橡膠配方設(shè)計(jì)

1、+橡膠配方設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)班級(jí)： 09030341、09030342 組別： 第八、十八組 姓名： 原文冉 學(xué)號(hào)： 0903034104 八組成員： 李闖 柳超 原文冉 李維 溫磊 十八組成員：?jiǎn)虡s 李淋 雷俊杰 武忠 傅立明 橡膠配方設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、加深對(duì)丁腈橡膠的配方、各組分的作用原理及加工方法的認(rèn)識(shí)。2、進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)橡膠的塑煉、混煉的意義和原理。3、進(jìn)一步了解橡膠的硫化模壓成型的基本方法，掌握塑煉混煉、壓制硫化設(shè)備的操作方法及安全措施。4、掌握炭黑的含量對(duì)橡膠力學(xué)性能的影響規(guī)律。5、掌握數(shù)據(jù)的處理和分析的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理 丁腈橡膠制品的生產(chǎn)，首先有一個(gè)配料問題，即在丁腈橡膠（生膠

2、）中加入一定量的硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、增塑劑、防老劑等其它助劑，使之形成多組分體系。本實(shí)驗(yàn)固定其它組分的含量，改變炭黑的用量，研究炭黑的含量對(duì)橡膠的力學(xué)性能的影響。在一定的溫度下，首先塑煉丁腈橡膠，再將配好的實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行混煉使各種助劑實(shí)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，經(jīng)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(cè)試的樣品，然后測(cè)試橡膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和硬度，找出炭黑含量對(duì)橡膠力學(xué)性能的影響規(guī)律。三、實(shí)驗(yàn)所用原料及儀器、設(shè)備1、實(shí)驗(yàn)用的原材料及參考配方原料名稱簡(jiǎn)稱型號(hào)規(guī)格質(zhì)量份數(shù)天然橡膠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、-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(duì)苯二胺4010NA工業(yè)品1-32、實(shí)驗(yàn)用儀器及設(shè)備（1）、開放式煉塑機(jī)（SK-160B）料筒工作直徑=160mm，輥筒工作長(zhǎng)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=100200g，輥筒最高加熱溫度20。（2）、平板硫化機(jī)（XQLB-25D） 額定表壓=145kg/c，油缸活塞的直徑D=160，電熱板面積=360×360mm，模板最大加

4、熱溫度20。（3）、密煉機(jī)混煉設(shè)備（HL-200型）。（4）、橡膠硬度計(jì)。（5）、萬能拉伸測(cè)試儀。四、實(shí)驗(yàn)工藝條件的預(yù)定1、材料配方的確定NR/gDOP/gZnO/gSA/gHAF/g4010NA/gS/gTMTD/g200101021044120010102204412001010230441200101024044120010102504412.加工工藝條件的確定溫度/ºC時(shí)間/min轉(zhuǎn)速(r/min)壓力塑煉955405kg混煉905405kg開煉（輥距2mm）室溫2-3.加料順序：SA-Zn0-4010NA-HAF-DOP4.硫化工藝條件的確定：硫化溫度：150 硫化時(shí)間：6

5、 min硫化壓力：P=26.89kg/cm式中：P：實(shí)驗(yàn)所需模壓壓力，天然橡膠硫化壓力一般可取 10Kg/cm2；Pl:壓機(jī)表壓；A：橡膠試片的面積（235x230mm）；D：壓力油缸活塞直徑（160mm）。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作步驟1.丁腈橡膠的硫化成型1.按實(shí)驗(yàn)配方稱取各組份物料，分別放在盛料容器中。2.塑煉據(jù)丁腈橡膠的性能確定塑煉溫度一般為80，打開加熱開關(guān)，使設(shè)備的密煉溫度達(dá)到預(yù)定值，恒溫10min。開動(dòng)主機(jī)，調(diào)整轉(zhuǎn)速達(dá)到40轉(zhuǎn)分，加入丁腈橡膠，加上頂栓上壓力。密煉時(shí)間5分鐘，戴上手套，轉(zhuǎn)速調(diào)零，關(guān)閉主機(jī)。 3.混煉打開密煉機(jī)，按順序加料，注意不加硫黃和促進(jìn)劑，逐步加料的順序?yàn)檠趸\-硬脂

6、酸-4010NA-炭黑-DOP。開動(dòng)主機(jī)，調(diào)整轉(zhuǎn)速達(dá)到40轉(zhuǎn)分，上頂栓加壓?；鞜挄r(shí)間5分鐘，戴上手套，轉(zhuǎn)速調(diào)零，關(guān)閉主機(jī)，打開密煉室，取出混煉好的膠料，清洗密煉室。啟動(dòng)開煉機(jī)，開煉輥溫度控制在常溫，加入硫磺和促進(jìn)劑，打三角包，使混煉均勻，調(diào)整輥距為2mm。開煉結(jié)束后關(guān)閉主機(jī)。4.硫化檢查平板硫化機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和電熱板加熱是否正常，確認(rèn)正常后，將試樣模具放到壓機(jī)中，保證加熱模板與成型模板剛好接觸，對(duì)模具預(yù)熱。 待模板溫度達(dá)到預(yù)定溫度150時(shí)，取出模具，清理模具內(nèi)部表面。 將混煉后壓成的膠片切成與模腔尺寸相對(duì)應(yīng)的膠坯。 將膠坯放入模腔，合好模具，放到壓機(jī)中，加壓至達(dá)到實(shí)驗(yàn)擬定壓力時(shí)，硫化時(shí)間6分

7、鐘。 達(dá)到硫化時(shí)間時(shí)，下降壓機(jī)，取出模具，立即打開，取出硫化膠片。 將硫化好的硫化膠片放在沖片機(jī)上，按有關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，用裁刀沖裁試樣。2.橡膠拉伸強(qiáng)度測(cè)定1、根據(jù)試樣的性質(zhì)，選擇適宜的負(fù)載，加上所需的砝碼。2、調(diào)整拉力機(jī)的零點(diǎn)是指針與讀數(shù)盤零點(diǎn)重合。3、根據(jù)試樣型號(hào)選擇下降速度，調(diào)至50050mm/min。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(dòng)試驗(yàn)機(jī)，清零，按下手柄，按實(shí)驗(yàn)要求記錄，試樣拉伸至扯斷過程中出現(xiàn)的最大值。3.橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定：1. 檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況及速度轉(zhuǎn)換是否正?？煽浚b好拉伸實(shí)驗(yàn)?zāi)＞撸?. 測(cè)量試樣厚度：用千分尺在直角部分測(cè)量三點(diǎn)，一點(diǎn)在試樣的中心部位

8、，另兩點(diǎn)在界線附近。取三點(diǎn)的算術(shù)平均值為試樣的厚度值；3. 調(diào)試試驗(yàn)機(jī)的速度為500mm/min，根據(jù)試樣破壞的負(fù)荷選擇設(shè)備負(fù)荷測(cè)量范圍；4. 調(diào)整拉力試驗(yàn)機(jī)的零點(diǎn)指針，使指針與表盤的零點(diǎn)重合；5. 將試樣夾在試驗(yàn)機(jī)的夾具上，夾入部分不大于22mm，并使試樣的受力方向與撕裂方向垂直；6. 開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，并記錄試樣破壞時(shí)的負(fù)荷。4.橡膠硬度的測(cè)定:1. 實(shí)驗(yàn)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(yīng)為零度，當(dāng)與測(cè)量平臺(tái)完全接觸時(shí)，此時(shí)表的刻度為100度。3. 將試樣放在表頭與平臺(tái)之間，壓下手柄，試樣緩慢地受到1Kg力的負(fù)荷時(shí)立即讀數(shù)；4. 試樣上每一點(diǎn)只準(zhǔn)測(cè)量一次硬度，測(cè)

9、量點(diǎn)與點(diǎn)之間距離不少于10mm。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄及處理1.丁腈橡膠的硫化成型配方一：試樣編號(hào)塑煉混煉硫化轉(zhuǎn)速(r/min)塑化溫度（）塑煉時(shí)間（min）轉(zhuǎn)速(r/min)混煉溫度（）混煉時(shí)間（min）溫度/上（）溫度/下（）壓力（kg/cm2）時(shí)間（min）140.495540.6935148155157621471551566配方二：試樣編號(hào)塑煉混煉硫化轉(zhuǎn)速(r/min)塑化溫度（）塑煉時(shí)間（min）轉(zhuǎn)速(r/min)混煉溫度（）混煉時(shí)間（min）溫度/上（）溫度/下（）壓力（kg/cm2）時(shí)間（min）140.598540.7995145150155621421521506配方三：試樣編

10、號(hào)塑煉混煉硫化轉(zhuǎn)速(r/min)塑化溫度（）塑煉時(shí)間（min）轉(zhuǎn)速(r/min)混煉溫度（）混煉時(shí)間（min）溫度/上（）溫度/下（）壓力（kg/cm2）時(shí)間（min）140.297540.11005150151148621451461496配方四：試樣編號(hào)塑煉混煉硫化轉(zhuǎn)速(r/min)塑化溫度（）塑煉時(shí)間（min）轉(zhuǎn)速(r/min)混煉溫度（）混煉時(shí)間（min）溫度/上（）溫度/下（）壓力（kg/cm2）時(shí)間（min）140.397540.11015149154145621452501506配方五：試樣編號(hào)塑煉混煉硫化轉(zhuǎn)速(r/min)塑化溫度（）塑煉時(shí)間（min）轉(zhuǎn)速(r/min)混煉溫度

11、（）混煉時(shí)間（min）溫度/上（）溫度/下（）壓力（kg/cm2）時(shí)間（min）140.498541.29951481521526214814915062.橡膠拉伸強(qiáng)度測(cè)定 拉伸強(qiáng)度 式中：Ts：拉伸強(qiáng)度，Mpa；F：試樣拉伸至扯斷過程中出現(xiàn)的最大力值，N；W：試樣狹小平行部分的寬度，mm；b：試樣的厚度，mm。 標(biāo)準(zhǔn)偏差 式中：Xi：?jiǎn)蝹€(gè)測(cè)定值；：組測(cè)值的算術(shù)平均值：n：測(cè)定值的個(gè)數(shù)。配方一：試樣編號(hào)厚度b/mm寬度W/mm最大負(fù)荷F/N拉伸強(qiáng)度Ts/MPa123均值123均值12.192.152.132.155.365.375.385.3734.6793.0022.172.152.192.

12、175.695.435.465.5337.0503.0832.182.092.182.155.655.405.675.5742.4353.5442.082.122.142.115.375.475.585.4733.0752.8652.122.162.112.135.345.455.395.3842.0193.66拉伸強(qiáng)度的算術(shù)平均值=3.24 拉伸強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差值 S=0.26配方二：試樣編號(hào)厚度b/mm寬度W/mm最大負(fù)荷F/N拉伸強(qiáng)度Ts/MPa123均值123均值12.202.152.192.185.125.055.215.1253.5234.7922.092.202.232.175.29

13、5.415.285.3460.6455.2332.182.182.052.135.235.285.085.1858.8115.3342.252.162.132.185.405.445.575.4964.7095.4151.992.102.032.045.745.725.425.5660.3735.32拉伸強(qiáng)度的算術(shù)平均值=5.26 拉伸強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差值 S=0.27配方三：試樣編號(hào)厚度b/mm寬度W/mm最大負(fù)荷F/N拉伸強(qiáng)度Ts/MPa123均值123均值12.122.112.142.125.445.565.635.5473.1736.1222.122.142.172.145.675.625.

14、615.6379.6126.6132.112.202.122.145.645.625.635.6372.3396.0042.052.072.052.065.545.605.725.6275.4486.5252.012.072.022.035.495.615.735.6173.0426.28拉伸強(qiáng)度的算術(shù)平均值=6.31 拉伸強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差值 S=0.21配方四：試樣編號(hào)厚度b/mm寬度W/mm最大負(fù)荷F/N拉伸強(qiáng)度Ts/MPa123均值123均值12.212.112.172.165.655.705.625.6589.8697.1122.182.202.192.195.625.525.625.57

15、90.4487.4132.002.082.032.035.705.725.635.6891.2247.9142.022.092.092.065.565.585.595.57103.6388.0152.202.162.192.185.775.875.865.83107.9738.49拉伸強(qiáng)度的算術(shù)平均值=7.52 拉伸強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差值 S=0.45配方五：試樣編號(hào)厚度b/mm寬度W/mm最大負(fù)荷F/N拉伸強(qiáng)度Ts/MPa123均值123均值12.102.072.092.085.625.535.765.63124.61310.6422.192.162.132.165.565.635.725.6312

16、0.0239.8732.082.132.092.105.675.565.545.58129.67911.0142.092.072.102.085.555.625.575.58141.15112.1652.072.092.112.085.645.665.495.58126.44010.89拉伸強(qiáng)度的算術(shù)平均值=10.62 拉伸強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差值 S=0.313.橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定：式中：Ts：撕裂強(qiáng)度，KN/m；F：撕裂時(shí)的力，N；d ：試樣厚度，mm。配方一：試樣編號(hào)試樣厚度d/mm破壞時(shí)負(fù)荷F/N撕裂強(qiáng)度Ts（KN/m）123平均值12.172.172.152.1538.26817.0122.0

17、72.162.132.1041.98519.9032.192.212.192.1942.34319.3342.242.252.252.2541.17718.3052.062.092.062.0741.78120.18撕裂強(qiáng)度的算術(shù)平均值=18.34配方二：試樣編號(hào)試樣厚度d/mm破壞時(shí)負(fù)荷F/N撕裂強(qiáng)度Ts（KN/m）123平均值12.252.262.282.2653.94123.8722.262.212.282.2555.09624.4932.262.252.292.2753.78823.7042.222.262.352.2855.63824.4052.232.272.212.1450.85

18、723.76撕裂強(qiáng)度的算術(shù)平均值=23.91配方三：試樣編號(hào)試樣厚度d/mm破壞時(shí)負(fù)荷F/N撕裂強(qiáng)度Ts（KN/m）123平均值12.242.262.312.2783.16036.6322.262.352.372.3488.01337.6132.382.312.322.3484.10035.9442.372.362.282.3483.31940.8452.272.252.242.2580.19135.64撕裂強(qiáng)度的算術(shù)平均值=36.62配方四：試樣編號(hào)試樣厚度d/mm破壞時(shí)負(fù)荷F/N撕裂強(qiáng)度Ts（KN/m）123平均值12.292.312.282.2997.64442.6422.212.082.222.1796.11944.2932.282.372.332.33100.02342.9342.342.332.362.3497.04941.4752.382.342.352.36100.89542.75撕裂強(qiáng)度的算術(shù)平均值=43.12配方五：試樣編號(hào)試樣厚度d/mm破壞時(shí)負(fù)荷F/N撕裂強(qiáng)度Ts（KN/m）123平均值12.212.222.352.26110.03848.6922.332.302.252.2