1、四川化工職業(yè)技術(shù)學院橡膠加工工藝及技術(shù)實驗報告 目錄一、配方1二、所用橡膠、助劑物理性質(zhì)1三、混煉膠加工工藝簡述31、配合32、塑煉43、混煉44、硫化4四、性能測試（所用設備名稱型號）41、橡膠可塑度測試42、橡膠硫化性能測試5五、總結(jié)與討論5 一、 配方（見下表一）表一 混煉膠配方名稱基本配方/質(zhì)量份質(zhì)量分數(shù)/%生產(chǎn)配方實際用量/gNR3014.6897.8SBR7034.25228.3S2.51.228.2促進劑DM1.50.734.9促進劑CZ0.50.241.6白炭黑4019.57130.5CaCO34019.57130.5Si-690.40.201.3白油125.8739.1顏料0

2、.50.241.6ZnO52.4516.3Hst20.986.5總計204.4100666.6注：生產(chǎn)膠料總質(zhì)量666.7g（計算過程中出現(xiàn)誤差）生膠和各種配合劑的質(zhì)量百分數(shù)=生膠和各種配合劑的質(zhì)量份數(shù)膠料總質(zhì)量份數(shù)*100%生產(chǎn)配方=總質(zhì)量的生產(chǎn)配方*生膠和各種配合劑的質(zhì)量百分數(shù)含膠率=100生膠質(zhì)量份數(shù)膠料總質(zhì)量份數(shù)*100%經(jīng)計算本實驗中混煉膠的含膠率為48.9%二、所用橡膠、助劑物理性質(zhì)1、NR（天然橡膠）：結(jié)構(gòu)式片狀固體，相對密度0.94，折射率1.522，彈性膜量24MPa，130140時軟化，150160粘軟，200時開始降解。在常溫下具有較高的彈性，稍帶塑性，具有非常好的機械強

3、度，滯后損失小，在多次變形時生熱低，因此其耐屈撓性也很好，并且因為是非極性橡膠，所以電絕緣性能良好，但低溫時結(jié)晶硬化。有較好的耐堿性，但不耐強酸。不溶于水、低級酮和醇類，在非極性溶劑如三氯甲烷、四氯化碳等中能溶脹。2、SBR（丁苯橡膠）：結(jié)構(gòu)式白色疏松柱狀固體，密度:1.04 g/mL （25 ），熔點:-59，耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更為優(yōu)良，可與天然橡膠及多種合成橡膠并用，廣泛用于輪胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫(yī)療器具及各種橡膠制品的生產(chǎn)等領(lǐng)域，是最大的通用合成橡膠品種，也是最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的橡膠品種之一。3、S（硫黃）：淺黃色或黃色固體物質(zhì)，硫黃分子由八個硫原子構(gòu)成的八元環(huán)

4、（S8），有結(jié)晶和無定形兩種形態(tài)。硫黃有特殊臭味，蒸汽壓是013kPa；熔點為119；相對密度為2.0。硫黃不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳，是電和熱的良好絕緣體。4、促DM（2、2-二硫代二苯并噻唑）：結(jié)構(gòu)式淺黃色針狀晶體，相對密度1.50，熔點180，室溫下微溶于苯、二氯甲烷、四氯化碳、丙酮、乙醇、乙醚等，不溶于水、乙酸乙酯、汽油及堿。毒性很小，不需要特別保護。但呈粉塵時有爆炸危險，遇明火可燃燒。5、促CZ（N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺）：結(jié)構(gòu)式灰白色粉末(顆粒) ，稍有氣味，無毒。比重1.31-1.34，熔點98以上，易溶于苯、甲苯、氯仿、二硫化碳、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯，

5、不易溶于乙醇，不溶于水和稀酸、稀堿和汽油。6、白炭黑（SiO2）：白色無定形粉狀物，質(zhì)輕而松散，無毒，不溶于水及一般的酸，溶于氫氧化鈉和氫氟酸，高溫不分解，絕緣性好，有吸濕性。7、CaCO3：白色粉末，無臭、無味。露置空氣中無變化，幾乎不溶于水在含有銨鹽或三氧化二鐵的水中溶解，不溶于醇。密度：2.93，熔點：825，莫氏硬度：3.0。8、Si-69：略帶乙醇氣味的淡黃色透明液體，溶于乙醇、酮類、苯、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、氯化烴，不溶于水。含量（%）22.0，密度(20 )g/cm31.0890.005，折光率（n）1.48500.0005，粘度11.2cst。9、白油：液體，有溶劑氣味

6、，不溶于水，易溶于苯、二硫化碳、醇。沸點/沸點范圍：-50 ，自燃溫度：370， 爆炸界限：-50，蒸氣壓：12毫pa/s，蒸氣密度：相對密度(空氣=1)3.5，相對密度(水=1)0.700.79。10、顏料：有機顏料色彩鮮明，著色力強；密度小，無毒性，但部分品種的耐光、耐熱、耐溶劑和耐遷移性往往不如無機顏料。11、ZnO：白色粉末或六角晶系結(jié)晶體。無嗅無味，無砂性。受熱變?yōu)辄S色，冷卻后重又變?yōu)榘咨訜嶂?800時升華。遮蓋力是二氧化鈦和硫化鋅的一半。著色力是堿式碳酸鉛的2倍。12、Hst：純品為白色略帶光澤的蠟狀小片結(jié)晶體。不溶于水（20時，100毫升水中只溶解0.00029g），稍溶于冷乙

7、醇。溶于丙酮、苯、乙醚、氯仿、四氯化碳、二氧化硫、三氯甲烷、熱乙醇、甲苯、醋酸戊酯等。密度：0.847 ；水溶性：0.1-1 g/100 mL （23）；相對密度(水=1)：0.87； 相對蒸氣密度(空氣=1)：9.8 ；飽和蒸氣壓(kPa)：0.13(173.7)；閃點：196 ；引燃溫度：395；自燃點：4443。三、混煉膠加工工藝簡述1、配合：將白炭黑與Si-69混合后干燥備用（注：j由于白炭黑太過于蓬松，加少許酒精；k之所以將兩者混合，是因為Si-69作為橋鍵使界面相互作用力加強讓白炭黑能更好的補強）。CF：本組成員分工：生膠處理（切膠、烘膠、破膠）：沈玉君、劉淋助劑處理：篩選：陳艷梅

8、 稱量：張坤蘭 混合：肖雨軒、陳夢瑤塑煉：晏剛、王文韜混煉：于海、肖雨軒、張義峰平板硫化：肖迪、晏剛后處理：全體成員記錄及分析：陳夢瑤2、塑煉：輥距調(diào)到最小12mm，先塑煉NR，再塑煉SBR。（注：輥距越小，剪切力越大，所用的NR需要干燥，否則膠料中的含水量會影響制品的性能。）3、混煉：首先調(diào)節(jié)輥距45mm，再按以下步驟進行加料：混煉膠（2min）ZnO+ Hst（5min）促DM、顏料（5min）CaCO3+SiO3+白油（15min）加剩余的CaCO3、SiO3、白油（15min）冷卻后加S、超促進劑促CZ（10min）將混煉膠分成兩份，一份用于硫化，另一份用于性能測試。混煉過程的好壞以及

9、混煉時間的長短還會影響橡膠制品的最后性能。4、硫化：j預熱平板硫化機，溫度設置為160；k放膠料（趁熱硫化），設置硫化時間12min，加壓充模，排氣泄壓；l稍冷卻取制品。四、性能測試（所用設備名稱型號）1、橡膠可塑度測試j所用設備：雙頭快速切片機（型號：SP16-10）、橡膠可塑性試驗機（型號：MZ-4014）k雙頭快速切片機制樣試樣制備（直徑160.5mm，高100.25mm圓柱形）：先將膠料壓出1314mm，若厚度不夠，可用 23層薄膠片稱熱疊合，旋刀切直徑，切刀切厚度。l操作步驟A、 調(diào)節(jié)恒溫箱溫度701并穩(wěn)定1015min；B、 用精度為0.01mm的厚度計，在室溫下測量試樣（附著雙層

10、玻璃紙）的原始厚度h0（注：先測雙層玻璃紙厚度，測高時應減去玻璃紙厚度再進行計算）；C、 試樣放在恒溫箱底座上，在701下預熱3min（注：可塑機需要調(diào)零）；D、 預熱好的試樣放于壓板中間位置，輕輕放下負荷加壓，同時預熱第二個試樣；E、 加壓3min后立即讀出負荷下的試樣高度h1；F、 去掉負荷，取出試樣室溫下放3min，測量恢復后的高度h2。G、 據(jù)公式P=h0-h2h0+h1 多測幾組算出平均值P=P1+P2+P33 即為該膠料的可塑度。m數(shù)據(jù)記錄（見下表二）表二 可塑度測試數(shù)據(jù)組別原始高度h0壓縮3min后的高度h1/mm恢復3min后的高度h2/mm可塑度P平均可塑度P19.664.3

11、45.580.2910.2629.694.475.370.30539.715.646.680.1842、橡膠硫化性能測試j所用設備：無轉(zhuǎn)子硫化儀（型號：CL-2000E）k試驗步驟：A、 試樣制備：用專用設備裁出直徑為30mm，厚約12mm的圓片；B、 開啟電源開關(guān)，空氣壓力在0.40.6MPa;C、 接通電源，打開機臺裝配柜總電源；D、 啟動計算機；E、 打開主機臺上的電源鍵及溫控開關(guān)；F、 打開硫化儀軟件，進入操作界面，設定試驗條件（硫化溫度、硫化時間、角度、曲線類型）；G、 儀器自動加熱至設定溫度，恒定1015min；H、 將試樣上下墊上玻璃紙，放入模腔，閉模測試；I、 到達設定時間，儀

12、器自動罩打開，取試樣，打印硫化曲線。l試驗結(jié)果（具體見附件）以T=155，t=9min;T=170，t=4min為例，得出以下結(jié)論：A、 轉(zhuǎn)矩隨著硫化時間增長而增加；B、 當溫度升高，硫化速度增快，硫化時間縮短；C、 轉(zhuǎn)矩達到最大值后基本保持不變。五、總結(jié)與討論本次實驗主要是讓我們認識配方，并進行相關(guān)計算，掌握橡膠生產(chǎn)和橡膠相關(guān)性能測試，通過親自動手參與得出結(jié)論，對橡膠加工工藝有更深的認識。了解到不同生膠和助劑在實驗過程中的影響是不同的，譬如說：1、2組用同等質(zhì)量份數(shù)的天然橡膠作為原料，但是助劑用量不同，因此可塑度和硫化性能的區(qū)別卻相差甚遠。3、4組用同等質(zhì)量份數(shù)的混煉膠，但性能測試的差別還是

13、很大，因為4組多加了一種助劑SP1045（酚醛樹脂），使得膠料在混煉時能更好發(fā)生交聯(lián)，同時提高膠料的粘度和耐高溫性能。本次實驗主要從可塑度、硫化性能曲線以及平板硫化機上硫化的制品好壞來討論。一、可塑度（如下表三）：表三 四組可塑度對比數(shù)據(jù)組別1234可塑度0.6340.7660.260.43經(jīng)討論：1 影響1、2組可塑度的因素是白油的用量，白油作為混煉過程中的操作油能避免膠料粘輥，進而使得生膠能更好吃粉。而1組則只是剩下少量沾杯壁的白油，2組則是將白油用盡，因此可塑度的差距不大；2 影響3、4組可塑度的因素則是白炭黑的用量，3組將白炭黑完全加完，使得最后的膠料強度更高，4組只用了白炭黑。3 四組的膠料經(jīng)比較后發(fā)現(xiàn)第3組比其他三組的膠料更硬更干，出現(xiàn)的氣泡更少，后經(jīng)分析是由于其他三組均未將膠料干燥而且混煉時間不夠。二、 硫化性能通過和第四組的硫化曲線相比較，我們第三組的焦燒時間、正硫化時間持續(xù)的更長，需要的扭矩更大，制品的強度更高，經(jīng)分析，主要原因是由于混煉過程中加入的填料量較其他組多些，所以強度才更大。由于與其他兩組所用膠料不同，所以即使焦燒時間更長，但是在使用助劑的用量上還是有很大的差別，比較的意義不太大