橡胶配方设计1.doc

橡胶配方设计综合实验专 业： 高分子材料与工程 班 级： 07030341 学 号： 组 别： 第六组 姓 名： 橡胶配方设计综合实验一、实验目的1、加深对丁腈橡胶的配方、各组分的作用原理及加工方法的认识。2、进一步领会橡胶的塑炼、混炼的意义和原理。3、进一步了解橡胶的硫化模压成型的基本方法，掌握塑炼混炼、压制硫化设备的操作方法及安全措施。4、掌握炭黑的含量对橡胶力学性能的影响规律。5、掌握数据的处理和分析的方法。二、实验原理 丁腈橡胶制品的生产，首先有一个配料问题，即在丁腈橡胶（生胶）中加入一定量的硫化剂、补强剂、增塑剂、防老剂等其它助剂，使之形成多组分体系。本实验固定其它组分的含量，改变炭黑的用量，研究炭黑的含量对橡胶的力学性能的影响。在一定的温度下，首先塑炼丁腈橡胶，再将配好的实验原理进行混炼使各种助剂实现良好的分散，通过辊压成片，剪成一定形状的胶料，放入试样模具中，经过硫化成型成为所需的试样。通过不同规格的裁刀，冲裁成性能测试的样品，然后测试橡胶的拉伸强度、撕裂强度和硬度，找出炭黑含量对橡胶力学性能的影响规律。三、实验所用原料及仪器、设备1、实验用的原材料及参考配方原料名称简称型号规格质量份数天然橡胶NR2#4#100邻苯二甲酸二辛酯DOP工业品4-6硫磺S工业品1-3四甲基秋兰姆二硫化物TMTD工业品0.3-0.7氧化锌ZnO工业品3-7硬脂酸SA工业品0.8-1.2高耐磨炭黑HAF工业品5-30N-芳基-N-烷基对苯二胺4010NA工业品1-32、实验用仪器及设备（1）、开放式炼塑机（SK-160B）料筒工作直径=160mm，辊筒工作长度=320mm，前辊转速=24.0r.p.m，后辊转速=17.8r.p.m，最大辊间距=4.5mm，最小压片厚度=0.2mm。一次加料量=100200g，辊筒最高加热温度20。（2）、平板硫化机（XQLB-25D） 额定表压=145kg/c，油缸活塞的直径D=160，电热板面积=360360mm，模板最大加热温度20。（3）、密炼机混炼设备（HL-200）。（4）、橡胶硬度计。（5）、电子拉伸试验机。四、实验工艺条件的预定1、材料配方的确定NR/gDOP/gZnO/gSA/gHAF/g4010NA/gS/gTMTD/g1005515220.510055110220.510055115220.510055120220.510055125220.52.加工工艺条件的确定温度/C时间/min转速(r/min)压力塑炼905605kg混炼905605kg开炼（辊距2mm）901050硫化1708145MPa3.加料顺序：SA-Zn0-4010NA-HAF-DOP4.硫化工艺条件的确定：硫化压力：P=26.89kg/cm五、实验内容和操作步骤1.丁腈橡胶的硫化成型1.按实验配方称取各组份物料，分别放在盛料容器中。2.塑炼据丁腈橡胶的性能确定塑炼温度一般为90 ，打开加热开关，使设备的密炼温度达到预定值，恒温20 min。开动主机，调整转速达到40-80转分之间，加入丁腈橡胶，上顶栓上加5 Kg砝码。密炼时间5分钟，戴上手套，转速调零，关闭主机。 3.混炼打开密炼机，按顺序加料，注意不加硫黄，逐步加料的顺序为：固体软化剂（石腊、硬脂酸等）、小药（促进剂、活化剂、防老剂）、补强填充剂（炭黑、碳酸钙等） 液体软化剂。开动主机，调整转速达到40-80转分之间，上顶栓上加5 Kg砝码。混炼时间5分钟，戴上手套，转速调零，关闭主机。 然后再打开密炼室，加入硫磺，开动主机，调整转速达到40-80转分之间，上顶栓上加5 Kg砝码混炼时间1分钟，戴上手套，转速调零，关闭主机，打开密炼室，取出混炼好的胶料，清洗密炼室。启动开炼机，开炼辊温度控制在100以下，加入硫磺，打三角包，使混炼均匀，调整辊距为2-2.5mm。开炼结束后关闭主机。4.硫化检查平板硫化机的液压传动系统和电热板加热是否正常，确认正常后，将试样模具放到压机中，保证加热模板与成型模板刚好接触，对模具预热。 待模板温度达到预定温度时，取出模具，清理模具内部表面，有必要时，可以使用少量与硫化胶不产生化学反应的隔离剂，一般采用硅油或中性皂液等。 将混炼后压成的胶片切成与模腔尺寸相对应的胶坯，并标出胶料的名称，编号和硫化条件及胶料压延方向。 将胶坯放入模腔，合好模具，放到压机中，加压至达到实验拟定压力时，硫化时间8分钟。 达到硫化时间时，下降压机，取出模具，立即打开，取出硫化胶片。 将硫化好的硫化胶片放在冲片机上，按有关测试标准，用裁刀冲裁试样。2.橡胶拉伸强度测定1、根据试样的性质，选择适宜的负载，加上所需的砣。2、调整拉力机的零点是指针与读数盘零点重合。3、根据试样型号选择下降速度，1、2型调至50050mm/min；3、4型调至20020mm/min。4、将哑铃状试样均匀的置于上、下夹持器上，并用螺钉固定。5、开动实验机，清零，按下手柄，按实验要求记录下列各项。试样拉伸到300%时的力值。试样拉伸至扯断过程中出现的最大值。试样扯断时的伸长率。 6、将扯断厚的试样放置3min，将两部分吻合在一起测量吻合后试样的标距并计算永久变形值。3.橡胶撕裂强度的测定：1. 检查设备运转情况及速度转换是否正常可靠，装好拉伸实验模具；2. 测量试样厚度；3. 调试试验机的速度为所要求的速度，500mm/min;4. 将试样夹在试验机的夹具上，使试样的受力方向与撕裂方向垂直；5. 开动试验机，并记录试样破坏时的负荷。5.橡胶硬度的测定:1. 实验前检查试样，如表面有杂质须用纱布沾酒精擦净；2. 校正：自由状态下应为零度，当与测量平台完全接触时，此时表的刻度超过90度。3. 将试样放在表头与平台之间，压下手柄，试样缓慢地受到1Kg力的负荷时立即读数；六、实验数据的记录和计算1.橡胶拉伸强度的测定 定伸强度 扯断永久变形的选择1型250.5mm,2型200.5mm,3型100.5mm，4型100.5mm.配方一：编号厚度b/mm平均厚度/mm宽度W/mm平均宽度/mm拉断时的标距/mm拉伸300%时的力值F/N拉伸至扯断过程中出现的最大值F/N拉断后放置3min对起来的标距/mm123编号拉伸强度/MPa定伸强度/MPa扯断伸长率（%）扯断永久变形（%）123平均配方二：编号厚度b/mm平均厚度/mm宽度W/mm平均宽度/mm拉断时的标距/mm拉伸300%时的力值F/N拉伸至扯断过程中出现的最大值F/N拉断后放置3min对起来的标距/mm123编号拉伸强度/MPa定伸强度/MPa扯断伸长率（%）扯断永久变形（%）123平均配方三：编号厚度b/mm平均厚度/mm宽度W/mm平均宽度/mm拉断时的标距/mm拉伸300%时的力值F/N拉伸至扯断过程中出现的最大值F/N拉断后放置3min对起来的标距/mm123编号拉伸强度/MPa定伸强度/MPa扯断伸长率（%）扯断永久变形（%）123平均配方四：编号厚度b/mm平均厚度/mm宽度W/mm平均宽度/mm拉断时的标距/mm拉伸300%时的力值F/N拉伸至扯断过程中出现的最大值F/N拉断后放置3min对起来的标距/mm123编号拉伸强度/MPa定伸强度/MPa扯断伸长率（%）扯断永久变形（%）123平均配方五：编号厚度b/mm平均厚度/mm宽度W/mm平均宽度/mm拉断时的标距/mm拉伸300%时的力值F/N拉伸至扯断过程中出现的最大值F/N拉断后放置3min对起来的标距/mm123编号拉伸强度/MPa定伸强度/MPa扯断伸长率（%）扯断永久变形（%）123平均2.橡胶撕裂强度的测定：配方一：编号123试样厚度d/mm平均厚度d/mm破坏时负荷F/N撕裂强度KN/m配方二：编号123试样厚度d/mm平均厚度d/mm破坏时负荷F/N撕裂强度KN/m配方三：编号123试样厚度d/mm平均厚度d/mm破坏时负荷F/N撕裂强度KN/m配方四：编号123试样厚度d/mm平均厚度d/mm破坏时负荷F/N撕裂强度KN/m配方五：编号123试样厚度d/mm平均厚度d/mm破坏时负荷F/N撕裂强度KN/m3.橡胶硬度的测定五组试样分别只测三次配方编号1处硬度2处硬度3处硬度平均硬度12345