耐热胶管内层胶料的配方设计

1、常州工程职业技术学院课程名称：橡胶配方与设计 项目名称：耐热胶管内层胶料的配方设计系 部：材料工程技术系班 级：高材1211（橡胶）姓 名： 刘峰学 号：2012110723项目 耐热胶管内层胶料的配方设计情境描述：某胶管厂计划生产输送蒸汽胶管，根据市场调研和用户要求，胶管内层胶料配方需要设计。各项目组根据要求设计蒸汽胶管的耐热内层胶料配方，以便使产品顺利投产，满足用户。任务一 耐热胶管内层胶料使用条件分析任务二 耐热胶管内层胶料性能指标和检测项目确定任务三 耐热胶管内层胶料的配合剂选择任务四 耐热胶管内层胶料的配方设计实践任务五 实训报告撰写任务六 实训报告总结交流评价任务一耐热胶管内层胶料

2、使用条件分析胶管主要指输送空气或其他惰性气体以及输送水或其他中性液体的，由内、外胶层、骨架层加工制成的中空管状制品。胶管各部件的胶料主要包括内层胶、擦布胶、填充胶（中间胶）和外层胶等。耐热胶管输送介质的温度较高，因此要求内层胶具有良好的耐热性。胶管的内层胶是输送介质的第一工作面，也是使用条件最苛刻的部位，要求如下：1.具有良好的耐热性2.具有耐化学、热空气老化性3.具有较强气密性4.具有耐热分解性5.具有弹性柔软性6.具有加工性7具有一定机械性能任务二耐热胶管内层胶料性能指标和检测项目确定表1 普通蒸汽胶管物理机械性能指标性能项目内层胶外层胶拉伸强度mpa56伸长率%250300热空气老化（7

3、072h）拉伸强度变化率%-2525伸长率变化率%-1030本项目设计的高压蒸汽胶管的内层胶性能指标见下表表2 高压蒸汽胶管物理机械性能指标性能项目内层胶拉伸强度mpa12300%定伸应力mpa99.5拉断伸长率%450热空气老化（1777d）拉伸强度变化率%-22.5伸长率变化率%-3040硬度变化-2度任务三耐热胶管内层胶料的配合剂选择生胶的选择硅橡胶+丁基橡胶+天然橡胶主胶料选用硅橡胶，硅橡胶制品具有耐高温、耐寒、耐候性、电绝缘性和弹性等多项优异性能。它使用温度范围宽广、压缩永久变形小。丁基橡胶的选用，丁基橡胶具有低气透性，作为内层胶料气密性好，同时是高滞后性，耐热、耐候、耐臭氧性优。天

4、然橡胶的选用，天然橡胶用量最少，它各项性能优越，自补强很大，经炭黑补强，其机械性能好，还可以提高硫化胶定伸应力。硫化体系的选择硫化体系选择热硫化，用过氧化物活化体系硫化可获得很好的耐热性能，采用硫化剂bp硫化。补强填充体系的选择补强使用白炭黑25-60份，加入无机填料如碳酸钙、陶土也可提高胶料的流动性，一般在30-90份并且可降低产品成本。软化增塑体系的选择软化剂用于降低橡胶粘度，采用链烷烃油10份左右用作软化。防老剂的选择橡胶的热老化是由自由基引起的一种氧化老化，胺类或酚类自由基阻止剂对防止这种老化效果较好。对于要求高度耐热性的制品，可选择二苯胺类防老剂和tmdq等耐热防老剂。此外，将这些自

5、由基阻止剂与防老剂mbi等过氧化物分解剂并用，可得到更加优异的耐热性。任务四耐热胶管内层胶料的配方设计实践表2 耐热胶管内层胶料的配方拟定原材料组分质量份用途硅橡胶50生胶体系iir30生胶体系nr20生胶体系防老剂tmdq0.6防护体系防老剂mbi1防护体系防老剂rd2防护体系石蜡油10软化增塑体系白炭黑50补强填充体系碳酸钙30补强填充体系陶土30补强填充体系促进剂tmtd0.2硫化体系硫化剂5硫化体系表3 橡胶密度计算原材料名称基本配方(mi)密度i(g/cm3)vi(mi/i)硅橡胶5051.02iir300.9232.61nr200.9121.98防老剂tmtq0.61.040.59

6、防老剂mbi11.400.71防老剂rd21.081.85石蜡油100.7513.33白炭黑502.3221.55碳酸钙302.0015.00陶土302.5012.00促进剂tmtd0.21.290.16硫化剂bp50.875.75表4 配方成本计算序号原材料名称配比（mi)单价（pi）（元/kg）mi pi密度（i）vi(mi/i)1硅橡胶5018.3490.9851.022iir3019.527.60.9232.613nr2015.618.20.9121.984防老剂tmtq0.635.00.6241.040.595防老剂mbi128.01.41.400.716防老剂rd213.02.16

7、1.081.857石蜡油109.47.50.7513.338白炭黑504.21162.3221.559碳酸钙3010602.0015.0010陶土300.25752.5012.0011促进剂tmtd0.214.80.2581.290.1612硫化剂bp5504.350.875.7513总和228.8-176.55胶料密度为：1.30g/ml单位质量胶料成本为：12.0元/kg单位体积胶料成本为：15.58元/l表5 拟定配方的成本计算序号原材料名称配比（mi)单价（pi）（元/kg）mi pi密度（i）vi(mi/i)1硅橡胶5018.30.9851.022iir3019.50.9232.61

8、3nr2015.60.9121.984防老剂tmtq0.635.01.040.595防老剂mbi128.01.400.716防老剂rd213.01.081.857石蜡油109.40.7513.338白炭黑504.22.3221.559碳酸钙30102.015.0010陶土300.252.512.0011促进剂tmtd0.214.81.290.1612硫化剂bp5500.875.7513总和228.8-176.5511配方含胶率43.70%12胶料密度1.30g/ml13单位质量胶料成本12.0元/kg14单位体积胶料成本15.58元/l耐热胶管内层胶料制备配合剂的混料和混炼方法同项目一，参照项

9、目一中的配料混炼法制备出混炼胶片，停放，等待硫化，和性能测试门尼粘度的测试及门尼粘度对橡胶的影响橡胶的门尼粘度主要影响加工性能。门尼粘度高，一般情况下拉伸强度就高，胶料的流动性差.门尼粘度高胶料不易混炼均匀及挤出加工，其分子量高、分布范围宽。门尼粘度低胶料易粘辊，其分子量低、分布范围窄。门尼粘度过低则硫化后制品抗拉强度低。热氧老化性能测试试验步骤常压热老化试验即塑料热空气老化试验，该测试采用gbt7141-2008标准方法进行。热空气老化试验通常在烘箱中进行，箱内保持给定风速和温度，由于热和氧的共同作用，塑料材料发生热分解或热氧化，引起外观变化和一系列性能的劣化。修改优化配方根据配方设计原则，

10、要求设计的配方要满足性能、成本和工艺可行性的综合平衡，根据上表中对测试数据和性能指标的分析，利用配合体系与关系原理，调整原材料的用量和种类，以便达到性能指标的要求；同时还要考虑胶料成本，尽可能采用价格低廉的原材料。可以采用一些旧材料填充胶料，以达到降低成本的目的。设计一种废短纤维（品种，密度和价格自己网上查询），核算配方原料成本降低多少（百分之多少）？橡胶工业中常用的纺织纤维有哪些？各有何特点1.天然纤维：如棉、麻羊毛、蚕丝、石棉纤维等。特点：湿强力较高，延伸率低，与橡胶粘着性能好，但耐高温性能差。2.化学纤维：如黏胶纤维、醋酸纤维、棉纶、涤纶、维纶、丙纶、腈纶等。特点：具有强度高，密度小，弹性大，吸湿率低，耐磨性和化学稳点性高，不霉蛀等特殊性能。3.玻璃纤维。特点：具有耐高温、耐腐蚀、抗结露、尺寸稳定、粉尘玻璃性好等优点，是处理含湿量高、温度高、有腐蚀性化学成分烟尘的理想滤料。棉纱和化学纤维的纤度如何表示？怎样换算？用一定长度纤维的重量来表示，纤维愈细,纤度愈小。 特克斯10= 分特 -（ tex 10= dtex ） 旦尼尔0.111= 特克