橡膠配方設計的基本概念(編輯修改稿)
2025-02-23 15:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 性的影響一般不大，但用量過大時會使彈性降低。 3/10/2023 23 配合體系與 耐磨性能 的關系 硫化膠所受的磨耗作用力主要包括：刨削力、沖擊力、切割力、撕裂力以及剪切力。要具備良好的耐磨性能，硫化膠需同時具備較低的摩擦系數(shù)和優(yōu)異的物理機械性能。 ? ⑴ 橡膠品種 從結(jié)構(gòu)因素分析，分子鏈柔順性好、有共軛體系存在、含有芳基的極性橡膠的耐磨性能較好。聚氨酯橡膠具有特殊的耐磨性能，但其耐沖擊、耐切割性能較差。其次是順丁膠、丁苯橡膠、天然橡膠。對丁苯橡膠和天然橡膠來說，當溫度低于 15℃ 天然橡膠的耐磨性較好；而當溫度在 15℃ 以上時，丁苯橡膠的耐磨性較好。 3/10/2023 24 ? ⑵ 填充體系 ? 加入細粒子、高結(jié)構(gòu)性的炭黑能夠提高硫化膠的耐磨性能，以高結(jié)構(gòu)高耐磨爐黑最好。填充的量一般有最佳值，多了反而降低。對天然或丁苯橡膠一般用量為 50~60phr。 ? 白色填料以粒徑為 20nm左右的白炭黑為最好，其次是氧化鋅。 ? ⑶ 硫化體系 ? 隨交聯(lián)密度的增加，耐磨性能會出現(xiàn)最大值。同時考慮到炭黑的吸附作用，硫化劑和促進劑的用量要適當多一些。促進劑應選擇硫化平坦性能較好的噻唑類為好。 ? 此外，正確使用防老劑也能間接提高制品的耐磨性能。 3/10/2023 25 配合體系與 耐屈撓性能 的關系 橡膠在往復屈撓過程中，由于化學和機械的作用，在彎曲部分所產(chǎn)生的表面裂口稱為屈撓龜裂。 橡膠產(chǎn)生屈撓龜裂的過程分為兩個階段，即龜裂的發(fā)生階段和龜裂的增長階段。各種橡膠在這兩個階段表現(xiàn)的特征不同，以天然橡膠和丁苯橡膠為例，天然橡膠容易產(chǎn)生龜裂，但龜裂增長的速度慢；而丁苯橡膠難以產(chǎn)生龜裂，但一旦產(chǎn)生龜裂，其增長的速度較為迅速。 ? ⑴ 橡膠品種 橡膠制品的耐屈撓性能主要取決于橡膠的品種。幾種橡膠的耐龜裂發(fā)生的能力順序為：丁基橡膠＞氯丁橡膠＞丁苯橡膠＞丁腈橡膠＞天然橡膠。而抗龜裂增長的順序為：丁基橡膠＞氯丁橡膠＞天然橡膠＞丁苯橡膠＞丁腈橡膠?？梢姸』鹉z的耐屈撓性能為最好，但在溫度升高時其耐屈撓性能顯著降低。 3/10/2023 26 ? ⑵ 填充體系 ? 經(jīng)過表面處理的、粒徑為 40~80nm的填充劑的耐屈撓性能較好；粒徑大、各向同性的填充劑易于屈撓中的橡膠形成空隙，從而促進龜裂的增長。 ? 填充劑的用量不宜過多，否則會使硫化膠的定伸應力和硬度增高，導致龜裂部位的應力增大，加快龜裂的增長。而且填料若分散不均時，也會使硫化膠在屈撓過程中形成應力集中，促進空隙的產(chǎn)生，可采用脂肪酸鹽來提高填料的分散效果。 ? ⑶ 硫化體系 過硫時硫化膠的耐屈撓性能顯著下降，為提高耐屈撓性能，硫化程度最好取比正硫化少欠一點。 3/10/2023 27 配合體系與 耐疲勞性能 的關系 橡膠制品承受交變循環(huán)應力或應變時所引起的局部結(jié)構(gòu)變化和內(nèi)部缺陷的發(fā)展過程，稱為橡膠的疲勞。疲勞會使橡膠的力學性能下降，并最終導致龜裂或完全斷裂。 ? ⑴ 橡膠品種 在低應變疲勞下，橡膠的 Tg愈高，耐疲勞破壞性愈好；在高應變疲勞下，具有拉伸結(jié)晶特性的橡膠耐疲勞性能較好。 ? ⑵ 硫化體系 易于形成多硫鍵的硫化體系，有利于耐疲勞性能的提高，普通硫化體系最為有利。 ? ⑶ 填充體系 粒子細、結(jié)構(gòu)性高的炭黑，耐疲勞性能較好，其用量一般在50phr左右。 ? ⑷ 增塑體系 稀釋作用小的粘稠性增塑劑有利于耐疲勞性能的提高，但用量應盡量降低。 3/10
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