1、高分子材料與工程專業(yè)實驗橡膠配方設(shè)計綜合實驗實驗報告班級：08030342班組別：第六組1 / 8橡膠配方設(shè)計綜合實驗一、實驗?zāi)康?、加深對丁腈橡膠的配方、各組分的作用原理及加工方法的認識。2、進一步領(lǐng)會橡膠的塑煉、混煉的意義和原理。3、進一步了解橡膠的硫化模壓成型的基本方法，掌握塑煉混煉、壓制硫化設(shè)備的操作方法及安全措施。4、掌握炭黑的含量對橡膠力學(xué)性能的影響規(guī)律。5、掌握數(shù)據(jù)處理和分析的方法。二、實驗原理丁腈橡膠制品的生產(chǎn)，首先有一個配料的問題，即在丁腈橡膠 （生膠）中加入一定量的硫化劑、補強劑、增塑劑、防老劑等其他助劑，使之形成多組分體系。本實驗固定其他組分的含量，改變炭黑的用量，研究炭

2、黑的含量對橡膠力學(xué)性能的影響。在一定的溫度下， 首先塑煉丁腈橡膠，再將配好的實驗原理進行混煉使各種助劑實現(xiàn)良好的分散，通過輥壓成片，剪成一定形狀的膠料，放入試樣模具中，經(jīng)過硫化成型成為所需的試樣。通過不同規(guī)格的裁刀，沖裁成性能測試的樣品。然后測試橡膠的拉伸強度、 撕裂強度和硬度。 找出炭黑含量對橡膠力學(xué)性能的影響規(guī)律。三、實驗所用原料及儀器、設(shè)備1、實驗用的原材料及參考配方原料名稱簡稱型號規(guī)格質(zhì)量分數(shù)丁腈橡膠NR2# 4#100鄰苯二甲酸二辛酯DOP工業(yè)品4 6硫磺S工業(yè)品1 3四甲基秋蘭姆二硫化物TMTD工業(yè)品0.3 0.7氧化鋅ZnO工業(yè)品3 7硬脂酸SA工業(yè)品0.8 1.2高耐磨炭黑HA

3、F工業(yè)品5 30N-芳基 -N- 烷基對苯二胺4010NA工業(yè)品1 32、實驗用儀器及設(shè)備（1）開放式煉塑機（SK-160B）輥筒工作直徑 =160mm，輥筒工作長度 =320mm，前輥轉(zhuǎn)速 =24.0r.p.m, 后輥轉(zhuǎn)速 =17.8r.p.m, 最大輥間距 =4.5mm，最小壓片厚度 =0.2mm。一次加料量 =100 200g ，輥筒最高加熱溫度 200（ 2）平板硫化機（ XKLB-25D）額定表壓 =145kg/cm 2，油缸活塞直徑D=160mm，電熱板面積 =360*360mm，模板最大加熱溫度 200。（ 3）密煉機混煉設(shè)備 (HL-200 型 )（ 4）橡膠硬度計（ 5）萬能

4、拉伸測試儀四、實驗工藝條件的預(yù)定1、材料配方的確定2 / 8一原料名稱簡稱成分質(zhì)量 /g丁腈橡膠NR200鄰苯二甲酸二辛酯DOP10硫磺S4四甲基秋蘭姆二硫化物TMTD1氧化鋅ZnO10硬脂酸SA2高耐磨炭黑HAF10N-芳基 -N- 烷基對苯二胺4010NA4二原料名稱簡稱成分質(zhì)量 /g丁腈橡膠NR200鄰苯二甲酸二辛酯DOP10硫磺S4四甲基秋蘭姆二硫化物TMTD1氧化鋅ZnO10硬脂酸SA2高耐磨炭黑HAF20N-芳基 -N- 烷基對苯二胺4010NA4三原料名稱簡稱成分質(zhì)量 /g丁腈橡膠NR200鄰苯二甲酸二辛酯DOP10硫磺S4四甲基秋蘭姆二硫化物TMTD1氧化鋅ZnO10硬脂酸SA

5、2高耐磨炭黑HAF30N-芳基 -N- 烷基對苯二胺4010NA4四原料名稱簡稱成分質(zhì)量 /g丁腈橡膠NR200鄰苯二甲酸二辛酯DOP10硫磺S4四甲基秋蘭姆二硫化物TMTD1氧化鋅ZnO10硬脂酸SA2高耐磨炭黑HAF40N-芳基 -N- 烷基對苯二胺4010NA4五原料名稱簡稱成分質(zhì)量 /g丁腈橡膠NR2003 / 8鄰苯二甲酸二辛酯DOP10硫磺S4四甲基秋蘭姆二硫化物TMTD1氧化鋅ZnO10硬脂酸SA2高耐磨炭黑HAF50N-芳基 -N- 烷基對苯二胺4010NA42、塑煉工藝條件的確定塑煉溫度：80 。塑煉時間： 5min3、混煉工藝條件的確定加料順序：固體軟化劑（石蠟、硬脂酸）

6、、小藥（促進劑、活化劑、防老劑） 、補強劑（炭黑、碳酸鈣）液體軟化劑。混煉溫度：85 ?；鞜挄r間： 5min.4、硫化工藝條件的確定硫化溫度：150 。硫化時間： 6min。硫化壓力： 115kg/cm 2五、實驗內(nèi)容及操作步驟1、 按實驗配方稱取各組分物料，分別放在盛料容器中。2、 塑煉（ 1）據(jù)丁腈橡膠的性能確定塑煉的溫度一般為 60 80，打開加熱開關(guān)，使設(shè)備的密煉溫度達到預(yù)定值，恒溫 20min 。（2）開動主機，調(diào)整轉(zhuǎn)速達到40 80 轉(zhuǎn) / 分之間，加入丁腈橡膠，上頂栓上加5kg 砝碼。密煉時間5 分鐘，戴上手套，轉(zhuǎn)速調(diào)零，關(guān)閉主機。3、 混煉（ 1）打開密煉機，按順序加料，注意不

7、加硫磺，逐步加料的順序為固體軟化劑（石蠟、硬脂酸）、小藥（促進劑、活化劑、防老劑） 、補強劑（炭黑、碳酸鈣）液體軟化劑。（ 2）開動主機， 調(diào)整轉(zhuǎn)速達到 4080 轉(zhuǎn) / 分之間， 上頂栓上加 5kg 砝碼。混煉時間 5 分鐘，戴上手套，轉(zhuǎn)速調(diào)零，關(guān)閉主機。然后再打開密煉室，加入硫磺，開動主機，調(diào)整轉(zhuǎn)速為40 80 轉(zhuǎn) / 分之間，上頂栓加5kg 砝碼混煉時間1 分鐘，戴上手套，轉(zhuǎn)速調(diào)零，關(guān)閉主機，打開密煉室，取出混煉好的膠料，清洗密煉室。4、 檢查平板硫化機的液壓傳動系統(tǒng)和電熱板加熱是否正常，確認正常后，將試樣模具放在壓機中，保證加熱模板與成型模板剛和接觸，對模具預(yù)熱。待模板溫度達到預(yù)熱溫度

8、時，取出模具，清理模具內(nèi)部表面，有必要時，可以用少量與硫化膠不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的隔離劑，一般采用硅油或中性皂液等。將混煉后壓成的膠片切成與模腔尺寸相對應(yīng)的膠坯， 并標(biāo)出膠料的名稱， 編號和硫化條件及膠料壓延方向。膠坯的質(zhì)量可按以下方法計算：膠坯質(zhì)量（ g） =模腔容積（ cm3） * 膠料密度（ g/cm3） 將膠坯放入模腔，合好模具，放到壓機中，加壓至達到實驗擬定壓力時，硫化時間8 1分鐘。達到硫化時間后，下降壓機，取出模具，立即打開，取出硫化膠片。4 / 8將硫化好的硫化膠片放在沖片機上，按有關(guān)測試標(biāo)準，用裁刀沖裁試樣。5、 測試其拉伸強度、撕裂強度和硬度；6、 處理數(shù)據(jù)，以炭黑的含量為橫坐標(biāo)

9、，測試的性能指標(biāo)為縱坐標(biāo)作圖，找出規(guī)律并分析原因。六、橡膠拉伸強度、撕裂強度和硬度的測定（ 1）橡膠拉伸強度的測定1、插上電源，根據(jù)試樣的性質(zhì)選定適宜的負荷，加上所需的砣。2、調(diào)整拉力機的零點，讓指針與讀數(shù)盤的零點重合。3、根據(jù)試樣的型號，選擇下降速度。4、將啞鈴狀試樣均勻的置于上、下夾持器上，并用螺釘固定。5、開動實驗機，按下下降手柄，拉伸速率為200mm/min，拉伸試樣并跟蹤試樣的標(biāo)記，按實驗要求記錄下列各項：試樣拉伸到300%時的力值。試樣拉伸至扯斷過程中出現(xiàn)的最大值。試樣扯斷時的伸長率。拉伸強度的計算公式：TSFWb式中： TS 拉伸強度，MPa；F試樣拉伸至拉斷過程中出現(xiàn)的最大力值

10、，N；W試樣狹小平行部分長度，mm；b 式樣的厚度， mm。斷裂伸長率計算公式：100 Lb L0EbL0式中： Eb斷裂伸長率，%；Lb試樣斷裂時的標(biāo)距，mm；L0試樣原始標(biāo)距，mm。（ 2）橡膠撕裂強度的測定：1、檢查設(shè)備運轉(zhuǎn)情況及速度轉(zhuǎn)換是否正常可靠，裝好拉伸實驗?zāi)＞摺?、測量試樣厚度。3、調(diào)試試驗機的速度為所要求的速度，500mm/min。4、調(diào)整拉力實驗機的零點指針，使指針與表盤的零點重合。5、將試樣夾在試驗機的夾具上，使試樣的受力方向與撕裂方向垂直。6、開動試驗機，并記錄試樣破壞時的負荷。撕裂強度計算公式：TSFd式中： Ts撕裂強度，KN/m；F 撕裂時的力， N；d 試樣的厚度

11、， mm；（ 3）橡膠硬度的測定 :1、實驗前檢查試樣，如表面有雜質(zhì)須用紗布沾酒精擦凈。2、校正：自由狀態(tài)下應(yīng)為零度，當(dāng)與測量平臺完全接觸時，此時表的刻度為100 度。5 / 83、將試樣放在表頭與平臺之間，壓下手柄， 試樣緩慢地受到1Kg 力的負荷時立即讀數(shù)。4、試樣上的每一點只準測量一次硬度，測量點與點之間距離不小于10mm。七、實驗數(shù)據(jù)的記錄（ 1）橡膠拉伸強度的測定拉伸強度按以下公式計算：TSFWb斷裂伸長率：100 Lb L0EbL0編號配方1配方2配方3配方4拉伸至初始標(biāo)距斷裂時的平均厚拉伸最大標(biāo)距斷裂伸拉伸強度平均寬度試樣300%時的力值 /NL0 /mm長率 /%/MPa度/mm/mmLb /mm力 /N12345123451234512346 / 8512配