17/17HYPERLINK"/"高分子材料與工程專業(yè)實驗橡膠配方設計綜合實驗實驗報告班級：08030342班組不：第六組橡膠配方設計綜合實驗實驗目的1、加深對丁腈橡膠的配方、各組分的作用原理及加工方法的認識。2、進一步領(lǐng)會橡膠的塑煉、混煉的意義和原理。3、進一步了解橡膠的硫化模壓成型的差不多方法，掌握塑煉混煉、壓制硫化設備的操作方法及安全措施。4、掌握炭黑的含量對橡膠力學性能的阻礙規(guī)律。5、掌握數(shù)據(jù)處理和分析的方法。實驗原理丁腈橡膠制品的生產(chǎn)，首先有一個配料的問題，即在丁腈橡膠（生膠）中加入一定量的硫化劑、補強劑、增塑劑、防老劑等其他助劑，使之形成多組分體系。本實驗固定其他組分的含量，改變炭黑的用量，研究炭黑的含量對橡膠力學性能的阻礙。在一定的溫度下，首先塑煉丁腈橡膠，再將配好的實驗原理進行混煉使各種助劑實現(xiàn)良好的分散，通過輥壓成片，剪成一定形狀的膠料，放入試樣模具中，通過硫化成型成為所需的試樣。通過不同規(guī)格的裁刀，沖裁成性能測試的樣品。然后測試橡膠的拉伸強度、撕裂強度和硬度。找出炭黑含量對橡膠力學性能的阻礙規(guī)律。實驗所用原料及儀器、設備1、實驗用的原材料及參考配方原料名稱簡稱型號規(guī)格質(zhì)量分數(shù)丁腈橡膠NR2#～4#100鄰苯二甲酸二辛酯DOP工業(yè)品4～6硫磺S工業(yè)品1～3四甲基秋蘭姆二硫化物TMTD工業(yè)品0.3～0.7氧化鋅ZnO工業(yè)品3～7硬脂酸SA工業(yè)品0.8～1.2高耐磨炭黑HAF工業(yè)品5～30N-芳基-N-烷基對苯二胺4010NA工業(yè)品1～32、實驗用儀器及設備（1）開放式煉塑機（SK-160B）輥筒工作直徑=160mm，輥筒工作長度=320mm，前輥轉(zhuǎn)速=24.0r.p.m,后輥轉(zhuǎn)速=17.8r.p.m,最大輥間距=4.5mm，最小壓片厚度=0.2mm。一次加料量=100～200g，輥筒最高加熱溫度≤200℃（2）平板硫化機（XKLB-25D）額定表壓=145kg/cm2，油缸活塞直徑D=160mm，電熱板面積=360*360mm，模板最大加熱溫度≤200℃。（3）密煉機混煉設備(HL-200型)（4）橡膠硬度計（5）萬能拉伸測試儀實驗工藝條件的預定材料配方的確定一原料名稱簡稱成分質(zhì)量/g丁腈橡膠NR200鄰苯二甲酸二辛酯DOP10硫磺S4四甲基秋蘭姆二硫化物TMTD1氧化鋅ZnO10硬脂酸SA2高耐磨炭黑HAF10N-芳基-N-烷基對苯二胺4010NA4二原料名稱簡稱成分質(zhì)量/g丁腈橡膠NR200鄰苯二甲酸二辛酯DOP10硫磺S4四甲基秋蘭姆二硫化物TMTD1氧化鋅ZnO10硬脂酸SA2高耐磨炭黑HAF20N-芳基-N-烷基對苯二胺4010NA4三原料名稱簡稱成分質(zhì)量/g丁腈橡膠NR200鄰苯二甲酸二辛酯DOP10硫磺S4四甲基秋蘭姆二硫化物TMTD1氧化鋅ZnO10硬脂酸SA2高耐磨炭黑HAF30N-芳基-N-烷基對苯二胺4010NA4四原料名稱簡稱成分質(zhì)量/g丁腈橡膠NR200鄰苯二甲酸二辛酯DOP10硫磺S4四甲基秋蘭姆二硫化物TMTD1氧化鋅ZnO10硬脂酸SA2高耐磨炭黑HAF40N-芳基-N-烷基對苯二胺4010NA4五原料名稱簡稱成分質(zhì)量/g丁腈橡膠NR200鄰苯二甲酸二辛酯DOP10硫磺S4四甲基秋蘭姆二硫化物TMTD1氧化鋅ZnO10硬脂酸SA2高耐磨炭黑HAF50N-芳基-N-烷基對苯二胺4010NA42、塑煉工藝條件的確定塑煉溫度：80℃。塑煉時刻：5min3、混煉工藝條件的確定加料順序：固體軟化劑（石蠟、硬脂酸）、小藥（促進劑、活化劑、防老劑）、補強劑（炭黑、碳酸鈣）液體軟化劑。混煉溫度：85℃。混煉時刻：5min.4、硫化工藝條件的確定硫化溫度：150℃。硫化時刻：6min。硫化壓力：115kg/cm2實驗內(nèi)容及操作步驟按實驗配方稱取各組分物料，分不放在盛料容器中。塑煉（1）據(jù)丁腈橡膠的性能確定塑煉的溫度一般為60～80℃，打開加熱開關(guān)，使設備的密煉溫度達到預定值，恒溫20min。（2）開動主機，調(diào)整轉(zhuǎn)速達到40～80轉(zhuǎn)/分之間，加入丁腈橡膠，上頂栓上加5kg砝碼。密煉時刻5分鐘，戴上手套，轉(zhuǎn)速調(diào)零，關(guān)閉主機。混煉（1）打開密煉機，按順序加料，注意不加硫磺，逐步加料的順序為固體軟化劑（石蠟、硬脂酸）、小藥（促進劑、活化劑、防老劑）、補強劑（炭黑、碳酸鈣）液體軟化劑。（2）開動主機，調(diào)整轉(zhuǎn)速達到40～80轉(zhuǎn)/分之間，上頂栓上加5kg砝碼。混煉時刻5分鐘，戴上手套，轉(zhuǎn)速調(diào)零，關(guān)閉主機。然后再打開密煉室，加入硫磺，開動主機，調(diào)整轉(zhuǎn)速為40～80轉(zhuǎn)/分之間，上頂栓加5kg砝碼混煉時刻1分鐘，戴上手套，轉(zhuǎn)速調(diào)零，關(guān)閉主機，打開密煉室，取出混煉好的膠料，清洗密煉室。檢查平板硫化機的液壓傳動系統(tǒng)和電熱板加熱是否正常，確認正常后，將試樣模具放在壓機中，保證加熱模板與成型模板剛和接觸，對模具預熱。=1\*GB3①待模板溫度達到預熱溫度時，取出模具，清理模具內(nèi)部表面，有必要時，能夠用少量與硫化膠不產(chǎn)生化學反應的隔離劑，一般采納硅油或中性皂液等。=2\*GB3②將混煉后壓成的膠片切成與模腔尺寸相對應的膠坯，并標出膠料的名稱，編號和硫化條件及膠料壓延方向。膠坯的質(zhì)量可按以下方法計算：膠坯質(zhì)量（g）=模腔容積（cm3）*膠料密度（g/cm3）=3\*GB3③將膠坯放入模腔，合好模具，放到壓機中，加壓至達到實驗擬定壓力時，硫化時刻8±1分鐘。=4\*GB3④達到硫化時刻后，下降壓機，取出模具，立即打開，取出硫化膠片。=5\*GB3⑤將硫化好的硫化膠片放在沖片機上，按有關(guān)測試標準，用裁刀沖裁試樣。測試其拉伸強度、撕裂強度和硬度；處理數(shù)據(jù)，以炭黑的含量為橫坐標，測試的性能指標為縱坐標作圖，找出規(guī)律并分析緣故。六、橡膠拉伸強度、撕裂強度和硬度的測定（1）橡膠拉伸強度的測定1、插上電源，依照試樣的性質(zhì)選定適宜的負荷，加上所需的砣。2、調(diào)整拉力機的零點，讓指針與讀數(shù)盤的零點重合。3、依照試樣的型號，選擇下降速度。4、將啞鈴狀試樣均勻的置于上、下夾持器上，并用螺釘固定。5、開動實驗機，按下下降手柄，拉伸速率為200mm/min，拉伸試樣并跟蹤試樣的標記，按實驗要求記錄下列各項：①試樣拉伸到300%時的力值。②試樣拉伸至扯斷過程中出現(xiàn)的最大值。③試樣扯斷時的伸長率。拉伸強度的計算公式：式中：——拉伸強度，MPa；F——試樣拉伸至拉斷過程中出現(xiàn)的最大力值，N；W——試樣狹小平行部分長度，mm；b——式樣的厚度，mm。斷裂伸長率計算公式：式中：Eb——斷裂伸長率，%；Lb——試樣斷裂時的標距，mm；L0——試樣原始標距，mm。（2）橡膠撕裂強度的測定：1、檢查設備運轉(zhuǎn)情況及速度轉(zhuǎn)換是否正常可靠，裝好拉伸實驗模具。2、測量試樣厚度。3、調(diào)試試驗機的速度為所要求的速度，500mm/min。4、調(diào)整拉力實驗機的零點指針，使指針與表盤的零點重合。5、將試樣夾在試驗機的夾具上，使試樣的受力方向與撕裂方向垂直。6、開動試驗機，并記錄試樣破壞時的負荷。撕裂強度計算公式：式中：Ts——撕裂強度，KN/m；F——撕裂時的力，N；d——試樣的厚度，mm；（3）橡膠硬度的測定:1、實驗前檢查試樣，如表面有雜質(zhì)須用紗布沾酒精擦凈。2、校正：自由狀態(tài)下應為零度，當與測量平臺完全接觸時，現(xiàn)在表的刻度為100度。3、將試樣放在表頭與平臺之間，壓下手柄，試樣緩慢地受到1Kg力的負荷時立即讀數(shù)。4、試樣上的每一點只準測量一次硬度，測量點與點之間距離不小于10mm。七、實驗數(shù)據(jù)的記錄（1）橡膠拉伸強度的測定拉伸強度按以下公式計算：斷裂伸長率：編號試樣平均厚度/mm平均寬度/mm拉伸至300%時的力/N拉伸最大力值/N初始標距/mm斷裂時的標距/mm斷裂伸長率/%拉伸強度