橡膠配方設(shè)計(jì)內(nèi)容提要

根據(jù)編者收集的大量資料，結(jié)合多年從事橡膠制品生產(chǎn)研制的實(shí)踐、講授橡膠專業(yè)課程的感悟，及對(duì)有關(guān)教材與專著的思辨編寫此書。

全書由橡膠配方設(shè)計(jì)概念、橡膠配方組分的配合特性、配方設(shè)計(jì)與橡膠加工性能、配方設(shè)計(jì)硫化膠（制品）性能，橡膠配方示例共五個(gè)部分組成。

第一章 橡膠配方設(shè)計(jì)概論

一、橡膠配方設(shè)計(jì)的地位與含義

二、橡膠配方的表示方法

三、橡膠配方設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

四、橡膠配方設(shè)計(jì)的原則與程序

參考文獻(xiàn)

第二章 橡膠配方組分的配合特性

一、橡膠的配合特性

二、硫化體系

三、防護(hù)體系

四、補(bǔ)強(qiáng)填充體系

五、工藝操作體系

參考文獻(xiàn)

第三章 配方設(shè)計(jì)與橡膠加工性能

一、粘度

二、包輥性

三、混煉特性（填料與油的分散）

四、擠出（彈性表現(xiàn)與熔體斷裂）

五、自粘性

六、噴霜

七、焦燒性

八、硫化（并用膠的硫化）

參考文獻(xiàn)

第四章 橡膠配方設(shè)計(jì)同硫化膠（制品）性能

一、定伸應(yīng)力與硬度

二、拉伸強(qiáng)度

三、撒裂強(qiáng)度

四、扯斷抻長率

五、回彈性

六、耐磨性

七、耐寒性

八、耐熱性

十、耐油性

十一、耐水性

十二、耐化學(xué)腐蝕性

十三、導(dǎo)電性與絕緣性

十四、阻燃性

十五、海綿橡膠

參考文獻(xiàn)

第五章 橡膠配方示例

一、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%合成橡膠有輪胎胎面膠

二、（含機(jī)械法丁基再生膠SIIR的）丁基內(nèi)胎

三、IIR/EPDM內(nèi)胎

四、ENR自行車內(nèi)胎

五、耐燒蝕輸送帶（隔熱燒蝕層）

六、強(qiáng)伸性能優(yōu)良的橡筋

七、耐蠕變的配方

八、橡膠氧氣呼吸器口具

九、質(zhì)量分類為65%SBR防滑靴大底

十、彩色（防噴霜）模壓大底

十一、再生膠橡膠大鍍

十二、高硬底仿革鞋底

十三、橡膠絨毛地毯

十四、新型浴缸防滑墊

編寫說明1

橡膠配方設(shè)計(jì)原則2

第1部分橡膠制品實(shí)用配方

第1章制動(dòng)器密封圈（剎車密封圈）研制配方6

1.1膠型選擇6

表1-1不同牌號(hào)EPDM對(duì)比6

表1-2EPDM/NBR變量(1)7

表1-3EPDM/NBR變量(2)8

1.2硫化體系9

表1-4EPDM/NBR膠中硫化劑的變化9

表1-5EPDM/NBR膠中硫化體系的變化10

表1-6EPDM/NBR膠中不同促進(jìn)劑變量對(duì)硫化的影響11

1.3補(bǔ)強(qiáng)劑、軟化劑對(duì)EPDM性能的影響12

表1-7EPDM/NBR膠中不同炭黑對(duì)比（1）12

表1-8EPDM/NBR膠中不同炭黑對(duì)比（2）13

表1-9EPDM/NBR膠中不同促進(jìn)劑變量對(duì)硫化的影響14

表1-10不同軟化劑對(duì)EPDM性能的影響15

1.4實(shí)用配方16

表1-11EPDM/NBR密封圈膠料(1)16

表1-12EPDM/NBR密封圈膠料(2)17

表1-13EPDM/NBR密封圈膠料(3)18

表1-14EPDM/NBR密封圈膠料(4)19

表1-15EPDM/NBR密封圈膠料(5)20

表1-16EPDM/NBR密封圈膠料(6)21

表1-17EPDM/NBR密封圈膠料(7)22

表1-18EPDM密封圈膠料(1)23

表1-19EPDM密封圈膠料(2)24

表1-20EPDM密封圈膠料(3)25

表1-21EPDM密封圈膠料(4)26

第2章黏合劑應(yīng)用配方27

2.1不同黏合劑在NR中對(duì)金屬的黏合作用27

表2-1NR 環(huán)烷酸鈷對(duì)多股鍍銅鋼絲的黏合27

表2-2NR 癸酸鈷對(duì)多股鍍銅鋼絲的黏合28

表2-3NR 不同黏合劑對(duì)多股鍍銅鋼絲的黏合（1）29

表2-4NR 不同黏合劑對(duì)多股鍍銅鋼絲的黏合（2）30

表2-5NR 不同黏合劑對(duì)多股鍍銅鋼絲的黏合（3）31

表2-6NR/SBR/BR 黏合劑對(duì)鋼絲的黏合32

2.2不同黏合劑在通用膠中對(duì)纖維材料的黏合33

表2-7NR 不同黏合劑對(duì)未浸膠尼龍簾線的黏合33

表2-8NR 不同黏合劑對(duì)浸膠尼龍簾線的黏合34

表2-9NR 不同黏合劑對(duì)浸膠尼龍簾線的黏合35

表2-10NR 不同黏合劑對(duì)尼龍簾線的黏合36

表2-11NR/BR 不同黏合劑對(duì)浸膠尼龍簾線的黏合37

表2-12NR/SBR/BR 不同黏合劑對(duì)未浸膠尼龍簾線的黏合38

2.3不同黏合劑在EPDM、CR、NBR中對(duì)織物和金屬的黏合39

表2-13EPDM 黏合劑對(duì)尼龍66白細(xì)布的黏合39

表2-14不同黏合劑在EPDM中對(duì)尼龍布的黏合40

表2-15不同黏合劑在EPDM中對(duì)尼龍66布的黏合41

表2-16NBR 不同黏合劑對(duì)尼龍簾線的黏合42

表2-17NBR 不同黏合劑對(duì)金屬的黏合43

表2-18NBR 環(huán)烷酸鈷對(duì)金屬的黏合44

表2-19CR 不同黏合劑對(duì)尼龍布、聚酯布的黏合45

表2-20CR/NBR 不同黏合劑對(duì)尼龍布、聚酯布的黏合46

2.4黏合膠料產(chǎn)品配方47

表2-21EPDM夾尼龍布泵膜配方47

表2-22NRB泵膜膠漿48

表2-23NBR/CR泵膜覆蓋膠（配合RH-25用）49

表2-24NBR儀表磨片用膠漿（覆蓋膠用RH-28）50

表2-25NBR/CR儀表磨片覆蓋膠（配合RH-27用）51

表2-26CR耐酸堿夾布膠膜膠漿（覆蓋膠用RH-30）52

表2-27CR耐酸堿夾布膜覆蓋膠（配合RH-29用）53

表2-28NBR/高苯乙烯，耐油、耐壓、高硬度夾布組合密封圈54

表2-29NR剎車皮膜膠漿（覆蓋膠用RH-33）55

表2-30NR/SBR/BR，剎車皮膜覆蓋膠（配合RH-32用）56

表2-31風(fēng)扇帶包布膠、緩沖膠、壓縮膠整體配方57

第3章輪胎重點(diǎn)部位配方58

丁基橡膠因其聚合物所具有的獨(dú)特性能,所以被廣泛用于制造內(nèi)胎、防振橡膠、工業(yè)膠板、醫(yī)用橡膠等許多方面。本文主要就配合劑對(duì)丁基橡膠物性的影響進(jìn)行敘述。

丁基橡膠炭黑

炭墨對(duì)普通丁基橡膠物性的影響與對(duì)鹵化丁基橡膠基本相同。各種炭黑對(duì)物性的影響如下:

（1）SAF(超耐磨爐黑)、ISAF(中超耐磨爐黑)、HAF(高耐磨爐黑)、MPC(可混槽黑)等粒徑小的炭黑,其硫化膠的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度較大；

（2）FT(細(xì)粒子熱裂炭黑)、MT(中粒子熱裂炭黑)等粒徑較大的炭黑,其硫化膠的伸長率大；

（3）無論是哪一種炭黑,隨著其用量增加,硫化膠的定伸應(yīng)力和硬度增大,而伸長率減?。?

（4）SRF(半補(bǔ)強(qiáng)爐黑)硫化膠的壓縮永久變形比其它炭黑都優(yōu)異；

（5）爐法炭黑的壓出加工性能優(yōu)于槽法炭黑和熱裂炭黑等。

丁基橡膠軟化劑

丁基橡膠大都用石油類油如石蠟油、石蠟和酯類增塑劑作為軟化劑,其中石油類油和酯類增塑劑對(duì)丁基橡膠物性的影響如下:

（1）因油的添加,拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、硬度降低,伸長率增加；

（2）因油的添加，門尼粘度降低，門尼焦燒時(shí)間增長；

（3）因油的添加，壓出性能得到一定的改善；

（4）因油的添加,耐臭氧、耐壓縮永久變形、耐熱性降低；

（5）因酯類增塑劑的添加，低溫性能得到改善，但效果依油的型號(hào)而異；

（6）因酯類增塑劑的添加，耐壓縮永久變形、耐熱性降低。

丁基橡膠白色填充劑

白色填充劑與炭黑一樣，也是粒徑小的補(bǔ)強(qiáng)效果好，拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、撕裂強(qiáng)度、硬度等較大；粒徑大的有損于抗撕裂、耐屈撓和耐磨耗性等。各種白色填充劑對(duì)丁基橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果如下：

（1）白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)效果在白色填充劑中最大，適用于要求強(qiáng)度和耐磨耗性高的橡膠制品；

（2）滑石粉的形狀有各種各樣，其中棒狀、粒狀的補(bǔ)強(qiáng)性能差，片狀的可顯著改善拉伸強(qiáng)度和定伸應(yīng)力；

（3）碳酸鈣高填充時(shí)可減少伸長率和彈性的損失，并可用于降低產(chǎn)品成本；

（4）陶土的補(bǔ)強(qiáng)效果大于碳酸鈣，可顯著改善拉伸強(qiáng)度和定伸應(yīng)力，但因pH值的關(guān)系有遲延硫化傾向，因此最好是添加少量二甘醇(DEG)等。

丁基橡膠硫化體系

丁基橡膠除一般性硫黃硫化外還有各種硫化體系,可根據(jù)不同用途進(jìn)行選擇，特別對(duì)于鹵化丁基橡膠，與二烯類橡膠一樣通過雙鍵用硫黃、醌和樹脂進(jìn)行硫化，此外通過鹵基還可用金屬氧化物、二硫代氨基甲酸金屬鹽及硫脲等進(jìn)行硫化，對(duì)于溴化丁基橡膠可用過氧化物硫化。

國內(nèi)有很多從事再生丁基橡膠生產(chǎn)的企業(yè)，丁基再生膠指的是利用已經(jīng)經(jīng)過硫化使用后的丁基廢舊橡膠通過再生工藝使其重新具有一定的使用價(jià)值的橡膠。丁基橡膠與丁基復(fù)原橡膠其生產(chǎn)用的原料不同，丁基橡膠是由異丁烯與少量的異戊二烯合成而得，丁基復(fù)原橡膠（丁基再生膠）則是廢舊橡膠加工而成。丁基橡膠是純生膠，丁基復(fù)原橡膠是含有多種助劑的混合物。所以如果想要降低丁基橡膠生產(chǎn)成本，我們可以選擇使用再生膠的做法，通過混合來降低其成本。

(1)丁腈橡膠

丁腈橡膠密封膠選用的丁腈橡膠大多為丁腈40，40代表丙烯腈含量為40%，這種橡膠極性、彈性、粘接性等綜合性能較好。其分子量大小通常以門尼黏度來表征，作為粘接密封材料的丁腈橡膠常選用門尼黏度70～80的產(chǎn)品。

(2)樹脂

與丁腈橡膠配伍的樹脂主要是酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂，在密封膠中則主要是酚醛樹脂。樹脂在膠中的作用主要是改善膠的耐熱性、粘接力、剛度和交聯(lián)基團(tuán)。而丁腈橡膠則主要提供膠的彈性、耐油性、耐介質(zhì)和疲勞性能，兩者相輔相成，使丁腈密封膠的性能更加完美。在丁腈密封膠中常用的對(duì)叔丁酚甲醛樹脂（2402酚醛）是一種油溶性酚醛，溶于苯類、乙酸乙酯、環(huán)己烷、汽油和植物油，有良好的耐熱、耐老化性，它與丁腈橡膠互溶性好，可以任意比例混合。它雖然自身不能硫化丁腈橡膠，但在硫化劑、促進(jìn)劑存在時(shí)可以與丁腈橡膠有硫化作用。

(3)填料和補(bǔ)強(qiáng)劑

為了減少固化收縮降低成本，可加入各種無機(jī)填料，例如輕質(zhì)碳酸鈣、陶土、硅酸鈣等，補(bǔ)強(qiáng)劑則主要用炭黑和白炭黑。

(4)溶劑丁腈橡膠常用溶劑有丁酮、甲基異丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、鹵代烴等。

(5)其他助劑

包括防老劑（4010NA、RD等）、增強(qiáng)劑、增稠劑等。