配方设计-02-2.ppt

1、 橡胶在加工、储存和使用过程中，由于受到热、橡胶在加工、储存和使用过程中，由于受到热、光、氧、金属元素等外界因素的影响使其发生物理光、氧、金属元素等外界因素的影响使其发生物理或化学变化，导致性能逐渐下降。防护剂能起到抑或化学变化，导致性能逐渐下降。防护剂能起到抑制或迟延老化的作用，按老化形式可分为：氧老化、制或迟延老化的作用，按老化形式可分为：氧老化、热氧老化、臭氧老化、日光龟裂、屈挠龟裂及金属热氧老化、臭氧老化、日光龟裂、屈挠龟裂及金属催化老化等。催化老化等。作为防止橡胶制品老化的有效方法是通过添作为防止橡胶制品老化的有效方法是通过添加光稳定剂、有害金属抑制剂、自由基抑制剂、抗加光稳定剂、有

2、害金属抑制剂、自由基抑制剂、抗臭氧剂等防老剂，以阻止自由基产生、停止自由基臭氧剂等防老剂，以阻止自由基产生、停止自由基连锁反应等。连锁反应等。防老剂的种类与特征防老剂的种类与特征:(1)(1)胺类防老剂胺类防老剂 胺类防老剂大致可分为胺类防老剂大致可分为DPA(DPA(二苯胺二苯胺)类、类、TMDQ(TMDQ(氢化喹啉聚合物氢化喹啉聚合物)类和类和PPD(PPD(苯基对苯二胺苯基对苯二胺)类。类。a aDPADPA类：类：耐热性特别优异，耐屈挠性也很好。就高耐热性特别优异，耐屈挠性也很好。就高温下的耐热性而言，分子量高的效果优异；对于耐屈挠温下的耐热性而言，分子量高的效果优异；对于耐屈挠性来说

3、，一般表面迁移性优异的低分子量的效果好。性来说，一般表面迁移性优异的低分子量的效果好。b bTMDQTMDQ类：类：耐热、耐屈挠、耐臭氧性优异。其中防老耐热、耐屈挠、耐臭氧性优异。其中防老剂剂TMDQTMDQ的耐热性特别优异，防老剂的耐热性特别优异，防老剂AWAW耐热性也很优异，耐热性也很优异，但多用作抗臭氧剂。但多用作抗臭氧剂。c cPPDPPD类：类：耐臭氧、耐屈挠性特别优异，耐热性也相耐臭氧、耐屈挠性特别优异，耐热性也相当好。该类防老剂还具有防金属老化的作用，其中防老当好。该类防老剂还具有防金属老化的作用，其中防老剂剂40104010和和40204020的效果特别优异。的效果特别优异。(

4、2)酚类酚类 耐热性特别优异，耐屈挠性也很好。双酚类耐热性特别优异，耐屈挠性也很好。双酚类化合物具有抗金属老化的效果，其中防老剂化合物具有抗金属老化的效果，其中防老剂MBMTB(防老刑防老刑2246)和防老剂和防老剂MBETB(防老剂防老剂425)的效果特别优异。的效果特别优异。(MB,SP,264)(3)二硫代氨基甲酸镍类二硫代氨基甲酸镍类 耐热、耐臭氧性优异，特别是用作日光照射耐热、耐臭氧性优异，特别是用作日光照射的消光剂具有优异效果的消光剂具有优异效果,如防老剂如防老剂NBC。(4)硫脲类硫脲类 非污染型防老剂，防老效果优异，但存在焦非污染型防老剂，防老效果优异，但存在焦烧速度快的缺点烧

5、速度快的缺点,如防老剂如防老剂TBTU。(5)(5)其它防老剂其它防老剂 有机磷、有机硫化合物是作为过氧化物分解剂、有机磷、有机硫化合物是作为过氧化物分解剂、胺类和酚类防老剂的再生剂而发挥作用的，单独使胺类和酚类防老剂的再生剂而发挥作用的，单独使用几乎无防老作用，需要与胺类、酚类防老剂并用，用几乎无防老作用，需要与胺类、酚类防老剂并用，如防老剂如防老剂TNP(6)(6)防护蜡防护蜡 其作用是渗出在橡胶制品的表面并形成一层物其作用是渗出在橡胶制品的表面并形成一层物理防护膜，石蜡和微晶蜡作为物理防护剂，能够防理防护膜，石蜡和微晶蜡作为物理防护剂，能够防止臭氧老化及胶料产生龟裂和裂纹的增长。止臭氧老

6、化及胶料产生龟裂和裂纹的增长。微晶蜡的熔点高，粘度大，韧性好，结晶细小微晶蜡的熔点高，粘度大，韧性好，结晶细小致密，形成蜡膜时间长且不易脱落，迁移速度慢，致密，形成蜡膜时间长且不易脱落，迁移速度慢，因而防护效果好。可与普通蜡并用或按比例混合。因而防护效果好。可与普通蜡并用或按比例混合。2 2、产品结构产品结构 (1)(1)轮胎：轮胎：汽车轮胎：斜交汽车轮胎：斜交 、半钢子午线、全钢子午、半钢子午线、全钢子午 线、内胎线、内胎 、垫带、垫带 、胶囊及水胎、胶囊及水胎 农用轮胎、工程轮胎、农用轮胎、工程轮胎、航空轮胎、摩托车航空轮胎、摩托车 轮胎、力车轮胎、实心轮胎、轮胎、力车轮胎、实心轮胎、翻新

7、轮胎翻新轮胎 (2)(2)胶管类胶管类：纯胶管、夹布胶管、编织、缠绕胶管纯胶管、夹布胶管、编织、缠绕胶管 按用途分：耐热、油、耐酸碱、耐燃、耐磨等按用途分：耐热、油、耐酸碱、耐燃、耐磨等(3)(3)胶带类胶带类：输送带输送带(煤矿用煤矿用)传动带分为三角带和平型传动带传动带分为三角带和平型传动带 (4)(4)减震减震：汽车、摩托车减震器、桥梁支座、：汽车、摩托车减震器、桥梁支座、轨枕垫轨枕垫 、橡胶护舷、弹性联轴节、橡胶护舷、弹性联轴节 (5)(5)密封类密封类：如密封件和密封条：如密封件和密封条有耐温、耐油、耐酸碱、耐热氧、耐水等有耐温、耐油、耐酸碱、耐热氧、耐水等(6)(6)胶鞋类胶鞋类：

8、大底、中底、鞋帮、围条、后跟：大底、中底、鞋帮、围条、后跟(7)(7)胶布制品胶布制品：如橡皮艇、水坝、探空气球：如橡皮艇、水坝、探空气球(8)(8)胶辊：胶辊：造纸、印刷、打字、纺织胶辊造纸、印刷、打字、纺织胶辊(9)(9)胶板胶板：地面：地面(绝缘、导电、阻燃、海绵胶板绝缘、导电、阻燃、海绵胶板)(10)(10)其它其它：瓶塞、防腐衬里、垫片、电线、：瓶塞、防腐衬里、垫片、电线、电缆、高压帽电缆、高压帽 、绝缘子、绝缘子 、防水卷材、防、防水卷材、防毒面具、防尘罩、血压计、体育用品毒面具、防尘罩、血压计、体育用品(球球类、球拍类、球拍)、热水袋、奶嘴、按键等。、热水袋、奶嘴、按键等。3 3

9、、橡胶加工工序、橡胶加工工序1 1）塑炼）塑炼：降低生胶的分子量，增加塑性，提高流：降低生胶的分子量，增加塑性，提高流 动性和可加工性。动性和可加工性。2 2）混炼）混炼：采用开炼机或密炼机使生胶与配方中各：采用开炼机或密炼机使生胶与配方中各 个组分混合均匀，制成混炼胶。个组分混合均匀，制成混炼胶。3 3）压延）压延：利用压延机将混炼胶或与：利用压延机将混炼胶或与纺织物、钢丝等骨架材料通过压纺织物、钢丝等骨架材料通过压片、压型、贴合、擦胶、贴胶等片、压型、贴合、擦胶、贴胶等操作制成一定规格的半成品的过操作制成一定规格的半成品的过程。程。4 4）压出）压出：利用挤出机将混炼胶通过：利用挤出机将混

10、炼胶通过口型压出各种断面半成品的过程，口型压出各种断面半成品的过程，如内胎、胎面、胶管等。如内胎、胎面、胶管等。5 5）硫化）硫化：橡胶加工的最后一道工序，：橡胶加工的最后一道工序，通过一定的温度、压力和时间后，通过一定的温度、压力和时间后，使橡胶大分子由塑性状态转变为使橡胶大分子由塑性状态转变为网状弹性状态的过程。网状弹性状态的过程。未硫化橡胶加工性能的测定：未硫化橡胶加工性能的测定：1 1、混炼胶的流动性混炼胶的流动性(1)(1)可塑度可塑度：P=(hP=(h0 0-h-h2 2)/(h)/(h0 0+h+h1 1)0 P1(70 0 P1(70，负荷作用，负荷作用3min,3min,恢复

11、恢复3min)3min)可塑度的检测仪器可塑度的检测仪器2 2）门尼粘度：）门尼粘度：ML ML 1+41+4100100、门尼焦烧、门尼焦烧（最低（最低MLML上升上升5 5个门尼值）个门尼值）门尼粘度的检测仪器门尼粘度的检测仪器、混炼胶的均匀程度混炼胶的均匀程度：切片观察法、：切片观察法、CBCB分散仪、分散仪、电子显微镜电子显微镜、硫化特性硫化特性:t t10 10、t t9090、最小转矩、最大转矩最小转矩、最大转矩、口型膨胀口型膨胀：材料的挤出膨胀比、挤出外观：材料的挤出膨胀比、挤出外观、应力松弛应力松弛：以时间长短来衡量：以时间长短来衡量、胶料加工综合性能：混炼、压出特性等。、胶料

12、加工综合性能：混炼、压出特性等。BrabenderBrabender硫化测定仪：硫化测定仪：焦烧时间焦烧时间工艺正硫化时间工艺正硫化时间最小转矩最小转矩最大转矩最大转矩硫化指数硫化指数最小转矩最小转矩M ML L:与胶料的流动性有关；与胶料的流动性有关；最大转矩最大转矩M MH H：与胶料交联密度有关；：与胶料交联密度有关；焦烧时间（焦烧时间（T T1010）：又称诱导期，指胶料从加入到：又称诱导期，指胶料从加入到模具中受热开始到转矩为模具中受热开始到转矩为M M1010所对应的时间；所对应的时间；M M1010=M=ML L+（M MH HM ML L）1010 或或 最小转矩上升或个单位的

13、时间（最小转矩上升或个单位的时间（Ts1Ts1，Ts2Ts2）理论正硫化时间（理论正硫化时间（T TH H）：胶料从加入到模具中受热：胶料从加入到模具中受热开始到转矩达到最大值所需要的时间；开始到转矩达到最大值所需要的时间；工艺正硫化时间工艺正硫化时间(T(T9090)：胶料从加入到模具中受热胶料从加入到模具中受热开始到转矩达到开始到转矩达到M M9090所需要的时间。所需要的时间。M M9090=M=ML L+（M MH HM ML L）9090微观结构分析微观结构分析 核磁共振核磁共振:可以研究材料的组成、结构，橡胶链段在可以研究材料的组成、结构，橡胶链段在 填料上的固定程度填料上的固定程

14、度 红外光谱红外光谱:鉴定材料的组成、结构鉴定材料的组成、结构 DSC:DSC:评价胶料氧化起始温度及硫化过程进行热分析评价胶料氧化起始温度及硫化过程进行热分析 电镜照片电镜照片：透射电镜和扫描电镜分析结构：透射电镜和扫描电镜分析结构 （分子的形态、填料）（分子的形态、填料）光学显微镜光学显微镜:结晶状态结晶状态 炭黑分散仪：炭黑分散仪：观察炭黑分散情况观察炭黑分散情况 动态粘弹谱仪：动态粘弹谱仪：(DTA)(DTA)分析胶料的动态粘弹性分析胶料的动态粘弹性4 4、橡胶使用性能测试、橡胶使用性能测试1 1）配方制订的好坏要通过鉴定和测试来初步判断；）配方制订的好坏要通过鉴定和测试来初步判断；2 2）橡胶行业进行技术改进以性能指标为依据；）橡胶行业进行技术改进以性能指标为依据；3 3）新材料、新工艺的应用需要鉴定和测试（新加工）新材料、新工艺的应用需要鉴定和测试（新加工助剂、更新换代产品、新加工工艺等）；助剂、更新换代产品、新加工工艺等）；4 4）科学生产管理需要通过鉴定和测试；）科学生产管理需要通过鉴定和测试；5 5）新产品开发需要测定其物性和工艺性能。）新产品开发需要测定其物性和工艺性能。