橡膠配方設(shè)計與性能的關(guān)系

1、第二節(jié)橡膠配方設(shè)計與性能的關(guān)系一、橡膠配方設(shè)計與硫化橡膠物理性能的關(guān)系（一）拉伸強度拉伸強度表征硫化橡膠能夠抵抗拉伸破壞的極限能力。雖然絕大多數(shù)橡膠制品在使用條件下，不會發(fā)生比原來長度大幾倍的形變，但許多橡膠制品的實際使用壽命與拉伸強度有較好的相關(guān)性。研究高聚物斷裂強度的結(jié)果表明，大分子的主價健、分子間的作用力（次價?。┮约按蠓肿渔湹娜嵝?、松弛過程等是決定高聚物拉伸強度的內(nèi)在因素。下面從各個配合體系來討論提高拉伸強度的方法。1橡膠結(jié)構(gòu)與

2、拉伸強度的關(guān)系相對分子質(zhì)量為（3.0~3.5）105的生膠，對保證較高的拉伸強度有利。主鏈上有極性取代基時，會使分子間的作用力增加，拉伸強度也隨之提高。例如丁腈橡膠隨丙烯腈含量增加，拉伸強度隨之增大。隨結(jié)晶度提高，分子排列會更加緊密有序，使孔隙和微觀缺陷減少，分子間作用力增強，大分子鏈段運動較為困難，從而使拉伸強度提高。橡膠分子鏈取向后，與分子鏈平行方向的拉伸強度增加。2硫化體系與拉伸強度的關(guān)系欲獲得較高的拉伸強度必須使交聯(lián)密度適度，即

3、交聯(lián)劑的用量要適宜。交聯(lián)鍵類型與硫化橡膠拉伸強度的關(guān)系，按下列順序遞減：離子鍵＞多硫鍵＞雙硫鍵＞單硫鍵＞碳碳鍵。拉伸強度隨交聯(lián)鍵鍵能增加而減小，因為鍵能較小的弱鍵，在應(yīng)力狀態(tài)下能起到釋放應(yīng)力的作用，減輕應(yīng)力集中的程度，使交聯(lián)網(wǎng)鏈能均勻地承受較大的應(yīng)力。3補強填充體系與拉伸強度的關(guān)系補強劑的最佳用量與補強劑的性質(zhì)、膠種以及配方中的其他組分有關(guān)：例如炭黑的粒徑越小，表面活性越大，達到最大拉伸強度時的用量趨于減少；軟質(zhì)橡膠的炭黑用量在40~6

4、0份時，硫化膠的拉伸強度較好。4增塑體系與拉伸強度的關(guān)系總地來說，軟化劑用量超過5份時，就會使硫化膠的拉伸強度降低。對非極性的不飽和橡膠（如NR、IR、SBR、BR），芳烴油對其硫化膠的拉伸強度影響較??；石蠟油對它則有不良的影響；環(huán)烷油的影響介于兩者之間。對不飽和度很低的非極性橡膠如EPDM、IIR，最好使用不飽和度低的石蠟油和環(huán)烷油。對極性不飽和橡膠（如NBR，CR），最好采用酯類和芳烴油軟化劑。為提高硫化膠的拉伸強度，選用古馬隆樹脂

5、、苯乙烯茚樹脂、高分子低聚物以及高黏度的撕裂是由于硫化膠中的裂紋或裂口受力時迅速擴展、開裂而導(dǎo)致的破壞現(xiàn)象。撕裂強度是試樣被撕裂時單位厚度所承受的負荷。撕裂強度與拉伸強度之間沒有直接的關(guān)系，也就是說拉伸強度高的硫化膠其撕裂強度不一定也高。1橡膠分子結(jié)構(gòu)與撕裂強度的關(guān)系隨分子量增加，分子間的作用力增大，撕裂強度增大；但是當分子量增大到一定程度時，其撕裂強度逐漸趨勢于平衡。結(jié)晶型橡膠在常溫下的撕裂強度比非結(jié)晶型橡膠高。常溫下NR和CR的撕裂

6、強度較高，這是因為結(jié)晶型橡膠撕裂時產(chǎn)生的誘導(dǎo)結(jié)晶，使應(yīng)變能力大為提高。但是高溫下除NR外，撕裂強度均明顯降低。而填充炭黑后的硫化膠撕裂強度均明顯提高。2硫化體系與撕裂強度的關(guān)系撕裂強度隨交聯(lián)密度增大而增大，但達到最大值后，交聯(lián)密度再增加，撕裂強度則急劇下降。3填充體系與撕裂強度的關(guān)系隨炭黑粒徑減小，撕裂強度增加。在粒徑相同的情況下，結(jié)構(gòu)度低的炭黑對撕裂強度有利。使用各向同性的填料，如炭黑、白炭黑、白艷華、立德粉和氧化鋅等，可獲得較高的撕

7、裂強度；而使用各向異性的填料，如陶土、碳酸鎂等則不能得到高撕裂強度。某些改性的無機填料，如用羧化聚丁二烯（CPB）改性的碳酸鈣、氫氧化鋁，可提高SBR硫化膠的撕裂強度。4增塑體系對撕裂強度的影響5一般添加軟化劑會使硫化膠的撕裂強度降低。尤其是石蠟油對SBR硫化膠的撕裂強度極為不利，而芳烴油則可使SBR硫化膠具有較高的撕裂強度，隨芳烴油用量增加。（四）耐磨耗性耐磨耗性表征硫化膠抵抗摩擦力作用下因表面磨損而使材料損耗的能力。它是個與橡膠制品