第一组方案配方设计.doc

配方设计方案选择课题：子午胎胎面较配方设计胎面胶性能要求：（1）极好的耐磨性以提高翻新轮胎的使用寿命。 （2）良好的行驶性能可适应各种路面及车辆和轮胎使用条件的需要，不致发生早期损坏。 （3）低的滚动阻力（可节省油耗，降低行驶轮胎的温度，提高轮胎的使用安全性）。 （4）使用的原材料应符合环保要求；不会对接触人员造成损伤及对环境造成污染。 （5）预硫化胎面应具有良好的耐老化性、黏合性能，以防止翻新轮胎使用到晚期胎面老化而与胎体开脱。 （6）为了防上预硫化胎面在使用过程中崩花掉块，胶料的耐屈挠性能也是人们关注的指标。一、选择配方原材料质量产地烟片胶3号顺丁胶 6040青岛利昌达橡塑公司青岛利昌达橡塑公司硫磺2.6连云港诚实有限公司促进剂NS0.8万新实业有限公司氧化锌5.0万新实业有限公司硬脂酸4.0济南佰金翰商贸公司防老剂A1华兴宿迁化学有限公司防老剂40101华兴宿迁化学有限公司石蜡1江苏华彬国际贸易公司HF炭黑55济南佰金翰商贸公司机油2万新实业有限公司合计172.4二、配方设计要点1、胶种的选择：烟片胶 34 Kg/元（产地：青岛利昌达橡塑有限公司）、顺丁胶28.5 Kg/元（青岛青岛利昌达橡塑有限公司）前者对橡胶具有防腐和防老化的作用，综合性能好保存期长。后者其弹性最好滞后损失小，动态生热低有极好的耐寒性，是通用橡胶中耐低温性能最好的。2.硫化体系：硫磺 2.2 Kg/元（连云港诚实有限公司）2.6份 为普通硫化体系产生70以上的多硫交连键大大提高耐磨性和抗疲劳龟裂性。促进剂NS（华兴宿迁化学有限公司） 为次磺酰胺类有非常好的硫化特性硫化平坦性好，硫化度较高，交联网构的均匀性好，物理力学性能高3.填充补强体系：HF炭黑（济南佰金翰商贸有限公司） 其补强性和耐磨性最高作用：提高橡胶的力学性能，改善胶料的加工工艺性能，降低成本。4.软化增塑体系：石蜡 11.2 Kg/元 （江苏华彬国际贸易有限公司,） 机油（万新实业有限公司） 降低混炼胶的黏度，改善防护体系加工性能，降低制品硬度5.防护体系：防老剂A 20.7 Kg/元（华兴宿迁化学有限公司） 防老剂401029.3（华兴宿迁化学有限公司）延缓橡胶老化，延长制品的寿命。三、生胶的塑炼工艺规程 1、生胶塑炼前的准备 1.1、烘胶工艺规程1.1.1生胶进入烘房之前，须先认真检查外观质量，并去除表面沙子、木屑等杂物，发现外观质量不符合要求者，按不合格材料处理，然后需按照试验法规定取样化验，合格后，才能送入烘房。 1.1.2进入烘房的生胶，严格按等级堆放，按先后顺序使用。 1.1.3烘房温度：50-60。烘胶时间，烟片胶：冬季48-72小时，夏季24-48小时；标准胶：冬季24-48小时，夏季8-24小时。 1.2、切胶工艺规程1.2.1 使用设备：立式单刀切胶机 1.2.2切胶胶块不大于10Kg，切成长条或三角形。1.2.3切胶时严格检查，发现有严重发臭、发霉、烟熏不足和内外质量有误差以及水分、杂质不符合标准者剔出另行处理。1.2.4切胶应按先后顺序进行切胶，并且分清胶号，按各部件规定的生胶等级分别使用。1.2.5胶块使用前必须保持表面清洁。1.2.6合成胶必须剥除外包装纸和杂物，按计划切胶并按规定品种准确称量。2、塑炼工艺 2.1 设备型号：16寸开放式炼胶机 2.2 容 量：16寸开炼机40Kg/车 2.3 辊 距： 0.5-1.0mm 2.4 辊 温： 前辊：555 ，后辊：505 2.5 薄通次数： 标准胶（顺丁胶） 6-7遍，烟片胶 5-6遍。 2.6 可塑度标准：一段塑炼 0.320.03 二段塑炼0.420.03 2.7 塑炼胶停放时间4小时2.8 操作要点： 切好的生胶靠开炼机大牙轮一边垂直放入两辊筒间。 生胶在0.5-1.0mm的辊距下薄通，并落入料盘。 待薄通胶片全部落入料盘后，将料盘中的胶料翻入开炼机两衮筒间，再进行薄通。 反复操作直至达到工艺规定的薄通遍数。 将胶料全部拉入料盘，调节辊距5-6mm。 推上料盘中的胶料，打卷。 胶卷的重量应不大于10Kg。 将胶卷水平摆放在专用胶架上，严禁落地。注意：亦可采用打三角包的方法，采用此方法时、应省略。四、混炼工艺规程1、开炼机混炼工艺规程 2、开炼机混炼 2.1 设备型号： 16寸开放式炼胶机 2.2 辊 距： 3-4mm 2.3 辊 温： 前辊：555 ，后辊：455 2.4 容 量： 2.5 胶片下片厚度： 6-7mm 2.6 胶片冷却温度：45 2.7 胶料存放时间 4-72小时 2、8操作要点：天然胶相对比较简单，工艺性能好，又是自补强性橡胶，按照一般的混炼顺序就可以了。 生胶塑炼，防老剂A，防老剂4010NA、促进较慢的促进剂，一般增塑剂和炭黑交替加（硬脂酸、石蜡一类的一般也这时候加），最后加超速促进剂和硫磺。最后加入顺丁胶，因为顺丁胶的溶解度大于天然橡胶的溶解度。1、从开炼机混炼出的胶料放入专用开炼机。2、 胶料推上开炼机两辊筒间，辊筒间距6-7mm，压成胶片，落盘，并冷却。 3、胶片温度冷却到60以下，将胶片推上开炼机，包辊。4、两边割余胶，将余胶放入料盘内。5 、缓慢、均匀加入促进剂。6、待促进剂吃入后，放入余胶并通刀一次，打两个三角包，包辊。7、两边割取余胶，将余胶放入料盘。8、缓慢、均匀加入硫磺，待硫磺吃尽后，放入余胶、清扫料盘，并加入胶料中，使之吃尽。9、通刀一次，使胶料全部通过辊筒间隙。10 打两个三角包，然后胶料包辊。11、通刀一次，使胶料全部落入料盘。12、将辊距调至0.5-1.0mm，推上胶料，进行薄通两遍。13、将辊距调至5-6mm，使胶料包辊。14、通刀一次，打两个三角包。15、胶料包辊，除气泡，下片。16、将胶片放入胶料冷却箱中，使之完全浸泡。17、提取胶片并悬挂吹干，冷却。18、待胶料温度达到工艺要求温度（45），表面完全干燥后，放置于胶料存放架上。 19 胶料混炼完毕应存放4小时以后方可投入生产,并按先后顺序使用.五 硫化特性的确定 1硫化曲线设备： 无转子硫化仪操作步骤： 1 用剪刀剪大约4克的胶料，用玻璃纸包好2打开主机电源检查设备仪器，整理设备仪器、环境准备，相关工作。3 开机进行相关参数设定（温度150度，时间10分钟，压力4.6Mpa）。4将模腔加热到试验温度150度打开模腔将式样放入然后在5秒内合模等待实验结束后记录数据2门尼粘度 设备 ： 门尼粘度试验机温度 ： 100度转子直径：时间： 预热一分钟转动四分钟 门尼值 ： 17.1六 胎面胶硫化工艺（一）耐曲挠试片的硫化步骤1、将曲挠的模具放进平板硫化机內进行预热5分钟2、用剪刀剪去约30克长条状的试片3个3、将准备好的试片放入模具中将模具放入平板硫化机中设好温度150度时间600秒之后启动4、待时间结束后取出模具用剪刀将试片的边角料除去待用硬度耐老化撕裂 步骤与曲挠大致相同只是模具不同，模具选用做硬度拉伸的模具（二）胎面硫化温度 一般以天然橡胶及顺丁橡胶制的预硫化胎面，其硫化温度最好在150以下，这是因为高温硫化多硫键断裂，交联密度低，使胎面胶的物理机械性能较低，同时易发生硫化返原现象，质量难以控制，且在装模时易产生焦烧或因流动性下降而不得不掺用抗返原剂及抗焦烧剂。 （三）胎面胶硫化深度 预硫化胎面硫化的浓度很重要，胎面硫化时厚制品用流变仪测得的t90或用试片测得的正硫化点均需加以调整，以防胎面中间层次欠硫。因欠硫的胎面耐磨性急剧下降，反之，稍过硫对耐磨性的影响很小。因此预硫化胎面的硫化深度应保证胎面中部达到正硫化点，翻新两次硫化时因硫化温度低对胎面的性能影响不大。 （四）胎面胶的硫化压力 胎面胶硫化的压力对胎面胶的物理机械性能是有一定的影响的，特别是对胶的耐磨性及抗刺扎性。将硫化压力为5.0-7.0Mpa的环形及条形预硫化胎面翻新胎，与硫化压力为1.5Mpa的模型法翻新的轮胎大规模地进行里程对比试验（胎面配方相同）。结果是提高预硫化胎面的硫化压力可提高胎面的耐磨性，硫化压力为5.0Mpa的预硫化胎面翻新胎比模型法翻新的轮胎里程提高7.7%。七、物性测试1、拉伸强度 （ 哑铃型裁刀） 电子拉力机 18.9-20.0Mpa2、硬度 度邵氏A型硬度计 12.4-12.8Mpa3、耐曲挠4、耐老化5、耐磨耗性 磨耗试验机 0.116、撕裂强度 （ 直角形裁刀） 电子拉力机7、定伸应力 12.4-12.8Mpa8、 耐磨性 七万公里以上9、耐疲劳性八、胎面胶老化前后性能对比 老化前式样编号项目最大拉伸强度300%定伸应力最大伸长率撕裂强度硬度112.3413.02326.634.1770214.8912.1840034.9871315.0713.31348.835.9072结果（取中值）14.8913.02348.834.9871老化后试样编号项目最大拉伸强度300%定伸应力最大伸长率撕裂强度硬度114.85023023.478214.240225.020.2278312.320256.628.9279结果（取中值）14.24023023.478耐屈挠 经过屈挠10000次后对比屈挠前后试样表面是否出现针眼一样大小的孔径以及孔径的大小和多少可以发现：屈挠后的式样的表面的孔径很少并且直径也很小说明胎面交的耐屈挠性很好配方和工艺设计比较合理不需要再进行调整九、数据分析 经过对比试样老化前后的各项物理机械性能发现：1、最大拉伸强度下降了0.65MP降幅不大。说明配方中所使用的填料HF炭黑的用量适当，大大提高了胎面胶的拉伸强度2、在定伸应力方面老化后都降到了0说明伸长率没有达到300%所以定伸应力为0 3、在撕裂强度方面下降了11.58MP降幅显著。（1） 选用结晶性橡胶NR结晶性橡胶不仅有较高的拉伸强度，而且在撕裂过程中能在裂口处生成微晶结构，起着阻碍裂口扩大的作用，所以显示出较高的撕裂强度。一般说来合成橡胶的撕裂强度比NR差，。几种橡胶的抗撕裂性强弱顺序是：NRCRSBRNBR。（2） 选用活性填料活性填料，尤其是粒子细，活性大的炭黑，白炭黑等，能显著地提高撕裂强度。但填料用量不宜超出最宜用用量范围，否则会使撕裂强度下降。各向同性的细粒子炭黑、表面经处理的碳酸钙、立德粉、氧化锌可提高抗撕裂性。炭黑用量一般在50-60PHR时可得到最高撕裂强度。（3）选用适宜的增塑剂适当加入增塑剂（软化油）有助于提高撕裂强度，其中以古马隆树脂、石油树脂和酚醛树脂的效果较好。（4）交联密度不宜过高适当选用硫化体系，使交联密度不要过高，以使硫化胶保持良好的弹性和扯断伸长率，这也有助于提高撕裂强度。促进剂种类对撕裂强度也有影响，使用促进硫化效果慢、硫化平坦性好的促进剂可赋予硫化胶好的抗撕裂性，如醛胺类促进剂、促进剂MBTS和CBS等。促进剂用量不能过量，最好是欠一点4 在硬度方面老化后硬度明显增加胶料硬度调整方法（1） 用填料量调整以胶料中填料增减来调整硬度。高硬度的胶料其含胶率相对地低，高填料的未硫化胶不但胶料的自粘性差，操作困难且硫化胶的滞后性大，不能满足使用要求。（2） 用硫磺量调整根据胶料中硫磺的多少调整硬度。胶料的硬度随着硫磺含量的增加而提高，此法在生产中易于掌握，含胶量较稳定，胶料的粘性好，便于操作，成品又能具有适宜的弹性。其缺点是耐热性差。（3） 用增塑剂量调整在低于60度（邵尔A）硬度的胶料中，由于硫磺含量已属很低，要求具有更低的硬度则上述两种方法已不起作用，则可采用增减胶料中增塑剂的用量来获得所需要的低硬度。原材料质量烟片胶3号顺丁胶 7030硫磺2.6促进剂NS0.8氧化锌5.0硬脂酸4.0防老剂A1防老剂40101石蜡1HF炭黑55机油2合计172.4十、调整后的配方一、胎面胶的质量标准是什么？ （1）压出胎面胶断面尺寸应符合施工标准。因为施工标准是根据成品的设计要求确定的，如达不到要求，将影响产品质量和原材料消耗定额等。 （2）胎面胶表面应平整、无疤痕、无裂缝、无气泡、无水湿、无杂质、无焦烧和喷霜等现象。否则表面容易黏附杂物，灰尘。同时在硫化过程中，将影响胶料的流动性，产生外观缺陷，如气泡、水湿，降低了胎面胶与旧胎体的附着力，甚至胎面串空、脱层。 （3）胎肩两侧对称，不得有凹凸不平，不得有断边等缺陷。 （4）存放时间不小于4h，不大于60h，先压出先用。胎面胶优劣的判断要点： 1、看胎面胶的光泽度：色泽黝黑鲜亮，用圆珠笔尖轻压花纹块突然放开能慢慢弹得起来，恢复原状。2、看胎面的横截面：细密光泽柔和，无小颗粒状。 3、看胎面花纹：花纹棱角清晰无圆角，花纹沟底无裂口。 4、看胎面地面：无裂口、无气泡。 5、胎面硬度不低于60度（邵氏硬度）。（五）胎面胶如何存放？ 压出胎面胶经冷却打毛，裁断后存放于活页车或架子上，再运到胎面存放室。室内应具有一定的采光、通风 、空气流通、防风沙和灰尘装置。室内应保持一定的温度，冬季25以上，夏季25以下，这对丁苯橡胶含量高的胎面胶尤其重要，这是由于丁苯橡胶收缩率大。十一、实验结果与讨论：在对老化前后性能对比之后，我们对配方进行了全面的调整从总体上克服了胎