copy-橡膠配方設(shè)計復(fù)習總結(jié)

1、第一題第一題掌握NR，SBR，BR，NBR的分子結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。丁苯橡膠，高反式聚錫偶聯(lián)溶聚丁苯橡膠醇烯溶聚丁苯橡膠烷基鋰溶聚丁苯橡膠溶液聚合丁苯橡膠羧基丁苯橡膠液體丁苯橡膠高苯乙烯丁苯橡膠系列母煉膠低溫充油丁苯橡膠炭黑系列低溫充油丁苯橡膠系列膠低溫丁苯橡膠炭黑母煉系列低溫丁苯橡膠系列高溫丁苯橡膠乳液聚合丁苯橡膠丁苯橡膠-41-)(1800)(1700)(1600)(1500)(1000CH2CHCH2HCCH2CCHCH2HCH2xyCCHHCH2zCH2HCHCCH2CH2CHCH2CNCHCHCH2xyz第二題第二題2、炭黑和白炭黑增強橡膠的要素。3 3、定伸強度與填充體系的關(guān)系、

2、定伸強度與填充體系的關(guān)系l炭黑影響最大（三要素）：炭黑影響最大（三要素）：粒徑，表面活性，結(jié)構(gòu)性。應(yīng)選小粒徑，高結(jié)構(gòu)粒徑，表面活性，結(jié)構(gòu)性。應(yīng)選小粒徑，高結(jié)構(gòu)的炭黑，如的炭黑，如ISAFISAF，HAFHAF。l炭黑在橡膠中的分布炭黑在橡膠中的分布l特別是對并用膠來講，炭黑分布非常重要特別是對并用膠來講，炭黑分布非常重要要求分布合理，即非補強膠相要求分布合理，即非補強膠相中炭黑含量高些，自補強膠相中含量少些中炭黑含量高些，自補強膠相中含量少些2 2、填充體系與耐磨耗性間的關(guān)系、填充體系與耐磨耗性間的關(guān)系l補強劑的粒徑越小，越有利于提高耐磨性。補強劑的粒徑越小，越有利于提高耐磨性。l高結(jié)構(gòu)炭黑有

3、利于提高耐磨性，但要注意分散。高結(jié)構(gòu)炭黑有利于提高耐磨性，但要注意分散。l白炭黑具有優(yōu)異的耐磨性，但要加入偶聯(lián)劑處白炭黑具有優(yōu)異的耐磨性，但要加入偶聯(lián)劑處理。理。l油的加入量要少些，油的加入量要少些，5 57 7份。份。（1）聚合物組分粘度聚合物組分粘度（2）炭黑與聚合物親合性炭黑與聚合物親合性（3）共混方法）共混方法炭黑與橡膠的親合性炭黑與橡膠的親合性l炭黑一般較多地進入親合性較大的橡膠炭黑一般較多地進入親合性較大的橡膠l順丁橡膠順丁橡膠丁苯橡膠丁苯橡膠氯丁橡膠氯丁橡膠丁腈橡膠丁腈橡膠l天然橡膠天然橡膠三元乙丙橡膠三元乙丙橡膠丁基橡膠丁基橡膠 通式為通式為R-Si-XR-Si-X3 3（R

4、R為乙烯基、甲基丙烯基、為乙烯基、甲基丙烯基、胺基、硫醇基和環(huán)氧基等；胺基、硫醇基和環(huán)氧基等；X X為烷氧基）為烷氧基） 硫化時，硫化時，R R基團與橡膠大分子發(fā)生化學結(jié)合，基團與橡膠大分子發(fā)生化學結(jié)合，X X基團能與含有羥基的白炭黑粒子結(jié)合?；鶊F能與含有羥基的白炭黑粒子結(jié)合。：乙烯基、甲基丙烯基：過氧化物硫化體系。乙烯基、甲基丙烯基：過氧化物硫化體系。巰基（硫醇基）適用于硫磺硫化體系。巰基（硫醇基）適用于硫磺硫化體系。氨基和環(huán)氧基適用于氨基和環(huán)氧基適用于PURPUR，和采用樹脂硫化的體，和采用樹脂硫化的體系。系。第三題第三題3、理解復(fù)合材料中填料Payne效應(yīng)的現(xiàn)象和機理。第四題第四題4、掌

5、握交聯(lián)鍵類型的特點xCCCSCCSC S用量：用量：0.2-4份之間份之間促進劑用量：如促進劑用量：如TMTD（四甲基秋蘭姆類，（四甲基秋蘭姆類，TT），），0.1-0.3即可提高定伸強度。即可提高定伸強度。第五題第五題5、橡膠制品的定伸強度的定義。定伸強度與橡膠分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系以及定伸強度與硫化體系的關(guān)系。l抗張強度抗張強度是試樣扯斷時單位面積上所受負荷是試樣扯斷時單位面積上所受負荷的大?。旱拇笮。簂Pbh抗張強度抗張強度(MPa)P拉伸負荷拉伸負荷(kgf)b拉伸前試樣工作部分的寬度拉伸前試樣工作部分的寬度(mm)h拉伸前試樣工作部分最小厚度拉伸前試樣工作部分最小厚度(mm)定伸應(yīng)力定伸應(yīng)力

6、(MPa)：是在一定的變形量下試樣單是在一定的變形量下試樣單位面積上所承愛的負荷，一般測定位面積上所承愛的負荷，一般測定100，200，300應(yīng)力。應(yīng)力。定伸強度的影響因素定伸強度的影響因素l凡是能夠影響交聯(lián)密度，增加體系粘度，提高分子間凡是能夠影響交聯(lián)密度，增加體系粘度，提高分子間作用力的結(jié)構(gòu)因素均能提高定伸強度。作用力的結(jié)構(gòu)因素均能提高定伸強度。xCCCSCCSC S用量：用量：0.2-4份之間份之間促進劑用量：如促進劑用量：如TMTD（四甲基秋蘭姆類，（四甲基秋蘭姆類，TT），），0.1-0.3即可提高定伸強度。即可提高定伸強度。第六題第六題6、舉例分析促進劑和活性劑的作用機理。熟悉八大

7、類促進劑中代表性品種的硫化特性。NCSSHNCSNSNCSSCCH3SSNCH3CH3CH3NCSSCH3CH3 2ZnSCSOC4H9S 2ZnNHNHCNHCH2NCH2NCH2NCH2NCH2CH2NHSCH2CNHCH2 stearic acid 硬脂酸NCSSZnORCOOHNCSZnSSCN生成的ZMBT，改善了ZnO的溶解性SH促MZMBT與NR中蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物膽堿反應(yīng)，生成絡(luò)合物，如下：SNCSZnSSCNNNR3R3（）（）（）（）SNCSZnSSCNOOOOCCRR也有報道，活化劑SA通過氧與ZMBT絡(luò)合，如下：這些絡(luò)合物溶解性極好，活性較原來促進劑高許多。親核硫和不牢固Z

8、n-S鍵，促進S8環(huán)裂解。SNCSZnSSCNNR3NR3（）（）（）SSS6SNCSZnSSCNNR3NR3（）（）（）S8SNCS（）Sy橡膠Sx-yZn第七題第七題7、拉伸（抗張）強度與硫化體系的關(guān)系，解釋為什么多硫鍵型的材料的斷裂強度是最好的？Sx1Sy1Sx2Sy2Sx3Sy3Sx1Sy3Sx2Sy1Sx3Sy2l另外，多硫鍵斷裂后，還能再度形成交聯(lián)鍵。另外，多硫鍵斷裂后，還能再度形成交聯(lián)鍵。第八題第八題8、以硫醇基偶聯(lián)劑為例，簡述硅烷偶聯(lián)劑對白炭黑表面的處理作用。 通式為通式為R-Si-XR-Si-X3 3（R R為乙烯基、甲基丙烯基、為乙烯基、甲基丙烯基、胺基、硫醇基和環(huán)氧基等；

9、胺基、硫醇基和環(huán)氧基等；X X為烷氧基）為烷氧基） 硫化時，硫化時，R R基團與橡膠大分子發(fā)生化學結(jié)合，基團與橡膠大分子發(fā)生化學結(jié)合，X X基團能與含有羥基的白炭黑粒子結(jié)合?；鶊F能與含有羥基的白炭黑粒子結(jié)合。：乙烯基、甲基丙烯基：過氧化物硫化體系。乙烯基、甲基丙烯基：過氧化物硫化體系。巰基（硫醇基）適用于硫磺硫化體系。巰基（硫醇基）適用于硫磺硫化體系。氨基和環(huán)氧基適用于氨基和環(huán)氧基適用于PURPUR，和采用樹脂硫化的體，和采用樹脂硫化的體系。系。第九題第九題9、對于炭黑填充的橡膠材料來講，在外場交變作用下的動態(tài)生熱產(chǎn)生的主要原因是什么？論述如何進行低生熱的橡膠配方設(shè)計？第十題第十題10、用作壓

10、延、壓出的膠料配方設(shè)計要點。l填充物對外觀的影響填充物對外觀的影響第十一題第十一題11、導(dǎo)電橡膠制品配方設(shè)計中常用的導(dǎo)電填料及其阻燃機理。透明橡膠制品對生膠及配合劑的要求是什么？金屬粉雖然自身導(dǎo)電性好，但密度大，形成金屬粉雖然自身導(dǎo)電性好，但密度大，形成的導(dǎo)電通路少。的導(dǎo)電通路少。改進措施：采用輕質(zhì)微珠表面鍍金屬的辦法。改進措施：采用輕質(zhì)微珠表面鍍金屬的辦法。 鹵化氫與反應(yīng)性強的氫原子或羥鹵化氫與反應(yīng)性強的氫原子或羥基自由基反應(yīng)生成反應(yīng)性弱的鹵原基自由基反應(yīng)生成反應(yīng)性弱的鹵原子。降低了鏈支化反應(yīng)速度子。降低了鏈支化反應(yīng)速度 l鹵化物熱分解生成的鹵化氫，HX起到稀釋和屏蔽可燃性氣體作用。lX 重

11、新生成鹵化重新生成鹵化氫，又進一步起氫，又進一步起阻燃作用阻燃作用l品種：氧化銻品種：氧化銻-鹵化物體系（氯化石蠟）鹵化物體系（氯化石蠟）l機理：機理：l受熱分解，釋放受熱分解，釋放HX和鹵元素和鹵元素l2RHX R-R+2HXl2RHX 2RH+X2l6HX+Sb2O3 2SbX3+3H2OlX2+Sb2O3 SbOX+SbO2Xl3SbOX SbX3+Sb2O3l它們與它們與Sb2O3反應(yīng)反應(yīng)生成三鹵化銻，在生成三鹵化銻，在材料表面形成碳化材料表面形成碳化層，起隔熱屏蔽作層，起隔熱屏蔽作用。用。第十二題第十二題12、舉實例說明二因素及三因素變量設(shè)計的等高線設(shè)計方法的作用。2.2 繪圖方法5

12、050具體畫法：取正三角形，每點表示不同變量，并且為100，將等邊10等分。如實驗中我們?nèi)?0個點，包括中心點，則將得到的性能（焦燒時間）標上。如畫焦燒時間13分鐘的等高線，看12.614.6之間按比例找。同樣12.613.2之間，12.613.1之間，12.614.7之間得四點，并連結(jié)起來，得到等高線。第十三題第十三題13、正交表的選用原則。若給定因素及水平，要會正確選則相應(yīng)的正交表，并會設(shè)計表頭。要會用直觀分析的方法判斷最佳配方。 的正交表列如下：49(3 )L方法試驗號1234123456789111222333123123123123231312123312231這些表從手冊上都可以查

13、到查的原則是依據(jù)你選擇實驗的因子數(shù)和水平數(shù)來定。還有如其它的正交表。 ， 等。516(4 )L1327(3 )L 從正交表中不可看出有兩個重要的數(shù)字特征：(1). 每一列中，不同的數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)相等。(2). 任意兩列中，將同一橫行的兩個數(shù)字看成有序數(shù)對時，每種數(shù)對出現(xiàn)的次數(shù)相等。正交表的這些性質(zhì)決定了可用很少的試驗數(shù)就可準確地進行試驗 三. 正交表運用原則： 我們定義n水平數(shù)，m因素數(shù)。 無交互作用時，試驗次數(shù)=m(n-1) 有交互作用時，試驗次數(shù)m(n-1)+(n-1)(n-1)。 如25，其中只有一對因素有交互作用，則計算最大試驗次數(shù)為5(21)+(2-1)(2-1)=6，如有兩對有交互

14、作用，為7次。 拿25來講在正交表中找不到與之相應(yīng)的正交表。怎么辦？ 順序：不考慮交互作用，將重要的因素A、B放在1、2列。然后由L8(27)的交互作用表，查得AB應(yīng)放在第三列。應(yīng)當說明的是：不同的正交表有它自身的交互作用表。 接著把因子C放在4列， AC放于第5列， BC放于第6列，D放于第七列，這樣表頭就設(shè)計完了。列號 1 2 3 4 5 6 7 (1) 3 2 5 4 7 6 (2) 1 6 7 4 5 (3) 7 6 5 4 (4) 1 2 3 (5) 3 2 (6) 1 (7)表頭設(shè)計ABABCACBC D列號1234567接下來進行實驗和數(shù)據(jù)分析。舉例：考察S/促進劑/C.B這三個

15、因素對NR/BR膠料的300定伸強度的影響，同時考察交互作用。 水 平A 促NOBS 0.7 0.9B S 1.2 1.4C HAF/ISAF 14/41 27/28計算最大試驗次數(shù)：3(21)3(21)(21)=6L6(23)最接近的是L8(27)表頭ABABCACBCD試驗結(jié)果平方值試驗號 列號1234567300定伸kg/cm211111111Y1 86Y1221112222Y2 95Y2231221122Y3 91Y3241222211Y4 94Y4252121212Y5 91Y5262122121Y6 96Y6272211221Y7 83Y7282212112Y8 88Y82K1(水

16、平1加和)K1AK1BK1ABK1CK1ACK1BCK=YiW =Yi2K2 (水平2加和)K2AK2BK2ABK2CK2ACK2BCUUAUBUABUCUACUBCP=k2/8QQAQBQABQCQACQBCQi=Ui-P2211()4AAiiUkAAQUP 對實驗結(jié)果分析分為直觀分析和方差分析，先看直觀分析。 經(jīng)計算： 若是不考慮交互作用，可選擇A1 B1 C2作為最佳配方。這里因子C的極差最大，是主要矛盾，其次是B和A。若A與B有交互作用，要考慮交互作用，看一下列表。k1366368352351361359k2358356372373363365(k1-k2 )/42.03.0-5.0-

17、5.5-0.5-1.5表頭ABABCACBCD試驗結(jié)果平方值試驗號 列號1234567300定伸kg/cm211111111Y1 86Y1221112222Y2 95Y2231221122Y3 91Y3241222211Y4 94Y4252121212Y5 91Y5262122121Y6 96Y6272211221Y7 83Y7282212112Y8 88Y82B AA1A2B1(86+95)/2=181/2(91+96)/2=187/2B2(91+94)/2=185/2(83+88)/2=171/2從這里可以看出AB交互作用對性能影響最顯著的是A2B1，所以最佳配方應(yīng)是A2B1C2。表頭AB

18、ABCACBCD試驗結(jié)果平方值試驗號 列號1234567300定伸kg/cm211111111Y1 86Y1221112222Y2 95Y2231221122Y3 91Y3241222211Y4 94Y4252121212Y5 91Y5262122121Y6 96Y6272211221Y7 83Y7282212112Y8 88Y82看一下簡化的兩因素配方試驗設(shè)計和計算方法。1. 例： 水平及基本配合量 S0.51.5 CB3090水平配合劑101間距X1(S)0.511.50.5X2(CB)306090302. 配方設(shè)計（要進行9個配方進行試驗）配方編號配合劑123456789x1水平-1-1-1000+1 +1 +1基本配合量x2水平-10+1 -10+1 -10+1基本配合量3. 性能測試：試驗結(jié)果力求準確，要求同批、同機、同人。配方編號性能123456789硬度y1y2y3y4y5y6y7y8y94. 計算回歸系數(shù)：0137924685125()()999byyyyyyyyy 11237891()6byyyyyy 1112378945611()()63byyyyyyyyy2213467925811()()63byyyyyyyyy1219371()4byyyy2201 12211 12221212ybb xb xb xb xb x x5. 計算性能值（代入的是