橡胶制品配方的基础知识和基本理论以及配方的成分组成

橡胶制品配方是如何设计的呢?

配方设计的基础知识

配方设计是橡胶工业中的首要技术问题,对提高产品质量具有重要的意义,是橡胶制品获得所需性能的主要途径.

合理的配方,要求保证橡胶制品性能优良、胶料工艺性能良好并能获得较佳经济效益,配方设计应受到橡胶企业和技术人员的重视。

配方设计工作要继承前人的经验,在实践中勇于创新,并通过试验得到验证.

配方设计

配方设计的基本理论

配方设计的基本理论是相关性理论

  1. 配方组分与混炼胶和硫化胶之间存在着相关关系;
  2. 配方组分与材料品种、类型及用量,对混炼胶以及硫化胶具有决定性的影响;
  3. 硫化胶性能与材料之间存在相关关系;
  4. 硫化胶性能之间存在着相关关系;
  5. 硫化胶性能与加工条件(开炼、密炼、挤出、硫化方式、模压、注压)对性能的影响;

上述5项相关性研究,即构成橡胶配方的基本内容,经过试验验证,达到经济技术指标合理配方。

配方成分的组成

橡胶配方原材料有数百种,所采用的配合剂越来越专用化,配方的组分概括为以下5种

  1. 生胶 这是配方的主体材料,以生胶为100,其他材料品种用量根据生胶类型选择。
  2. 性能体系: 补强剂、防老剂、着色剂、芳香剂、增强剂、增黏剂和新型助剂
  3. 成本体系: 填充剂、增容剂
  4. 增塑体系: 增塑剂包括化学增塑剂和物理增塑剂。
  5. 硫化体系: 硫化剂、促进剂、活性剂、防焦剂

配方设计依据 (以载重轮胎胎面为例)

  1. 产品使用条件 气温范围、路面条件(例如柏油路、水泥路、土路、碎石路,平原或山区)负荷、车速、一次性的行驶里程、往返连续性行驶里程
  2. 轮胎使用程度 轮胎使用时长必须满足用户的要求(载重汽车轮胎剩余花纹保持2mm,轿车轮胎保持1.6mm)

轮胎胶料整体配方设计

轮胎是复合材料厚制品,由11-12种不同性能的胶料和骨架材料组成.

由于胶料加工受热过程、硫化受热过程不同,

还需提高胶与胶、胶与骨架材料粘合的持久性,调整轮胎生热和提高胶料耐热老化性能;

在整体配方设计时,要考虑以下性能的匹配和要求.

  • 门尼焦烧时间t匹配
  • 硫化时间t90匹配
  • 300%定伸应力匹配
  • 耐热老化性能指标100°C,24小时胎面拉伸强度保持率、拉断伸长保持率均大于70%,布层胶拉伸强度保持率和拉伸伸长保持率均大于80%.

制定胶料技术经济指标

制定内控指标时要考虑小配合、大配合、半成品和成品胶料性能的变化规律

  1. 混炼胶工艺性能指标项目 门尼黏度(ML1001+4°C)门尼焦烧时间(125°C)t5 硫化仪143°C(胎面胶)t10、t90、较大扭矩,密度,应具有良好的收缩性、挺性、黏着性、无喷霜.
  2. 硫化胶物理性能项目:硫化仪硫化曲线(t10、t35、t90、t100、较大扭矩)、返原性、拉伸强度、拉伸伸长率、300%定应力、拉断后出现变形、硬度、密度。
  3. 此外还有弹性、压缩生热、撕裂性、附着力、老化后(100°C,48h)拉伸强度。胎面胶(胎侧胶)还有日光老化、磨损性能、损耗因子.
  4. 成本指标

选择方案

为实现配方的技术经济指标,有多种措施方案可以选择,要用计算机和经验选择较佳方案

在掌握各项机理和相关关系的基础上,运用数据库的数据,确定品种和用量,用均分法、修正法和比例组合法,评估性能;

从多种方案中选出较优方案,经过试验验证,必要时进一步调整配方(变量和正交试验),选出较佳的配方。

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