橡膠制品的配方設(shè)計(jì)原理

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　　二、配方設(shè)計(jì)與膠料工藝性能的關(guān)系。

所謂加工性能好的配方是配方與制造方法和加工設(shè)備相適應(yīng)的配方。

　　1.可塑性，可塑性除了塑練工藝外，還可以通過調(diào)整軟化劑的用量來得到。軟化劑對(duì)可塑性影響順序?yàn)椋挥退?gt;松焦油>硬脂酸>松香>瀝青>植物油>礦物油。

　　填充劑降低可塑性，影響大小按下列順序；槽法碳黑>乙炔炭黑>陶土>氧化鎂>碳酸鎂>爐法炭黑>硫酸鋇>立德粉>氧化鋅>碳酸鈣>熱裂法碳黑。

　　同一種膠種因使用設(shè)備、工藝方法、工藝條件不同具有的可塑性也有差異，不能一概而論。在密練機(jī)中高速混練時(shí)，丁苯橡膠與氯丁橡膠在高溫中最易生成凝膠，粘度反而上升，使填充劑分散不良導(dǎo)致硫化膠物性不理想，這也是造成復(fù)合制品粘著不好的原因。配方中加入防老劑、及亞硝基-2-萘酚有防止丁苯膠凝膠作用，加入五氯硫酚或DM可防止硫黃調(diào)節(jié)型氯丁膠凝膠。使用兩種橡膠并用時(shí)粘度高的必須先塑練，因?yàn)閮煞N橡膠粘度兩差太遠(yuǎn)，易引起聚合物分散不良。聚氯乙烯或聚乙烯與熱塑性塑料并用時(shí)，在加入填充前必須比塑料熔點(diǎn)稍高點(diǎn)溫度下使兩者混合均勻。

　　2.混練特性，填充劑混入速度快而分散不良的情況很多，一般來說，粒子近于球形、假比重的填充劑混入速度快，炭黑的結(jié)構(gòu)低的有利于混入。壓出收縮與結(jié)構(gòu)有關(guān)，結(jié)構(gòu)愈高收縮愈小。比表面積大不利于混入。加入填充之前加入油類軟化劑可使膠料粘度下降，加快填充劑的混入速度，但會(huì)帶來分散不良。因此原則上是后加油。高填充配方在混練時(shí)，可分批加入填充及油料。從配方設(shè)計(jì)角度方面考濾，可選用分散良好的填充劑。分散良好的填充劑應(yīng)具備以下條件，A,補(bǔ)強(qiáng)性較小B相同配方中粒經(jīng)較大C,含水份較少D,假比重較大E,具有異向性能F,碳黑結(jié)構(gòu)度較高等。操作油中芳烴含量高亦能促進(jìn)分散。促進(jìn)劑一般易分散，但必須注意硫黃的分散。

　　3.包輥性。強(qiáng)度高、粘性好、具有收縮性的生膠包輥性好，天然膠的粘性，強(qiáng)度高所以包輥性好，合成橡膠中除了氯丁橡膠外一般強(qiáng)度都很低，所以在配合上要多想辦法，選擇增加混練膠強(qiáng)度的填充劑，補(bǔ)強(qiáng)性高的炭黑、白炭黑、硬質(zhì)陶土、碳酸鎂、白艷華等。而氧化鋅、硫酸鎂、鈦白等填充劑的混練強(qiáng)度降低。此外，易脫輥的還有陶土類、滑石粉、白艷化等。相反硬質(zhì)陶土、碳酸鈣、白艷華等易粘輥，含芳烴高和操作油粘度高的，如，松焦油、樹脂、古馬隆樹脂、烷基酚醛樹脂等可以提高粘性著性。

　　4.焦燒，當(dāng)前生產(chǎn)中應(yīng)用的槽法炭黑粒徑小，生熱大，但PH值低，一般不易焦燒，反之爐法炭黑則有促進(jìn)硫化作用，容易焦燒，所以在碳黑用量多的配方中軟化劑用量要增加，這除了幫助分散作用外，還可以減少膠料的生熱對(duì)防止早期硫化是有效的。在配方中采用遲效性促進(jìn)劑或臨界活化溫度高的促進(jìn)劑，如DM或DM與D并用等。也可適量地配入防焦劑。

　　5.噴霜，若噴出的是硫黃再次硫化可以消除，不是硫黃可以用稀鹽酸暫時(shí)擦去。為了防止噴霜，應(yīng)選用顆粒小的硫黃，且用量要適當(dāng)，應(yīng)嚴(yán)格控制正硫化，并加強(qiáng)對(duì)游離硫的控制。其它配合劑如石臘、防老劑等在橡膠中都有一定的溶解度，當(dāng)外界條件變化形成過保和，就可能噴出表面，防老劑選用分子量低的物質(zhì)，則易噴出，易揮發(fā)，反之選用分子量高的則不易從膠料中遷到表面，因而起不到防止制品易老化的作用。防老劑用量在1.5份，多了也有噴出的可能。

　　6.壓延壓出性，壓延是由壓延機(jī)輥筒施力作用于熱練膠而使之壓成一定形狀，壓延效果的好壞決定于膠料的壓延能力或壓延后的收縮率。膠料的壓延能力是指壓延時(shí)膠料的塑性變型能力。它受到膠料的可塑性和應(yīng)力松馳能力的影響。經(jīng)壓延后，膠料在壓延方向上長(zhǎng)度縮短，寬度變窄及厚度增加的現(xiàn)象叫收縮，其長(zhǎng)度變化的比率叫收縮率。我們希望膠料在壓延后保持壓延形狀的能力，即希望膠料的塑性大，應(yīng)力松馳能力大。影響壓延過程的主要因素有兩個(gè)方面，一是膠料方面，這是決定膠料流變形為的內(nèi)在因素，二是工藝條件，如輥溫、輥速等。這是決定膠料流變形為的外在因素。膠料配方設(shè)計(jì)時(shí)主要考濾以下幾點(diǎn)。

　　A.生膠的選型，各種生膠分子結(jié)構(gòu)特征不同，蠕變特性亦不一樣，丁苯膠分子結(jié)構(gòu)的特征是側(cè)基比較笨重，分子比較僵硬，柔順性差，因而變形總是比較慢，在壓延輥筒上停留的時(shí)間內(nèi)不能很好地達(dá)到平衡，而保持較大的彈性復(fù)原性，當(dāng)離開輥筒后就改變了自已的形狀，所以丁苯橡膠較之天然橡膠具有較大的收縮率。天然橡膠的分子柔順性大應(yīng)力松馳得快，在壓延機(jī)輥筒上能產(chǎn)生較大的塑性變形，保持壓延形狀能力最大。一般來說，所有合成橡膠的壓延能力比天然膠小，天然橡膠壓延后的收縮率最小。

　　B,膠料的含膠率，膠料配方中同類生膠含膠率不同時(shí)對(duì)壓延的影響亦不同，含膠率高，膠料的彈性大，收縮率就較大。膠料中的填充劑，特別是炭黑，能夠使膠料變得較硬，壓延后不易變形。軟化劑可以增加膠料的塑性，使橡膠分子容易滑動(dòng)，也能使膠料在壓延后獲得光滑表面的半制品。對(duì)于含膠率高、收縮大的膠料可適當(dāng)?shù)卦黾榆浕瘎┑挠昧浚�有助于壓延性能的提高�?/p>

　　C,硫化體系，膠料中硫黃用量、促進(jìn)劑的品種和用量，與膠料焦燒性能有直接的關(guān)系，而膠料的焦燒性能又是壓延能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。用來壓延的膠料必須使用具有較長(zhǎng)的門尼焦燒時(shí)間的遲延性硫化體系，以確保壓延工藝的操作安全性。

　　良好的壓延工藝首先是包輥性，良好的包輥性又在于必要的收縮性，膠料的收縮性太大則壓延膠片表面粗糙，反之，收縮性太小有損于包輥性，如用粘著性補(bǔ)救則包輥的生膠強(qiáng)度降低，容易產(chǎn)生汽泡，為了解決這一矛盾，需要很好地平衡。

　　膠料的壓出特性，壓出性能的好壞由以下幾項(xiàng)指標(biāo)判斷；a,加料口的吃膠量b,壓出半成品的外觀質(zhì)量。c,壓出收縮的大小d,壓出速度。從配方角度來說，吃膠情況和混練生膠的強(qiáng)度有很大的關(guān)系，壓出速度很大程度上取決于壓出機(jī)的類型。

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