橡胶加工实验报告

1、四川化工职业技术学院橡胶加工工艺及技术实验报告 目录一、配方1二、所用橡胶、助剂物理性质1三、混炼胶加工工艺简述31、配合32、塑炼43、混炼44、硫化4四、性能测试（所用设备名称型号）41、橡胶可塑度测试42、橡胶硫化性能测试5五、总结与讨论5 一、 配方（见下表一）表一 混炼胶配方名称基本配方/质量份质量分数/%生产配方实际用量/gNR3014.6897.8SBR7034.25228.3S2.51.228.2促进剂DM1.50.734.9促进剂CZ0.50.241.6白炭黑4019.57130.5CaCO34019.57130.5Si-690.40.201.3白油125.8739.1颜料0

2、.50.241.6ZnO52.4516.3Hst20.986.5总计204.4100666.6注：生产胶料总质量666.7g（计算过程中出现误差）生胶和各种配合剂的质量百分数=生胶和各种配合剂的质量份数胶料总质量份数*100%生产配方=总质量的生产配方*生胶和各种配合剂的质量百分数含胶率=100生胶质量份数胶料总质量份数*100%经计算本实验中混炼胶的含胶率为48.9%二、所用橡胶、助剂物理性质1、NR（天然橡胶）：结构式片状固体，相对密度0.94，折射率1.522，弹性膜量24MPa，130140时软化，150160粘软，200时开始降解。在常温下具有较高的弹性，稍带塑性，具有非常好的机械强

3、度，滞后损失小，在多次变形时生热低，因此其耐屈挠性也很好，并且因为是非极性橡胶，所以电绝缘性能良好，但低温时结晶硬化。有较好的耐碱性，但不耐强酸。不溶于水、低级酮和醇类，在非极性溶剂如三氯甲烷、四氯化碳等中能溶胀。2、SBR（丁苯橡胶）：结构式白色疏松柱状固体，密度:1.04 g/mL （25 ），熔点:-59，耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶品种之一。3、S（硫黄）：浅黄色或黄色固体物质，硫黄分子由八个硫原子构成的八元环

4、（S8），有结晶和无定形两种形态。硫黄有特殊臭味，蒸汽压是013kPa；熔点为119；相对密度为2.0。硫黄不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳，是电和热的良好绝缘体。4、促DM（2、2-二硫代二苯并噻唑）：结构式浅黄色针状晶体，相对密度1.50，熔点180，室温下微溶于苯、二氯甲烷、四氯化碳、丙酮、乙醇、乙醚等，不溶于水、乙酸乙酯、汽油及碱。毒性很小，不需要特别保护。但呈粉尘时有爆炸危险，遇明火可燃烧。5、促CZ（N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺）：结构式灰白色粉末(颗粒) ，稍有气味，无毒。比重1.31-1.34，熔点98以上，易溶于苯、甲苯、氯仿、二硫化碳、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯，

5、不易溶于乙醇，不溶于水和稀酸、稀碱和汽油。6、白炭黑（SiO2）：白色无定形粉状物，质轻而松散，无毒，不溶于水及一般的酸，溶于氢氧化钠和氢氟酸，高温不分解，绝缘性好，有吸湿性。7、CaCO3：白色粉末，无臭、无味。露置空气中无变化，几乎不溶于水在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解，不溶于醇。密度：2.93，熔点：825，莫氏硬度：3.0。8、Si-69：略带乙醇气味的淡黄色透明液体，溶于乙醇、酮类、苯、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、氯化烃，不溶于水。含量（%）22.0，密度(20 )g/cm31.0890.005，折光率（n）1.48500.0005，粘度11.2cst。9、白油：液体，有溶剂气味

6、，不溶于水，易溶于苯、二硫化碳、醇。沸点/沸点范围：-50 ，自燃温度：370， 爆炸界限：-50，蒸气压：12毫pa/s，蒸气密度：相对密度(空气=1)3.5，相对密度(水=1)0.700.79。10、颜料：有机颜料色彩鲜明，着色力强；密度小，无毒性，但部分品种的耐光、耐热、耐溶剂和耐迁移性往往不如无机颜料。11、ZnO：白色粉末或六角晶系结晶体。无嗅无味，无砂性。受热变为黄色，冷却后重又变为白色加热至1800时升华。遮盖力是二氧化钛和硫化锌的一半。着色力是碱式碳酸铅的2倍。12、Hst：纯品为白色略带光泽的蜡状小片结晶体。不溶于水（20时，100毫升水中只溶解0.00029g），稍溶于冷乙

7、醇。溶于丙酮、苯、乙醚、氯仿、四氯化碳、二氧化硫、三氯甲烷、热乙醇、甲苯、醋酸戊酯等。密度：0.847 ；水溶性：0.1-1 g/100 mL （23）；相对密度(水=1)：0.87； 相对蒸气密度(空气=1)：9.8 ；饱和蒸气压(kPa)：0.13(173.7)；闪点：196 ；引燃温度：395；自燃点：4443。三、混炼胶加工工艺简述1、配合：将白炭黑与Si-69混合后干燥备用（注：j由于白炭黑太过于蓬松，加少许酒精；k之所以将两者混合，是因为Si-69作为桥键使界面相互作用力加强让白炭黑能更好的补强）。CF：本组成员分工：生胶处理（切胶、烘胶、破胶）：沈玉君、刘淋助剂处理：筛选：陈艳梅

8、 称量：张坤兰 混合：肖雨轩、陈梦瑶塑炼：晏刚、王文韬混炼：于海、肖雨轩、张义峰平板硫化：肖迪、晏刚后处理：全体成员记录及分析：陈梦瑶2、塑炼：辊距调到最小12mm，先塑炼NR，再塑炼SBR。（注：辊距越小，剪切力越大，所用的NR需要干燥，否则胶料中的含水量会影响制品的性能。）3、混炼：首先调节辊距45mm，再按以下步骤进行加料：混炼胶（2min）ZnO+ Hst（5min）促DM、颜料（5min）CaCO3+SiO3+白油（15min）加剩余的CaCO3、SiO3、白油（15min）冷却后加S、超促进剂促CZ（10min）将混炼胶分成两份，一份用于硫化，另一份用于性能测试。混炼过程的好坏以及

9、混炼时间的长短还会影响橡胶制品的最后性能。4、硫化：j预热平板硫化机，温度设置为160；k放胶料（趁热硫化），设置硫化时间12min，加压充模，排气泄压；l稍冷却取制品。四、性能测试（所用设备名称型号）1、橡胶可塑度测试j所用设备：双头快速切片机（型号：SP16-10）、橡胶可塑性试验机（型号：MZ-4014）k双头快速切片机制样试样制备（直径160.5mm，高100.25mm圆柱形）：先将胶料压出1314mm，若厚度不够，可用 23层薄胶片称热叠合，旋刀切直径，切刀切厚度。l操作步骤A、 调节恒温箱温度701并稳定1015min；B、 用精度为0.01mm的厚度计，在室温下测量试样（附着双层

10、玻璃纸）的原始厚度h0（注：先测双层玻璃纸厚度，测高时应减去玻璃纸厚度再进行计算）；C、 试样放在恒温箱底座上，在701下预热3min（注：可塑机需要调零）；D、 预热好的试样放于压板中间位置，轻轻放下负荷加压，同时预热第二个试样；E、 加压3min后立即读出负荷下的试样高度h1；F、 去掉负荷，取出试样室温下放3min，测量恢复后的高度h2。G、 据公式P=h0-h2h0+h1 多测几组算出平均值P=P1+P2+P33 即为该胶料的可塑度。m数据记录（见下表二）表二 可塑度测试数据组别原始高度h0压缩3min后的高度h1/mm恢复3min后的高度h2/mm可塑度P平均可塑度P19.664.3

11、45.580.2910.2629.694.475.370.30539.715.646.680.1842、橡胶硫化性能测试j所用设备：无转子硫化仪（型号：CL-2000E）k试验步骤：A、 试样制备：用专用设备裁出直径为30mm，厚约12mm的圆片；B、 开启电源开关，空气压力在0.40.6MPa;C、 接通电源，打开机台装配柜总电源；D、 启动计算机；E、 打开主机台上的电源键及温控开关；F、 打开硫化仪软件，进入操作界面，设定试验条件（硫化温度、硫化时间、角度、曲线类型）；G、 仪器自动加热至设定温度，恒定1015min；H、 将试样上下垫上玻璃纸，放入模腔，闭模测试；I、 到达设定时间，仪

12、器自动罩打开，取试样，打印硫化曲线。l试验结果（具体见附件）以T=155，t=9min;T=170，t=4min为例，得出以下结论：A、 转矩随着硫化时间增长而增加；B、 当温度升高，硫化速度增快，硫化时间缩短；C、 转矩达到最大值后基本保持不变。五、总结与讨论本次实验主要是让我们认识配方，并进行相关计算，掌握橡胶生产和橡胶相关性能测试，通过亲自动手参与得出结论，对橡胶加工工艺有更深的认识。了解到不同生胶和助剂在实验过程中的影响是不同的，譬如说：1、2组用同等质量份数的天然橡胶作为原料，但是助剂用量不同，因此可塑度和硫化性能的区别却相差甚远。3、4组用同等质量份数的混炼胶，但性能测试的差别还是

13、很大，因为4组多加了一种助剂SP1045（酚醛树脂），使得胶料在混炼时能更好发生交联，同时提高胶料的粘度和耐高温性能。本次实验主要从可塑度、硫化性能曲线以及平板硫化机上硫化的制品好坏来讨论。一、可塑度（如下表三）：表三 四组可塑度对比数据组别1234可塑度0.6340.7660.260.43经讨论：1 影响1、2组可塑度的因素是白油的用量，白油作为混炼过程中的操作油能避免胶料粘辊，进而使得生胶能更好吃粉。而1组则只是剩下少量沾杯壁的白油，2组则是将白油用尽，因此可塑度的差距不大；2 影响3、4组可塑度的因素则是白炭黑的用量，3组将白炭黑完全加完，使得最后的胶料强度更高，4组只用了白炭黑。3 四组的胶料经比较后发现第3组比其他三组的胶料更硬更干，出现的气泡更少，后经分析是由于其他三组均未将胶料干燥而且混炼时间不够。二、 硫化性能通过和第四组的硫化曲线相比较，我们第三组的焦烧时间、正硫化时间持续的更长，需要的扭矩更大，制品的强度更高，经分析，主要原因是由于混炼过程中加入的填料量较其他组多些，所以强度才更大。由于与其他两组所用胶料不同，所以即使焦烧时间更长，但是在使用助剂的用量上还是有很大的差别，比较的意义不太大