌握橡胶制品配方设计基本知识。
熟悉橡胶加工全过程和橡胶制品模型硫化工艺；2．了解橡胶加工的主要机械设备如开炼机、平板硫化机等基本结构，掌握这些设备的操作方法；3．掌握橡胶物理机械性能测试试样制备工艺及性能测试方法。
二、实验原理橡胶制品的基本工艺过程包括配合，生胶塑炼，胶料混炼，成型，硫化五个基本过程，如图14-1所示。
图14-1橡胶制品生产工艺过程1．生胶的塑炼生胶是线型的高分子化合物，在常温下大多数处于高弹态。
然而生胶的高弹性却给成型加工带来极大的困难，一方面各种配合剂无法在生胶中分散均匀，另一方面，由于可塑性小，不能获得所需的各种形状。
为满足各种加工工艺的要求，使生胶由强韧的弹性状态变成柔软而具有可塑性的状态的工艺过程称作塑炼。
生胶经塑炼以增加其可塑性，其实质是橡胶分子链断裂，相对分子质量降低，从而橡胶的弹性下降。
在橡胶塑炼时，主要受到机械力、氧、热、电和某些化学增塑剂等因素的作用。
工艺上用以降低橡胶相对分子质量获得可塑性的塑炼方法可分为机械塑炼法和化学塑炼法两大类，其中机械塑炼法应用最为广泛。
橡胶机械塑炼的实质是力化学反应过程，即以机械力作用及在氧或其它自由基受体存在下进行的。
在机械塑炼过程中，机械力作用使大分子链断裂，氧对橡胶分子起化学降解作用，这两个作用同时存在。
本实验选用开炼机对天然橡胶进行机械法塑炼。
天然生胶置于开炼机的两个相向转动的辊筒间隙中，在常温(小于50℃)下反复受机械力作用，使分子链断裂，与此同时断裂后的大分子自由基在空气中的氧化作用下，发生了一系列力学与化学反应，最终达到降解，生胶从原先强韧高弹性变为柔软可塑性，满足混炼的要求。
塑炼的程度和塑炼的效率主要与辊筒的间隙和温度有关，若间隙愈小、温度愈低，力化学作用愈大，塑炼效率愈高。
此外，塑炼的时间，塑炼工艺操作方法及是否加入塑解剂也影响塑炼的效果。
2．橡胶的配合橡胶必须经过交联（硫化）才能改善其物理机械性能和化学性能，使橡胶制品具有实用价值。
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适用于 低结构
Guth-Gold方程：
高结构
Ef=Eg(1+2.5Φ' +14.1Φ'2) Φ'－包SBR 计算值
Ef／Eg
2
1 2 4
实测值
6 8 10
偏差：理论 认为包容胶 不变形。
1
8 6 4
计算值
20˚C 75˚C
2
偏差加大： 包容胶活动 性增强所致。
2、定伸强度与硫化体系的关系
交联密度： 交联密度适当高，末端数 少，定伸强度提高越高。 交联键类型： C C C S C C Sx C
S用量：0.2-4份之间 促进剂用量：如TMTD（四甲基秋兰姆类，TT）， 0.1-0.3即可提高定伸强度。
3、定伸强度与填充体系的关系
屈挠龟裂：测定橡胶由于多次屈挠而产 生裂口时的屈挠次数或橡胶割口扩展法 －即测定一定屈挠次数时裂口的扩展长 度（后者是裂口增长能力的考察）。
压缩疲劳：是以一定频率和一定变形幅 度反复压缩试样，测定其温升和变形。
老化性能：包括大气老化，臭氧老化， 热、光老化和湿热老化等。 一般是用老化后前物理机械性能变化的 比值来表征。如： 扯断强度老化系数是老化后与前的扯断 强度之比。扯断伸长率老化系数是老化 后与前的扯断伸长率之比。
150˚C
1
1
2
4
6
8
10
填料与硬度的关系
胶种 NBR CR NR SBR IIR
纯胶基本硬度 44 44 40 40 35
填料品种 FEF，HAF ISAF SAF SRF 陶土 碳酸钙 油
估算硬度 +1/2份数 +1/2份数+2 +1/2份数+4 +1/3份数 +1/4份数 +1/7份数 -1/2份数
甲基丙烯酸锌（ZDMA）对橡 胶的增强作用
O H2 C C CH3 C O
n
Mn+
40 35
at room temperature of about 20 C at high temperature of 120 C 8.84%
o
o
10.6%
18.4%
Tensile Strength /MPa
30 25 20 15 10 5 0
炭黑影响最大（三要素）：
粒径，表面活性，结构性。应选小粒径，高结构 的炭黑，如ISAF，HAF。
结构性影响：很大。
低 中 高
高
高结构
填料存在减少了弹性组分体积分数，结 构高的更明显，如达到相同形变或伸长， 其橡胶部分的变形就会大于未填充的， 定伸提高。
Guth-Gold方程：
Ef=Eg(1+2.5Φ+14.1Φ2)
形态结构
测试技术
配方设计
高化(合成具有
特定组成结构高分子)
原材料 配合剂 优选法
最优化技术 回归分析 实验设计
聚合物
高物 复合材料 共混理论
配合剂化学
加工工艺原理
第二节
橡胶配方设计的原则与程序
一、设计原则
使产品性能满足使用的要求或给定的指标。
在保证满足使用性能或给定的指标情况下，尽量节约原材料和 降低成本，或者在不提高成本情况下提高质量。
f
1
λ
)
分子末端
正常交联键
Flory认为，硫 化胶网络中存在 缺陷
无用的交联键
链缠结
链扣
修正后的理想橡胶弹性方程(矛盾平衡) ρRT Mc (λ-
F=
1
λ2
)(1-
2Mc ) M
比例于无 用的游离 末端数
热弹力（RT）：热弹力与绝对温度成正比，弹力由长链分子的热 运动产生 网状结构：
有效弹性(E´) ：在拉力试验机上，将试 样拉伸到一定长度测定试样收缩时恢复 的功同伸长时所消耗的功之比。 滞后损失(E´´)：在拉力试验机上，拉伸 试样收缩时所损失的能与伸长时所消耗 的功之比。 σ E´´ E´ ε
硬度：是橡胶抵抗外力压入的能力，橡胶工业常 用邵氏硬度表示，邵氏硬度是用压针压入试样表 面的深度表示硬度。
橡胶配方设计原理及工艺
第一章 第二章 第三章
橡胶配方设计原理 特种橡胶制品 配方设计中的数学方法
第一章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
橡胶配方设计原理
橡胶配方设计基本概念 橡胶配方设计的原则与程序 橡胶配方设计的组成与表示方法 配方设计与硫化胶物机性能关系 配方设计与胶料工艺性能间的关系
4、其他调整方法
酚醛树脂作交联剂，最高用量达15份。
丙烯酸类齐聚酯，为粘稠液体，无引发剂只起 到增塑剂的作用，用量5-15份可依据硬度不同 来调整。
小试试验，选出最佳配方
生产配方包括：配方组份和用量，胶料性能指标，
第三节
橡胶配方设计的组成、 表示方法及测试
密度（g/cm3) 体积百分 生产配方 数％ （kg) 0.92 76.70 50 2.05 1.42 5.57 1.00 0.50 0.60 1.5 0.5 2.5
配方组成 重量份 重量百 分数％ NR 100 62.11 S M ZnO 3 1 5 1.86 0.62 3.1
Ef=Eg(1+2.5Φ+14.1Φ2)
Ef－填充胶的定伸应力（计算值）
Eg－未填充胶的定伸应力（实测值）
Φ－炭黑的体积分数
定伸强度的影响因素
凡是能够影响交联密度，增加体系粘度，提高分子间 作用力的结构因素均能提高定伸强度。
1、定伸强度与橡胶分子结构的关系
分子量：末端效应，末端数随分子量增大而减 少。 分子量分布：分子量相同，分布越窄，强度越 高。如NR，高分子量级分多，定伸高。 化学结构：分子链刚性越强，极性越大，定伸 强度越高，如CR，NBR，ACM，PU。
SA 炭黑 合计
2 50 161
1.24 31.06 100
0.92 1.80
1.60 19.60 100
1 25 80.0
有些配合剂以母胶形式加入胶料中，配 方需进行相应换算。
NR S 促M ZnO SA 防A 炭黑 合计 100 2.75 0.75 5.00 3.00 1.00 45.00 157.5
性能测试项目： 扯断强度，定伸强度，扯断伸长率，永久变形，
硬度，回弹性，抗撕裂强度，热老化性能等。
加工性能：可塑度，焦烧性，硫化特性等。
其它如：生热性，疲劳性，耐寒、耐热性，耐臭
氧老化性等。
混炼胶
4．进行试验并选取最佳配方 5．复试和扩大中试
6．确定生产配方
塑炼、混炼条件，硫化条件等整套资料。 补充： 配方研究包括三方面： 基础配方 性能配方 生产配方
二、设计程序
1．确定胶料技术要求
进行调查研究，了解产品使用时的负荷、工作温度、 接触介质、使用寿命以及胶料在产品结构中所起的作 用，作为配方设计依据。
2．收集技术资料
收集国内外有关同类产品或类似产品研制的技术资料
作为配方设计参考。
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
ρ
Mc
（1－
2Mc M
）
说明弹力与有效分子
链数有关，与交联程度有关 变形 （λ－
） 2 λ
1
弹力与变形量有关，与其成正比。
近代强度理论中考虑以下三因素：
化学交联 物理缠结 炭黑（填料）与高分子间的物理化学作用 理论值与实测值较吻合。
其中，填充炭黑的定伸应力：
Guth-Gold方程：
使胶料适合于混炼、压延、压出、硫化等工艺操作，以及有利 于提高设备生产效率。 要考虑产品各部位不同橡胶的整体配合，使各部件胶料在硫化 速度上和硫化性能上达到协调。例如，轮胎胎面胶和缓冲层、 帘布层间。 保证质量前提下，尽可能简化配方。 最终使橡胶的性能、成本和工艺可行性三方面取得综合平衡
OOC
OOC - OOC COO
-
SAXS小角散射技术
PZDMA离子团簇结构
10~20nm（小角，电子云密度差异）
红外光谱分析
ZDMA的双键特征吸收峰
抗张强度是试样扯断时单位面积上所受负荷
的大小：
σ＝P／bh
σ－抗张强度(MPa) P－拉伸负荷(kgf) b－拉伸前试样工作部分的宽度(mm) h－拉伸前试样工作部分最小厚度(mm)
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）
橡胶配方设计基本概念
第一节
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。
第四节 配方设计与硫化胶物机 性能关系
一、定伸强度与硬度
测试给定伸
长的强度
哑铃型试片