橡胶配方设计第三章.ppt讲解
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橡胶加工原理和工艺
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橡胶加工原理和工艺
•五. 填充剂
• 填充剂按用途可分为两大类；即补强填充剂和惰性填充剂。 • 补强填充剂简称补强剂，是能够提高硫化橡胶的强力，撕裂强 度，定伸强度，耐磨性等物理机械性能的配合剂。最常用的补强剂 是炭黑，其次是白炭黑、碳酸镁、活性碳酸钙，活性陶土、古马隆 树脂、松香树脂、苯乙烯树脂、酚醛树脂、木质素等。 • 惰性填充剂又称增容剂，是对橡胶补强效果不大，仅仅是为了 增加胶料的容积以节约生脱从而降低成本或改善工艺性能(特别是压 出、压延性能)的配合剂。增容剂只好是比重小的、这时重量经而体 积大，虽常用的增容剂有硫酸钙，滑石粉、云母粉等。 • 下面着重讨论炭黑的补强机理及影响补强效果的因素。
• 防老剂一般可分为两类，即物理防老剂和化学防老剂。物理防老剂
主要有石蜡、微晶蜡等物质。由于在常温下此种物质在橡胶中的溶解度
较少，因而逐渐迁移到橡胶制品表面，形成一层薄膜，起隔离臭氧、氧
•气与橡胶的接触作用，用量一斑为1—3份。
• 化学防老剂主要有酚类和胺类。酚类一股无污染，但防老性能较差，
主要用于浅色和透明制品，而胺类一般部有污染做主要用于黑色和
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橡胶加工原理和工艺
•配方种类有三类，即基础配方、性能配方和生产配方。 • 基础配方是专供研究或鉴定新胶种，新配合剂用的，其配合组分 的比例一般采用传统的使用量，以便对比，并要求尽可能简单。通 用的基础配方其组分和用量如下；
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橡胶加工原理和工艺
•配方设计的原则：
•在配方设计之前，首先必须了解制品的使用条件，并考虑制品的质 量，使用寿命及物理机械性能。 •第二 必须了解对使用的生胶和配合剂的性质以及各种配合利的相互 间的关系，尤其是使用新型原材料时，对其质量，等级情况要有分折 和实验的结果。 •第三 原材料的使用必须立足于国内，因地制宜。 •最后， 在制定配方时，还必须考虑到设备的特点和制造工艺上 •的方便，尽量降低成本，降低原材料消耗。
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ppt
橡胶配方ppt
那么对于f(x)，只要知道u，σ 2，即E(X)和D(X)， 就可以画出其曲线。
正态分布表示为
，往往需要对其进行标准
化。如令
，则随机变量Y服从标准正态分
布，表示为 ，N(0，1)。
大家可计算E(Y)=0，D(Y)=1。
如
橡胶配方ppt
5. 三种重要抽样分布
三种重要抽样分布—— 分布，t分布，F分布。它们在 作统计判断时经常使用。先来看一下正态母体的子样平均 数。
5.1 正态母体中的 的分布：
设x1，x2，…，xn是独立同分布随机变量，且每个随机变
量服从正态分布
，则平均数
是否服从？
橡胶配方ppt
大家可以用前面所学的计算一下：
橡胶配方ppt
5.2 分布
设x1，x2，…，xn是独立同分布随机变量，且每个 随机变量服从标准正态分布N(0，1)，则随机变量
的分布密度是
橡胶配方ppt
因此s2不是σ2的无偏估计 按E(X)性质
σ2无偏估计，记为s*2 Es*2=σ2，这里可看到，当n很大时，s*2= s2
橡胶配方ppt
前面我们所说的估计可以说是点的估计，而数理统计 中的未知参数往往需要依靠一定的概率在一定范围 内进行估计，这即是区间估计，例：
已知某橡胶试片的300％定伸强度在正常情况下 服从正态分布，且标准差σ＝0.108，现测五个试片， 其300％定伸是4.28，4.40，4.42，4.35，4.37 （MPa),试以概率95％对母体平均u作区间估计。
橡胶配Байду номын сангаасppt
举例
测200个圆柱状橡胶件的直径，最小13.09，最大13.69。现 把它们分成12个组，组距为0.05列表如下：
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)
橡胶配方设计
11/14/2019
20
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。
炼性主要取决于配合剂与橡胶之间的浸润性。 疏水性填充剂，如炭黑容易被橡胶所浸润，混炼性能较好；亲水
性填充剂，如碳酸钙、陶土、白炭黑等，不易被橡胶浸润，混炼 性能较差。可通过化学改性，或加入表面活性剂加以改进。 增塑剂与橡胶的相容性一般较好，易于分散。
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31
3 配合体系对包辊性能的影响 胶料的包辊性能主要取决于生胶的强度和粘着性能。 影响生胶强度的因素包括生胶的分子量及其拉伸结晶性能。天
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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2
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%。
然橡胶具有最好的包辊性能，乳聚合成橡胶次之，溶聚的，特别 是分子量分布较宽的橡胶包辊性能较差。改善的途径有以下几种 ⑴ 通过加入活性、结构性高的填充剂，如炭黑、白炭黑等增加生 胶的强度，进而提高胶料地包辊性能。 ⑵ 加入增粘性增塑剂 如高芳烃操作油、松焦油、古马隆树脂、 酚醛树脂等。 ⑶ 与少量天然橡胶并用。
橡胶配方和工艺概论.ppt
橡胶制品的分类
应用示例—轮胎、减震制品 .
轮胎
减震橡胶制品
汽车减震橡胶制品
橡胶发展的里程碑
1493~1496年哥伦布认识天然橡胶。
橡胶的起源
在哥伦布发现美洲以前（1492年），中美
洲和南美洲的当地居民就已经开始了应用： 他们从某些树木的树皮割取胶乳，制成实 心胶球、鞋子、瓶子或其他用品，这种树 当地称为：ulli或cau-uchu意思是“流泪 的树”， 学名为巴西橡胶树.
（2）低粘度橡胶
在制造恒粘橡胶时再另加入4份非污染型环烷
油，使NR的门尼粘度为50±5。
这也使贮存中粘度稳定的NR。
（3）易操作橡胶
在制胶过程中加入部分硫化胶乳。 最显著的特点是胶料的压出、压延膨胀和收缩
性小，压出的制品表面光滑，压出速度快，特 别适合于形状复杂和尺寸要求精确的压出制品。
橡胶基本知识培训
浙江庆大橡胶内部培训资料
1.概论
橡胶是重要的工业材料，同时又是重要的战略物资
目前世界橡胶制品的品种和规格的总数约有10万之多
橡胶的定义
通俗定义:
橡胶是一种高弹性的高分子化合物 （分子量一般在10万 以上）,因而具有 其它材料所没有的高弹性.因而也称为弹 性体.
橡胶的基本特性
通用合成橡胶
氯丁橡胶（CR） 乙丙橡胶（EPM、EPDM） 丁基橡胶（IIR） 异戊橡胶（IR）
合成橡胶
氟橡胶（FPM） 硅橡胶（MVQ或Q） 聚氨酯橡胶（PU） 丙烯酸酯橡胶（ACM） 特种合成橡胶 聚硫橡胶（T） 氯化聚乙烯（CPE） 氯磺化聚乙烯（CSM） 氯醚橡胶或氯醇橡胶（CO、ECO） 环氧化天然橡胶（ENR）
（3）标准胶（颗粒胶）：
特种橡胶配方设计方案(PPT 53页)_12879
第二节、阻燃橡胶
橡胶燃烧过程 橡胶 分解
O2 可燃气体 燃烧
循环
橡胶耐燃：
指橡胶离开火源后，火焰迅速自行熄灭的 性能，以氧指数（OI）来衡量材料的耐燃 性。
>27 自熄材料 <27 易燃材料
常用聚合物的OI
聚合物
OI
LDPE
17-19
LDPE（难燃） 24-29
HDPE
17-19
HDPE（难燃）28
特种橡胶配方设计方案(PPT 53页)
第一节 海棉橡胶
海绵橡胶是一种疏松多孔橡胶，具 有好的弹性、高的减振、隔音、隔 热的性能。
种类繁多，广泛应用于密封、减振、 消音、制鞋等方面。
开孔
闭孔
混合孔
一、设计准则
1、所有橡胶均可发泡 2、海绵橡胶配方设计原理 （1）发泡体系 （2）硫化体系——温度应与发泡剂分解温
三、硫化体系
海绵橡胶的硫化体系与它的发孔情况密 切相关。----关键因素。
要求：胶料硫化速率必须与发泡速率相 匹配。
原理：
1、海绵橡胶在硫化过程中同时发生两种反应，即发 泡剂分解析出气体和橡胶在硫化剂作用下的交联。
2、发泡剂析出的气体，最初溶解在胶料中，当气体 溶解达到饱和后，即有气相产物形成，胶料是在所 形成的气体的压力下发泡的。与此同时胶料通过硫 化交联而把孔眼结构固定下来。为此要求硫化速度 能调节到使析出气体所产生的对孔壁的拉伸膨胀力 稍大于孔壁本身的阻力。
2、填充体系 填料一般不采用炭黑、而采用硅酸盐等
浅色填料。
3、软化增塑体系 软化增塑剂一般易燃、在阻燃橡胶中应
尽量少用。 含氯和含磷的增塑剂具有提高阻燃性的
作用：如氯化石蜡和磷酸三甲苯酯。
《橡胶配方设计》课程教学大纲
《橡胶配方设计》课程教学大纲课程代码：050342012课程英文名称： Rubber formula design课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0适用专业：高分子材料与工程大纲编写（修订）时间：2017. 06一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标橡胶配方设计是高等工科院校高分子材料与工程专业选修的一门获得不同功能橡胶配方设计知识的专业课。
它主要介绍橡胶配方设计所涉及的基本知识、配方与工艺性能的关系，以使学生提高橡胶配制的技术水平和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1.熟悉橡胶配方设计的若干基本概念；2.掌握橡胶配方设计原理及方法；3.熟悉橡胶配方设计与硫化胶性能及加工性能的相关性。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：熟悉橡胶配方设计的原则和程序；熟悉橡胶配方的鉴定及测试；掌握橡胶配方的设计原理；了解几种特种橡胶和功能橡胶的配方设计。
2.基本能力：具有初步研究、设计、开发橡胶配方的基本能力。
3.基本技能：橡胶性能的测试和橡胶配方的评价。
（三）实施说明1.教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本知识的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力。
讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。
2.教学手段：本课程在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。
3.可以结合当前研究热点及自己的研究安排授课的具体内容，但授课内容必须是橡胶配方与改性的知识。
（四）对先修课的要求本课程应在《高聚物合成工艺》、《高分子材料成型加工》结束后开设。
（五）对习题课、实验环节的要求1.本课程对习题课和实践环节无要求。
2.作业题内容以基本知识和工艺为主，作业要能起到巩固知识，提高分析问题、解决问题能力。
学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。
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(1)NBR中-CN含量高低、HNBR、NBR/树脂酚醛 、 NBR/三元尼龙、NBR/PVC
Mass Change: -13.22 %
DTG /(%/min) 0 -1 -2
-3
Mass Change: -48.84 %
-4
Peak: 454.6 °C
Residual Mass: 32.86 % (699.3 °C)
-5
200
300
400
500
600
Temperature /°C
NBR
一．橡胶的选择 橡胶的软化温度：极性-Cl -F -CN -COOC4H9 橡胶的热稳定性：提高键能如Si-O 和C-O 橡胶的化学稳定性：减少弱键“＝” ，HNBR
SBR1500 100
ZnO 10
SA
2
防D 1.5
HAF 30
SRF 50
10#机油 8
古马隆树脂 6
松焦油 5
促TMTM 1
促DM 1.5
促T.T
2
S
0.5
耐热胶管
EP35 100
ZnO 8
SA 2
FEF 120
环烷油 50
芳烃油 30
促M 1
促T.T 1
S
1
Ch2 耐寒橡胶
A —玻璃态;B —过渡区;C —高弹态;D —过渡区;E —粘流态; Tg —玻璃化温度; Tb —脆性温度; Tf —粘流温度
190
170
150
Peak
130
Permanent
110
Temperature
90
70
50 1975 1980 1985 1990 1995 2000 Year
Max Service Temperature oC
High Service Temperature
Target of Timing Belt Performance 同步带寿命的目标
2.选择适当的硫化体系 3.填加能提高耐温等级的新型填料 4.新型防老剂、稳定剂 5.软化剂选用粘度大，高温减量少为宜
• 热氧老化后性能变化率 • 热失重
FKM
TG /% 100 90 80 70 60 50 40
100
MVQ
Mass Change: -5.08 % Peak: 239.4 °C
Peak: 342.2 °C
Ch3 耐油橡胶
油类介质（燃油、矿物油、润滑油）中使用， 油渗透到橡胶中使其发生溶胀
耐油性：抗油类渗透作用的能力 溶解度参数相差越大，橡胶难溶胀 苯胺点表示油中含芳香族成分与脂肪族成分 比例的尺度，或与等量的苯胺能够一起溶解的最 低温度。 苯胺点高的油：橡胶难溶胀 苯胺点低的油：橡胶易溶胀
（一）橡胶选择 根据制品的使用条件和其他性能指标加以调整
四．软化剂 选用具有热稳定性和不挥发的品种 （高粘度的石蜡油改善耐热性） 硫化时能起聚合作用的软化剂 （如固马隆、PIB、齐聚酯）
五．防护体系 胶种与所对应的耐热防老剂(1)挥发性小的；
(2)分子量大；(3) 能与橡胶进行反应结合。 通常4010NA，4020,4010，NBC，RD，D，A
耐热输送带覆盖胶
200
Current
150
Target
HNBR
100
HNBR/NBR peroxide
Sulfur CR
50
Long Service Life
0 0
50
100
150
200
Life Expected (1000Km)期望寿命（1000公里 ）
耐热性：橡胶在长时间热氧化作用下保持 原有物性的能力
1.合成新的弹性体，使它们的化学结构具 有高的耐热性
癸二酸酯和邻苯二甲酸酯 二丁酯>二辛酯 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
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
脆性温度Tb /℃
增塑剂
脆性温度Tb /℃
-29.5
磷酸三苯酯
二．硫化体系：-C-SX-C <C-S２-C <C-S-C<C-C EPDM采用DCP交联，热撕裂差，有时少量配用“S” CR采用ZnO MgO NBR采用镉镁硫化体系或过氧化物，前者适宜于高 温高压密封，后者高压下易压碎 IIR采用树脂硫化或醌肟硫化 通用胶以低硫高促或含硫载体促进剂
三．填充剂 白炭黑 ，ZnO，MgO，Al2O3和硅酸盐 一般无机填料比炭黑类补强胶料的耐热性好。
-30
-37.5
己二酸二辛酯
-43
-37.5
壬二酸二辛酯
-44.7
-42
癸二酸二辛酯
-49
-37
癸二酸丙二醇酯
-36.5
-29.5
液体古马隆
-27.5
• 橡胶的耐寒系数采用室温（25℃）下的形变值 ε25与指定温度下的形变值εi之比来表示，耐寒 系数K为： K = εi / ε25
• 显然，当温度接近Tg 时，与室温下形变值相比， 接近Tg 的形变值很小，K值接近于零。加入增 塑剂可使高弹态的范围向低温方向扩展。
随着温度下降，链段活动能力减弱，松弛过程减 慢，硬度、模量和分子内摩擦增大，弹性显著降低。
Tg是橡胶完全丧失弹性时的特定起始温度; Tb 是橡胶在外来冲击力下出现断裂时的最高温度 。一、橡胶选择： 分子链的柔性 BR VHQ NR SBR IIR EPDM
NBR (-CN含量大小选择) CR ACM FPM (1)主链含双键或醚键：BR NR CO Q (2)主链不含双键，不含极性基团 EPDM IIR (3)不含双键，含侧基
第三章 特种橡胶及功能性材料
• 随着高分子科学的发展以及工业需求量的增加，特 种橡胶的应用越来越广泛，赋予橡胶制品特殊的性 能，满足特定使用环境的要求。
• 功能橡胶：阻燃、导电、磁性、吸水膨胀等
Ch1、耐热橡胶
Temperature oC
Temperature in the Engine Compartment over last 25 Years 近25年汽车发动机舱温度变化
10
100/0
SBR/BR
9
75/25
50/50
8
25/75
lgE/Pa
7
0/100
6
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
温度/℃
SBR/B (1)C-SX-C>C-S-C>C-C (2)S用量增大，耐寒性差
采用高硫低促，对于结晶橡胶可提高交联密度； 对于非结晶橡胶可降低交联密度。 三、合理的软化增塑体系提高耐寒性 软化剂降低分子间作用力，降低形变时所产生 的应力，显著降低脆性温度，提高耐寒性能。
Mass Change: -13.22 %
DTG /(%/min) 0 -1 -2
-3
Mass Change: -48.84 %
-4
Peak: 454.6 °C
Residual Mass: 32.86 % (699.3 °C)
-5
200
300
400
500
600
Temperature /°C
NBR
一．橡胶的选择 橡胶的软化温度：极性-Cl -F -CN -COOC4H9 橡胶的热稳定性：提高键能如Si-O 和C-O 橡胶的化学稳定性：减少弱键“＝” ，HNBR
SBR1500 100
ZnO 10
SA
2
防D 1.5
HAF 30
SRF 50
10#机油 8
古马隆树脂 6
松焦油 5
促TMTM 1
促DM 1.5
促T.T
2
S
0.5
耐热胶管
EP35 100
ZnO 8
SA 2
FEF 120
环烷油 50
芳烃油 30
促M 1
促T.T 1
S
1
Ch2 耐寒橡胶
A —玻璃态;B —过渡区;C —高弹态;D —过渡区;E —粘流态; Tg —玻璃化温度; Tb —脆性温度; Tf —粘流温度
190
170
150
Peak
130
Permanent
110
Temperature
90
70
50 1975 1980 1985 1990 1995 2000 Year
Max Service Temperature oC
High Service Temperature
Target of Timing Belt Performance 同步带寿命的目标
2.选择适当的硫化体系 3.填加能提高耐温等级的新型填料 4.新型防老剂、稳定剂 5.软化剂选用粘度大，高温减量少为宜
• 热氧老化后性能变化率 • 热失重
FKM
TG /% 100 90 80 70 60 50 40
100
MVQ
Mass Change: -5.08 % Peak: 239.4 °C
Peak: 342.2 °C
Ch3 耐油橡胶
油类介质（燃油、矿物油、润滑油）中使用， 油渗透到橡胶中使其发生溶胀
耐油性：抗油类渗透作用的能力 溶解度参数相差越大，橡胶难溶胀 苯胺点表示油中含芳香族成分与脂肪族成分 比例的尺度，或与等量的苯胺能够一起溶解的最 低温度。 苯胺点高的油：橡胶难溶胀 苯胺点低的油：橡胶易溶胀
（一）橡胶选择 根据制品的使用条件和其他性能指标加以调整
四．软化剂 选用具有热稳定性和不挥发的品种 （高粘度的石蜡油改善耐热性） 硫化时能起聚合作用的软化剂 （如固马隆、PIB、齐聚酯）
五．防护体系 胶种与所对应的耐热防老剂(1)挥发性小的；
(2)分子量大；(3) 能与橡胶进行反应结合。 通常4010NA，4020,4010，NBC，RD，D，A
耐热输送带覆盖胶
200
Current
150
Target
HNBR
100
HNBR/NBR peroxide
Sulfur CR
50
Long Service Life
0 0
50
100
150
200
Life Expected (1000Km)期望寿命（1000公里 ）
耐热性：橡胶在长时间热氧化作用下保持 原有物性的能力
1.合成新的弹性体，使它们的化学结构具 有高的耐热性
癸二酸酯和邻苯二甲酸酯 二丁酯>二辛酯 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
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
脆性温度Tb /℃
增塑剂
脆性温度Tb /℃
-29.5
磷酸三苯酯
二．硫化体系：-C-SX-C <C-S２-C <C-S-C<C-C EPDM采用DCP交联，热撕裂差，有时少量配用“S” CR采用ZnO MgO NBR采用镉镁硫化体系或过氧化物，前者适宜于高 温高压密封，后者高压下易压碎 IIR采用树脂硫化或醌肟硫化 通用胶以低硫高促或含硫载体促进剂
三．填充剂 白炭黑 ，ZnO，MgO，Al2O3和硅酸盐 一般无机填料比炭黑类补强胶料的耐热性好。
-30
-37.5
己二酸二辛酯
-43
-37.5
壬二酸二辛酯
-44.7
-42
癸二酸二辛酯
-49
-37
癸二酸丙二醇酯
-36.5
-29.5
液体古马隆
-27.5
• 橡胶的耐寒系数采用室温（25℃）下的形变值 ε25与指定温度下的形变值εi之比来表示，耐寒 系数K为： K = εi / ε25
• 显然，当温度接近Tg 时，与室温下形变值相比， 接近Tg 的形变值很小，K值接近于零。加入增 塑剂可使高弹态的范围向低温方向扩展。
随着温度下降，链段活动能力减弱，松弛过程减 慢，硬度、模量和分子内摩擦增大，弹性显著降低。
Tg是橡胶完全丧失弹性时的特定起始温度; Tb 是橡胶在外来冲击力下出现断裂时的最高温度 。一、橡胶选择： 分子链的柔性 BR VHQ NR SBR IIR EPDM
NBR (-CN含量大小选择) CR ACM FPM (1)主链含双键或醚键：BR NR CO Q (2)主链不含双键，不含极性基团 EPDM IIR (3)不含双键，含侧基
第三章 特种橡胶及功能性材料
• 随着高分子科学的发展以及工业需求量的增加，特 种橡胶的应用越来越广泛，赋予橡胶制品特殊的性 能，满足特定使用环境的要求。
• 功能橡胶：阻燃、导电、磁性、吸水膨胀等
Ch1、耐热橡胶
Temperature oC
Temperature in the Engine Compartment over last 25 Years 近25年汽车发动机舱温度变化
10
100/0
SBR/BR
9
75/25
50/50
8
25/75
lgE/Pa
7
0/100
6
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
温度/℃
SBR/B (1)C-SX-C>C-S-C>C-C (2)S用量增大，耐寒性差
采用高硫低促，对于结晶橡胶可提高交联密度； 对于非结晶橡胶可降低交联密度。 三、合理的软化增塑体系提高耐寒性 软化剂降低分子间作用力，降低形变时所产生 的应力，显著降低脆性温度，提高耐寒性能。