混煉膠的內(nèi)部粘合與外部粘合

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.第三章 橡橡膠的配配方設計計3.1橡膠膠配方與與硫化膠膠物理機機械性能能的關系系橡膠配方設設計的目目的：a. 提高高性能和和賦予產(chǎn)產(chǎn)品新的的性能：橡膠制制品的功功能要求求各有差差異，通通過配方方設計來來達到不不同的目目的。b. 提高高耐久性性：提高耐耐磨耗、耐耐屈撓疲疲勞、耐耐老化、耐耐天侯性性等。耐耐久性也也隨橡膠膠制品的的不同而而各有差差異，氧、熱熱和應力力等幾種種外來因因素錯綜綜復雜，相相互牽連連。為了了謀求提提高橡膠膠制品的的抗老化化壽命，正正確了解

2、解長期使使用制品品的老化化狀態(tài)以以及開發(fā)發(fā)加速再再現(xiàn)這種種老化狀狀態(tài)的評評價方法法十分重重要。c. 降低低生產(chǎn)成成本：降降低生產(chǎn)產(chǎn)成本要要考慮包包括原材材料成本本和加工工成本在在內(nèi)的總總成本。例如改善未硫化膠粘度、擠出膨脹、焦燒性、硫化速度等，能大幅度降低加工成本。如何取得加工性能和制品性能的平衡也是配方設計者的重要使命。d. 適應應環(huán)保要要求和使使用壽命命評價：適應環(huán)環(huán)保要求求仍然是是今后最最重要的的研究課課題。例例如，降低滾滾動阻力力等提高高輪胎性性能與減減少汽車車燃料消消耗，降降低COO2排放量量有關。提提高耐久久性，延延長制品品使用壽壽命對節(jié)節(jié)省資源源和節(jié)約約能源有有利。廢廢棄物的的再

3、利用用和原材材料的安安全性也也是重要要的研究究課題。3.1.11配合體體系與拉拉伸強度度的關系系拉伸強度是是表征制制品能夠夠抵抗拉拉伸破壞壞的能力力，是評評價硫化化膠性能能最重要要的依據(jù)據(jù)之一。（1）橡膠膠的拉伸伸破壞理理論橡膠制品一一般是在在錯綜復復雜使用用條件下下，承受受各種應應力作用用產(chǎn)生各各種形變變。材料料的破壞壞是一種種極為復復雜的力力學現(xiàn)象象。橡膠膠的拉伸伸斷裂破壞壞理論主主要有分分子理論論（Taayloor理論論）和裂裂縫理論論（Grrifffithh理論）兩兩種。Tayloor從微微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)出發(fā)，認認為材料料的斷裂裂在微觀觀上必然然有原子子間鍵的的斷裂，即即主價鍵鍵的斷裂裂，對

4、橡橡膠來講講，主要要取決于于受力方方向上的的分子鏈鏈段。隨隨著近代代測試技技術(shù)的發(fā)發(fā)展已能能直接觀觀測到共共價鍵斷斷裂這樣樣的微觀觀過程。它它大致分分為三個個階段：第一階階段由于于結(jié)構(gòu)的的不均勻勻性，使使負載分分布不均均勻，結(jié)結(jié)果在一一些共價價鍵上應應力集中中，形成成局部斷斷裂點；第二階階段是在在集中了了應力的的共價鍵鍵上，由由于熱漲漲落而斷斷裂，同同時生成成微裂縫縫；第三三階段是是初始微微裂縫聚聚集成大大的主裂裂縫，從從而引起起最終的的斷裂。Grifffithh強度理理論認為為，由于于在材料料的表面面和結(jié)構(gòu)構(gòu)中存在在著某些些缺陷（如如表面劃劃痕、微微孔、氣氣泡、內(nèi)內(nèi)部雜質(zhì)質(zhì)等），這這些缺陷陷

5、很容易易造成空空穴和裂裂縫，使使應力局局部集中中于裂縫縫的尖端端處，當當達到和和超出某某一臨界界條件時時，裂縫縫便失去去穩(wěn)定性性而發(fā)生生擴展，最最終引起起材料的的斷裂。研究高聚物物斷裂強強度的結(jié)結(jié)果表明明，大分分子鏈的的主價鍵鍵，分子子間力（次價鍵鍵）以及高高分子鏈鏈的柔性性是決定定高聚物物拉伸強強度的內(nèi)內(nèi)在因素素。（2）拉伸伸強度與與橡膠結(jié)結(jié)構(gòu)的關關系分子間作用用力的影影響：一一般分子子間作用用力越大大，拉伸伸強度越越高。當當主鏈上上有極性性取代基基時，分分子鍵次次價鍵力力大大提提高，拉拉伸強度度高。例例如CRR、PU均有有較高的的強度，NBR隨丙烯腈含量的增加，分子間作用力的增大，拉伸強度

6、也隨之增大。當主鏈上有芳基存在時，如主鏈上有芳環(huán)的PU橡膠，因分子間的范德華力大大增加，主鏈剛性增加，因而拉伸強度大大增加。分子量的影影響：隨隨著分子子量的增增大，分分子間的的范德華華力增大大，鏈段段不易滑滑移，因因此拉伸伸強度一一般隨分分子量的的增大而而增大，但但當分子子量增加加到一定定程度時時，拉伸伸強度趨趨于一極極限值，說說明分子子量對強強度的影影響有一一定限度度。微觀結(jié)構(gòu)的的影響：在聚合合過程中中產(chǎn)生的的支鏈會會使大分分子排列列不規(guī)整整，或聚合過過程中生生成的凝凝膠顆粒粒破壞了了橡膠分分子的規(guī)規(guī)整性，使使橡膠的的拉伸強強度降低低。因此此必須嚴嚴格控制制合成橡橡膠中凝凝膠的含含量。結(jié)晶的

7、影響響：一般般隨結(jié)晶晶度的增增加，拉拉伸強度度提高。由由于結(jié)晶晶度提高高，晶體體中分子子鏈排列列緊密有有序，孔孔隙率低低，分子子間作用用力增強強，使得鏈鏈段運動動較為困困難。對對于結(jié)晶晶型橡膠膠，當被被拉伸時時，能誘誘發(fā)橡膠膠結(jié)晶，使使得分子子間作用用力增強強并能阻阻止裂口口的增長長，從而拉拉伸強度度增大，即自補補強作用用。（3）拉伸伸強度與與硫化體體系的關關系交聯(lián)密度的的影響：隨著交交聯(lián)密度度的增加加，拉伸伸強度一一般會增增大并出出現(xiàn)一個個極大值值，后隨隨著交聯(lián)聯(lián)密度的的進一步步增加，拉拉伸強度度下降。拉伸強度出出現(xiàn)極大大值可能能是因為為交聯(lián)度度適度時時，分子子鏈易于于定向排排列，且且單位面

8、面積上承承載的網(wǎng)網(wǎng)鏈數(shù)隨隨交聯(lián)度度增加而而增多，拉拉伸強度度隨之上上升；而而交聯(lián)密密度過高高時，網(wǎng)網(wǎng)鏈不能能均勻承承載，易易集中于于局部網(wǎng)網(wǎng)鏈上，使使有效網(wǎng)網(wǎng)鏈數(shù)減減少。這這種承載載的不均均勻性隨隨交聯(lián)密密度增加加而加劇劇，同時時增加交交聯(lián)密度度則阻礙礙了橡膠膠分子鏈鏈的定向向排列或或結(jié)晶，因因此拉伸伸強度隨隨之下降降。一般般為了獲獲得較高高的拉伸伸強度，必必須適當當選擇交交聯(lián)劑的的用量，以以控制交交聯(lián)密度度。交聯(lián)鍵類型型的影響響：對于于硫黃/促進劑劑硫化體體系所用用的硫黃黃與促進進劑的配配比可分分為普通通硫化（CV）、半有效硫化（Semi-EV）和有效硫化（EV）體系，分別形成多硫鍵、低硫鍵

9、為主的交聯(lián)鍵。一般硫化膠的拉伸強度隨交聯(lián)鍵能的增加而減小，多硫鍵為主的硫化膠具有較高的拉伸強度。因為多硫鍵在受到外力的作用，其中的弱鍵能起到釋放應力的作用，減輕應力集中的程度，使交聯(lián)網(wǎng)能均勻地承受較大的應力，即應力疏導效應。對于能產(chǎn)生拉伸結(jié)晶的橡膠，交聯(lián)鍵的早期斷裂，還有利于主鏈的定向結(jié)晶，這就使具有弱鍵的硫化膠具有較高的拉伸強度。其次斷裂的多硫鍵還能夠重新結(jié)合，具有互換重排效應。（4）拉伸伸強度與與填充體體系的關關系硫化膠的基基本物理理機械化化學性能能與填料料的品種種和用量量密切相相關。而而且填料料對某些些性能的的影響是是相互矛矛盾的，例例如，在在一定用用量范圍圍內(nèi)，填填料粒徑徑小，表表面活

10、性性大，硫硫化膠的的拉伸強強度會升升高，但但扯斷伸伸長率、永永久變形形、耐熱熱性則較較差。因因此，各各性能達達到綜合合平衡尤尤為重要要。填充劑對橡橡膠的補補強作用用與填充充劑的粒粒徑、表表面活性性、結(jié)構(gòu)構(gòu)性有關關。試驗驗結(jié)果表表明：粒粒徑越小小，表面面活性越越大，結(jié)結(jié)構(gòu)性越越高，對對橡膠的的補強的的效果越越好。對于非結(jié)晶晶橡膠，硫硫化膠的的拉伸強強度隨填填充劑的的用量增增加而增增大，達達到最大大值后，然然后下降降。填料料的粒徑徑小，表表面活性性大，達達到最佳佳用量性性能相對對較少，加加入增塑塑劑，活活性填料料的最佳佳用量則則要增加加。炭黑和白炭炭黑是橡橡膠工業(yè)業(yè)中最重重要的補補強劑。其其他任何

11、何非補強強材料，如如陶土、滑滑石粉、CaCO3等，在橡膠中主要起填充作用，降低膠料的成本。（5）拉伸伸強度與與增塑體體系的關關系一般來說，增增塑劑的的加入將將損失拉拉伸強度度，相比比之下，高高粘度的的增塑劑劑對拉伸伸強度的的影響不明明顯。不不同種類類的增塑塑劑對膠膠種有選選擇性，比比如芳烴烴油在SSBR中中效果較較好，環(huán)環(huán)烷油對對EPDDM較好好，極性性增塑劑劑適合極極性橡膠膠。增塑劑的使使用與填填充體系系的選擇擇應該同同時考慮慮。例如如，對于于炭黑等等補強劑劑大量填填充的橡橡膠，適適量的增增塑劑還還有可能能引起硫硫化膠的的應力疏疏導效應應，從而而有可能能提高硫硫化膠的的拉伸強強度和伸伸長率。

12、3.1.22配合體體系與撕撕裂強度度的關系系橡膠的撕裂裂是由于于材料中中的裂紋紋或裂口口受力時時迅速擴擴大開裂裂而導致致破壞的的現(xiàn)象。橡橡膠的撕撕裂一般般是沿著著分子鏈鏈數(shù)目最最少，即即阻力最最小的途途徑發(fā)展展。因此此，裂口口的發(fā)展展途徑是是選擇內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)較弱的的路線進進行的。撕撕裂能定定義為每每單位厚厚度的試試樣產(chǎn)生生單位裂裂口所需需要的能能量，它它能有效效表征撕撕裂強度度的大小小。撕裂裂能包括括材料表表面能、塑塑性流動動耗散的的能量以以及不可可逆彈性性過程所所耗散的的能量，所所有這些些能量的的變化都都正比于于裂口長長度的增增加。常溫下NRR和CR的撕撕裂強度度較高，這這是由于于產(chǎn)生誘誘導

13、結(jié)晶晶后使應應變能大大大提高高。但是是它們在在高溫下下的撕裂裂強度明明顯降低低。炭黑黑填充的的IIRR膠料，由由于內(nèi)耗耗較大而而具有較較高的撕撕裂強度度，特別別是高溫溫下撕裂裂強度較較高。常硫體系硫硫化的硫硫化膠，多硫鍵為主，具有較高的撕裂強度。隨著交聯(lián)密度的增加，撕裂強度一般會出現(xiàn)一個極大值。交聯(lián)密度的進一步增加，扯斷伸長率、滯后損失、撕裂強度下降。橡膠的拉伸伸強度和和撕裂強強度之間間沒有直直接關系系，但撕撕裂強度度隨扯斷斷伸長率率和滯后后損失的的增大而而增加，隨隨定伸應應力和硬硬度的增增加而下下降。各各種合成成橡膠用用炭黑補補強時，撕撕裂強度度明顯改改善。某某些偶聯(lián)聯(lián)劑改性性的無機機填料也

14、也能顯著著改善橡橡膠的撕撕裂強度度。炭黑的粒徑徑也是影影響撕裂裂強度的的因素之之一，隨隨炭黑粒粒徑的減減小，撕撕裂強度度增加。在在粒徑相相同的情情況下，能能賦予硫硫化膠高高伸長率率的炭黑黑，亦即即結(jié)構(gòu)化化程度較較低的炭炭黑對撕撕裂強度度的提高高有利。與填充各向異性的填料如陶土、碳酸鎂等的硫化膠相比，填充各向同性的補強填料如炭黑、白炭黑的硫化膠具有較高的撕裂強度。3.1.33配合體體系與定定伸應力力和硬度度的關系系硫化膠的定定伸應力力和硬度度都是抵抵抗外力力不變形形的能力力，分別別與拉伸伸形變和和壓縮形形變有關關。高聚聚物強度度理論認認為，炭炭黑填充充的硫化化橡膠網(wǎng)網(wǎng)絡，主主要由化化學交聯(lián)聯(lián)鏈組

15、、大大分子物物理纏結(jié)結(jié)鏈組和和炭黑與與高分子子鏈由于于物理化化學作用用相互結(jié)結(jié)合而產(chǎn)產(chǎn)生的結(jié)結(jié)合橡膠膠三部分分所組成成，即交交聯(lián)密度度、體系系粘度和和分子間間作用力力。凡是是能提高高上述三三方面的的因素，都都將使硫硫化膠的的定伸應應力和硬硬度提高高。（1）定伸伸應力與與橡膠分分子結(jié)構(gòu)構(gòu)的關系系分子量和分分子量分分布是影影響膠料料物理性性能的重重要參數(shù)數(shù)，隨著著分子量量增加，膠膠料的許許多物理理機械性性能包括括定伸應應力和硬硬度都將將提高。根根據(jù)Flloryy的硫化化膠網(wǎng)絡絡結(jié)構(gòu)理理論，分分子量對對各種性性能的影影響主要要表現(xiàn)在在末端效效應，大大分子網(wǎng)網(wǎng)絡中的的游離末末端對硫硫化膠的的力學性性能

16、不作作貢獻，且且對彈性性起到一一定的阻阻礙作用用，游離離末端數(shù)數(shù)隨分子子量的增增大而減減小，所所以分子子量增加加，硫化化膠的定定伸應力力和硬度度也隨之之增大。隨隨著分子子量的分分布的加加寬，膠膠料的定定伸應力力、硬度度、拉伸伸強度、回回彈性和和耐磨性性都下降降。分子化學結(jié)結(jié)構(gòu)與定定伸應力力的關系系主要受受分子鏈鏈剛性和和分子間間作用力力的影響響較為顯顯著。某某些極性性橡膠，分分子間的的作用力力較大，適適合制作作高定伸伸制品。非非極性NNR的定定伸應力力也較高高，主要要是由于于NR在拉拉伸時會會產(chǎn)生結(jié)結(jié)晶，結(jié)結(jié)晶所形形成的物物理結(jié)點點提高了了交聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的完整整性，使使定伸應應力提高高。（2）硫化化

17、體系與與定伸應應力的關關系隨交聯(lián)密度度增加，硫硫化膠的的定伸應應力和硬硬度也隨隨之增加加。交聯(lián)聯(lián)鍵的類類型對定定伸應力力和硬度度也有一一定的影影響，CC-C交交聯(lián)鍵比比多硫交交聯(lián)鍵鍵鍵能大，且且多硫鍵鍵應力松松弛傾向向大，多多硫鍵為為主的硫硫化膠表表現(xiàn)為定定伸應力力較低?；钚愿叩拇俅龠M劑，其其硫化膠膠的定伸伸應力也也高。噻噻唑類或或次磺酰酰胺類促促進劑并并用秋蘭蘭姆類或或胍類促促進劑，對對提高定定伸應力力作用明明顯。由由于秋蘭蘭姆類或或胍類促促進劑的的加入，膠膠料的硫硫化速度度加快，定定伸應力力也增大大，這是是提高定定伸應力力常用的的方法之之一。（3）定伸伸應力與與填充體體系的關關系填充劑的品

18、品種和用用量是影影響硫化化膠定伸伸應力和和硬度的的主要因因素，影影響程度度比交聯(lián)聯(lián)密度和和橡膠的的結(jié)構(gòu)要要大得多多。一般般說來，隨隨著粒徑徑小、活活性大、結(jié)結(jié)構(gòu)性高高的填料料用量的的增加，硫硫化膠的的定伸應應力和硬硬度也隨隨之提高高。炭黑的結(jié)構(gòu)構(gòu)度對硫硫化膠定定伸應力力的影響響較為顯顯著。結(jié)結(jié)構(gòu)性高高、補強性性高的炭炭黑如中中超耐磨磨炭黑及及高耐磨磨炭黑能能有效的的提高硫硫化膠的的定伸應應力和硬硬度。同同時為獲獲得高硬硬度的制制品應盡盡量少用用軟化劑劑。橡膠的硬度度是硫化化膠最基基本的物物理性能能之一，決決定硫化化橡膠硬硬度的主主要因素素為填充充劑和軟軟化劑的的種類和和用量，并并與生膠膠的種類

19、類和牌號號、交聯(lián)聯(lián)密度有有關。填填充劑的的加入量量越大，補補強性越越明顯，硫硫化膠的的硬度越越高。在實際配方方設計時時，當已已確定主主體材料料、硫化化體系，根根據(jù)不同同填料對對橡膠的的補強效效果和軟軟化劑的的軟化效效果來估估計。通通常將非填充橡橡膠的基基本硬度度，加上上填充劑劑增加的的硬度減減去增塑塑劑降低低的硬度度，來估估計硫化化膠最終終的硬度度?；蛘哒叻催^來來，根據(jù)據(jù)所要求求的硫化化膠的硬硬度估算算填料和和增塑劑劑的用量量。硫化膠硬度度（預計計） 純膠的的基本硬硬度 + 填料份份數(shù) 每增加加1份填料料的硬度度的變化化值- 增塑劑劑份數(shù) 每增加加1份增塑塑劑的硬硬度的變變化值這是非常粗粗略的

20、方方法，只只有Shhoree A硬硬度在44075范圍圍內(nèi)的較較為適用用。因為為原材料料的產(chǎn)地地、品種種和牌號號或原材材料批次次的變化化都將對對硫化膠膠的硬度度造成不不少的波波動。對對于低硬硬度或高高硬度的的硫化膠膠，依賴賴增加填填料提高高硬度或或增加增增塑劑降降低硬度度的效果果不明顯顯。3.1.44配合體體系與耐耐磨耗性性的關系系橡膠的磨耗耗是個比比較復雜雜的力學學過程，影影響因素素也很多多。橡膠膠的磨耗耗有如下下三種形形式：一一是磨損損磨耗：橡膠以以較高的的摩擦系系數(shù)與粗粗糙表面面相接觸觸時，摩摩擦表面面上的尖尖銳粒子子不斷的的切割、扯扯斷橡膠膠表面層層的結(jié)果果。二是是卷曲磨磨耗：橡橡膠與

21、光光滑的表表面接觸觸時，由由于摩擦擦力的作作用使橡橡膠撕裂裂，撕裂裂的橡膠膠小片成成卷的脫脫落。三三是疲勞勞磨耗：橡膠表表面層在在周期應應力作用用下產(chǎn)生生的表面面疲勞而而帶來的的磨損。橡膠的耐磨磨性從本本質(zhì)上說說取決于于它的強強度、彈彈性、滯滯后性質(zhì)質(zhì)、疲勞勞性和摩摩擦性等等。拉伸伸強度是是決定橡橡膠耐磨磨性的重重要性能能之一。通通常，耐耐磨性隨隨拉伸強強度提高高而增強強，特別別是在粗粗糙的橡橡膠表面面上摩擦擦時，耐耐磨性主主要取決決于強度度值。定定伸應力力對耐磨磨性的影影響視不不同的磨磨耗形式式而異，就就磨損磨磨耗和卷卷曲磨耗耗而言，提提高定伸伸應力對對耐磨性性的影響響有利，但但對疲勞勞磨耗

22、則則有不利利影響。同同時，增增加橡膠膠的彈性性也會使使耐磨耗性性提高。Tg低的橡橡膠的耐耐磨性好好，橡膠膠的耐磨磨性隨其其Tg的降低低而提高高，如BBR。當當生膠分分子結(jié)構(gòu)構(gòu)中有共共軛體系系存在時時，可使使橡膠的的耐磨性性提高，如如SBRR。PU由于其其主鏈有有較強的的極性，并并含有較較多的苯苯環(huán)，因因此在常常溫下，它它的機械械強度和和耐磨性性在所有有的橡膠膠中是最最好的。但但是它的的耐熱性性能差，在在提高溫溫度時它它的耐磨磨性將急急劇下降降并且它它的生熱熱大，對對制造高速速制品不不利。CCR和NR的機機械強度度高，也也有較好好的耐磨磨性。填充補強劑劑的品種種、用量量和分散散程度對對橡膠的的耐

23、磨性性都有很很大的影影響。耐耐磨性與與結(jié)合膠膠的含量量有直接接關系，凡凡是能夠夠使結(jié)合合膠增加加的因素素，均對對耐磨性性有利。所以，硫化膠的耐磨耗性隨炭黑粒徑減小、表面活性和分散性的增加而提高，而且有一合適的用量。炭黑的分散性對膠料的磨耗性影響最大。在苛刻的條件下，炭黑的結(jié)構(gòu)性影響顯著。偶聯(lián)劑處理過的填料有利于提高耐磨性。耐磨耗性好的硫化膠，一般硫化膠的拉伸強度和撕裂強度均較好。適量加入有自潤滑作用的填料，如云母、聚四氟乙烯粉末，也有利于提高硫化膠的耐磨耗性能。隨交聯(lián)密度度的增加加，耐磨磨性有一一個最佳佳值。輪輪胎實際際使用實實驗證明明，使硫硫化膠含含較多單單硫鍵可可提高輪輪胎在光光滑路面面上

24、的耐耐磨性。使使用合適適的防老老劑可以以提高耐耐磨性，特特別是在在疲勞磨磨耗的條條件下尤尤為重要要。較有有效的防防老劑有有40110、40110NAA、40220等。橡膠的摩擦擦與磨耗耗橡膠已被大大量用于于汽車輪輪胎、膠膠帶、膠膠輥、密密封件、膠膠鞋等制制品受摩摩擦和磨磨耗的部部位。橡橡膠的摩摩擦和磨磨耗確保保了汽車車和機械械等設備備的性能能，而且與與安全性性、經(jīng)濟濟性等問問題有著著密切關關系。產(chǎn)生摩擦的的地方必必然伴隨隨著磨耗耗，而該現(xiàn)現(xiàn)象一般般比較復復雜，受多種種因素支支配。因因此，關于摩摩擦還有有許多方方面沒有有統(tǒng)一的的解釋。但但人們對對摩擦學學（有關摩摩擦、磨磨耗、潤潤滑的學學問）和摩

25、擦磨磨耗體系系的理解解在不斷斷加深。橡膠的摩擦擦系數(shù)一一般比金金屬大，通過填填充炭黑黑提高其其強度和和彈性模模量，因此，其耐磨磨耗性也也得到提提高。此此外，橡膠的的導熱系系數(shù)比金金屬材料料小，表現(xiàn)出出粘彈性性性能，因此，當溫度度稍有變變化時其其機械性性能就會會顯著改改變。再再者，與金屬屬相比，橡膠容容易產(chǎn)生生老化現(xiàn)現(xiàn)象。對摩擦系數(shù)數(shù)出現(xiàn)峰峰值的問問題有幾幾種解釋釋，其中最最簡單的的解釋就就是接觸觸面積AA和剪切切強度SS隨滑動動速度vv而變化，摩擦力力F取決于于A和S的乘積積（見圖4），并由此此出現(xiàn)摩摩擦系數(shù)數(shù)峰值。 橡膠的磨耗耗形態(tài) 橡膠的的磨耗形形態(tài)可分分為以下下幾種類類型：（1）磨蝕蝕磨

26、耗（abrrasiive weaar）：硬而尖尖的突起起部刮擦擦橡膠表表面產(chǎn)生生的磨耗耗。（2）附著著磨耗（adhhesiive weaar）：橡膠表表面與平平滑面摩摩擦產(chǎn)生生的磨耗耗。（3）疲勞勞磨耗（fattiguue wwearr）：由橡膠膠表面疲疲勞引起起的磨耗耗。（4）卷曲曲磨耗（weaar bby rolllfoormaatioon）：產(chǎn)生卷卷曲狀磨磨耗粉的的磨耗。（5）油污污磨耗（oilyy weear）：摩擦面面被由摩摩擦產(chǎn)生生的低分分子量橡橡膠所覆覆蓋，與相對對的另一一面發(fā)生生相互移移動的磨磨耗，表現(xiàn)出出低磨耗耗率的磨磨耗。（6）圖紋紋磨耗（pattterrn wwearr）

27、：橡膠表表面一邊邊生成磨磨損圖紋紋，一邊進進行磨耗耗的一種種磨耗形形態(tài)。橡橡膠在磨磨蝕磨耗耗和疲勞勞磨耗中中也產(chǎn)生生這種磨磨耗。磨耗形態(tài)大大致就分分為以上上六種，對橡膠膠來說，在磨蝕蝕磨耗（1）中往往往會產(chǎn)生生上述（4）以及（6），幾種磨磨耗復合合的情況況。 圖：磨耗與與溫度的的關系3.1.55配合體體系與疲疲勞破壞壞的關系系當橡膠受到到反復交交變應力力（或應應變）作作用時，材材料的結(jié)結(jié)構(gòu)或性性能發(fā)生生變化的的現(xiàn)象叫叫疲勞。隨隨著疲勞勞過程的的進行，導導致材料料破壞的的現(xiàn)象稱稱為疲勞勞破壞。疲勞破壞的的機理可可能包括括熱降解解、氧化化、臭氧氧侵蝕以以及通過過裂紋擴擴展等方方式破壞壞。疲勞勞破壞

28、實實際是一一種力學學和力化化學的綜綜合過程程。橡膠膠在反復復形變下下，材料料中產(chǎn)生生的應力力松弛在在形變周周期內(nèi)來來不及完完成，結(jié)結(jié)果內(nèi)部部產(chǎn)生的的應力不不能均勻勻分散，可能集中在某缺陷處，從而引起斷裂破壞。此外，由于橡膠是一種粘彈性高聚物，它的形變包括可逆形變和不可逆形變，在周期形變中不可逆形變產(chǎn)生滯后損失，這部分能量轉(zhuǎn)化為熱能，是材料內(nèi)部溫度升高，材料的強度隨溫度上升而下降，從而導致橡膠的疲勞壽命縮短?？傊鹉z的疲勞破壞不單是力學疲勞破壞，往往也伴隨著熱疲勞破壞。在低應變條條件下，Tg越低，耐疲勞破壞性越好，如BR和NR；在高應變條件下，具有拉伸結(jié)晶的橡膠耐疲勞破壞性較高，如CR和NR。

29、這是因為在低應變條件下，橡膠的應力松弛機能占主導地位，而在高應變區(qū)域，具有拉伸結(jié)晶的橡膠內(nèi)部結(jié)晶，阻礙了微破壞擴展的因素占主導地位。 常溫下以形形成多硫硫鍵的硫硫化膠的的耐疲勞勞破壞壽壽命最長長。在負負荷一定定的疲勞勞條件下下，隨交交聯(lián)密度度的增加加，硫化化膠的耐耐疲勞性性有一個個最佳值值。所以以對于二二烯類橡橡膠，在在選用耐耐疲勞壽壽命長的的配方時時，硫化化體系一一般可用用MBT、MBTTS作主主促進劑劑，DPPG作輔輔助促進進劑，硫硫黃用量量適當。補強性好的的炭黑結(jié)結(jié)構(gòu)性較較高，耐耐疲勞破破壞較差差。對橡橡膠稀釋釋作用小小的軟化化劑能增增強橡膠膠分子的的松弛特特性，從從而提高高耐疲勞勞性。

30、以不飽和橡橡膠為主主體的硫硫化膠，在在空氣中中的耐疲疲勞破壞壞性比在在真空中中低，這這說明氧氧化作用用能加速速疲勞破破壞。為為了提高高耐疲勞勞性，應應選用芳芳基、烷烷基和二二烷基對對苯二胺胺類防老老劑等耐疲勞勞防老劑劑。滯后損失橡膠試片在在往復循循環(huán)作用用力下變變形時，即使往往復速度度相等，但應力力應變變曲線并并不重合合（如圖1）。圖中OA為拉拉伸曲線線，ACC為回縮縮曲線。OAB所涵蓋的面積代表試片伸長時外力對它所做的機械功；而CAB所涵蓋的面積則代表試片回縮時所做的功。以上兩個面積之差（OABCAB即斜線陰影部分）表示試片在一個往復周期中所損失并轉(zhuǎn)化為熱量的機械功，這種現(xiàn)象被稱為“滯后損失

31、”。滯后損失若若發(fā)生在在輪胎，或或在往復復作用力力下使用用的其他他橡膠制制品上時時，也同同樣會出出現(xiàn)升溫溫發(fā)熱。由由此可見見，橡膠膠在周期期性的動動態(tài)受力力條件下下都會導導致生熱熱，并影影響產(chǎn)品品的使用用壽命（使用溫溫度越高高，使用用壽命越越短）。當橡膠受到到上述往往復外力力作用時時，為了達達到變形形，勢必受受到分子子間的粘粘阻力所所阻擋，并導致致應變滯滯后于應應力。為為獲得優(yōu)優(yōu)良的動動態(tài)性能能，應最大大限度地地縮小滯滯后損失失。但是是，這種生生熱程度度除了取取決于周周期力的的頻率外外，還受到到配方的的影響。也也就是說說，在同樣樣的動態(tài)態(tài)條件下下，由于配配合設計計上的差差異，所產(chǎn)生生的滯后后損

32、失也也不相等等。添加加有助于于降低分分子內(nèi)摩摩擦或增增加分子子間潤滑滑能力的的配合劑劑（如軟化化劑、增增塑劑）都有助助于減少少滯后損損失。以上敘述側(cè)側(cè)重于從從負面角角度來衡衡量“滯后損損失”。滯后損損失對部部分橡膠膠制品的的使用的的確帶來來不利。但但是，在某些些產(chǎn)品中中“滯后損損失”恰恰是是刻意謀謀求的關關鍵性能能。例如如，橡膠的的阻尼特特性就和和滯后損損失密切切相關，一個膠膠種的滯后后損失越越大，則阻尼尼性也越越好，對機械械能或聲聲能的阻阻隔效果果也越好好。因此此，供防震震、隔音音、消音音等用途途的橡膠膠制品在在膠種上上往往首首選滯后后損失最最大的丁丁基橡膠膠。炭黑補強NNR 硫硫化膠疲疲勞

33、破壞壞特性的的研究動態(tài)疲勞破破壞歷程程斷裂力學認認為，所謂疲疲勞破壞壞指的是是疲勞過過程中材材料內(nèi)部部潛在的的某些缺缺陷由于于應力集集中逐漸漸形成裂裂紋，并不斷斷擴展直直至斷裂裂的現(xiàn)象象。有關關橡膠材材料的疲疲勞破壞壞主要存存在兩種種觀點，即唯象象理論和和分子運運動論。唯象理論認認為，橡膠材材料的破破壞主要要是由于于外力作作用下橡橡膠內(nèi)部部的缺陷陷或微裂裂紋引發(fā)發(fā)的裂紋紋不斷傳傳播和擴擴展導致致的；裂紋的的傳播方方式和擴擴展速度度受橡膠膠材料本本身的粘粘彈性控控制，因而表表現(xiàn)出很很強的時時間/溫度依依賴性。分子運動論論則認為為，橡膠材材料的疲疲勞破壞壞歸因于于材料分分子鏈上上化學鍵鍵的斷裂裂，

34、即試樣樣在周期期性應力力/應變作作用下，應力不不斷地集集中于化化學鍵能能比較弱弱的部位位而產(chǎn)生生微裂紋紋，繼而發(fā)發(fā)展成為為裂紋并并隨著時時間的推推移而逐逐步擴展展，直至材材料發(fā)生生宏觀破破壞。裂裂紋發(fā)展展是分子子網(wǎng)鏈連連續(xù)斷裂裂的粘彈彈性非平平衡過程程，該過程程包括隨隨時間延延長分子子網(wǎng)鏈連連續(xù)不可可逆斷裂裂以及裂裂紋尖端端處和其其附近與與分子運運動有關關的塑性性變形。分分子網(wǎng)鏈鏈的斷裂裂能以熱熱的形式式散發(fā)掉掉，這一微微觀過程程的宏觀觀表現(xiàn)是是動態(tài)疲疲勞過程程中裂紋紋穿過試試樣不斷斷擴展，直至試試樣斷裂裂。盡管這兩種種基本觀觀點的出出發(fā)角度度不同，但卻存存在一個個共同點點，即疲勞勞破壞都都源

35、于外外加因素素作用下下，橡膠材材料內(nèi)部部的微觀觀缺陷或或薄弱處處的逐漸漸破壞。疲勞裂紋增長是機械作用和化學反應累積到一定程度產(chǎn)生的，即疲勞過程中各種物理和化學因素共同作用導致分子網(wǎng)鏈斷裂以及加速材料的疲勞老化過程。動態(tài)疲勞過過程大致致分3個階段段：第1階段，應力發(fā)發(fā)生急劇劇變化，出現(xiàn)應應力軟化化現(xiàn)象；第2階段，應力變變化緩慢慢，材料表表面或內(nèi)內(nèi)部產(chǎn)生生損傷（破壞核核）；第3階段，損傷引引發(fā)裂紋紋并連續(xù)續(xù)擴展，直至斷斷裂破壞壞，這是材材料疲勞勞破壞的的關鍵階階段。拉斷形變能能密度反反映硫化化膠的抗抗拉斷性性能，拉斷形形變能密密度大，硫化膠膠的抗拉拉斷性能能好。硫硫化膠的的拉斷形形變能密密度的測測

36、試方法法是：先將試試樣進行行一定時時間的拉拉伸疲勞勞試驗，再將試樣樣在電子子拉力機機上拉伸伸至斷裂裂并測得得應力-應變曲曲線，對曲線線下的面面積積分分即得試試樣的拉拉斷形變變能密度度。3種炭黑補補強硫化化膠拉斷斷形變能能密度與與疲勞時時間的關關系如圖圖1所示（拉伸比比為1.55）。疲勞壽命曲曲線也稱稱S-N曲線，S代表拉拉伸比、應應力或應應變，N為疲勞勞壽命。3種炭黑補強硫化膠的S-N曲線如圖2所示。影響NR疲疲勞壽命命的因素素硫化體系的的影響 含硫硫黃硫化化體系是是NR的主主要硫化化體系之之一，也是應應用最為為廣泛的的硫化體體系。NNR發(fā)生生交聯(lián)反反應后的的疲勞壽壽命、結(jié)結(jié)晶能力力、表面面摩

37、擦系系數(shù)和力力學松弛弛等物理理力學性性能與其其交聯(lián)類類型有很很大關系系，硫黃和促促進劑的的用量則則決定了了硫化膠膠的交聯(lián)聯(lián)密度和和交聯(lián)類類型。一一般來說說，在普通通硫化體體系、半半有效硫硫化體系系、有效效硫化體體系三者者中，多硫鍵鍵占大多多數(shù)的普普通硫化化體系抗抗疲勞性性能最好好，單硫鍵鍵占大多多數(shù)的有有效硫化化體系抗抗疲勞性性能最差差，但具體體分析起起來往往往比較復復雜。就就完好的的樣品而而言，含普通通硫化體體系的硫硫化橡膠膠的疲勞勞壽命比比含有效效和半有有效硫化化體系的的長，而有效效硫化體體系的疲疲勞壽命命最短。對對于有預預制裂紋紋的樣品品來說，含普通通硫化體體系的硫硫化橡膠膠的疲勞勞壽命

38、要要短于有有效和半半有效硫硫化體系系硫化膠膠。補強體系的的影響 炭黑黑是NRR最重要要的補強強性填料料，不同炭炭黑補強強的NRR膠料的的疲勞斷斷裂性能能表現(xiàn)出出不同的的破壞形形態(tài)，用高耐耐磨炭黑黑（HAFF）補強的的膠料潛潛在缺陷陷比較大大，但其裂裂紋的增增長速度度較慢；超耐磨磨炭黑（SAFF）補強的的膠料潛潛在缺陷陷較小，但其裂裂紋的增增長速度度較快；中超耐耐磨炭黑黑（ISAAF）補強的的膠料潛潛在缺陷陷和裂紋紋增長速速度均居居中。另另一方面面，炭黑粒粒徑越細細，結(jié)構(gòu)越越高，硫化膠膠動態(tài)生生熱越大大；反之，粒徑越越粗，結(jié)構(gòu)度度越低，硫化膠膠動態(tài)生生熱越小?。欢鸁釤崃康拇蟠笮NR的老老化

39、影響很很大。在硅烷偶聯(lián)聯(lián)劑Sii69存存在的情情況下，含白炭炭黑填充充的NRR的橡膠與與填充劑劑之間的的相互作作用得到到改善，且力學學性能如如拉伸強強度、撕撕裂強度度、疲勞勞壽命和和硬度都都得到了了提高。這這是因為為白炭黑黑是一種種補強填填料，顆粒尺尺寸較小小。顆粒粒尺寸越越小其表表面積就就越大，填料與與橡膠母母體之間間的相互互作用就就越強，在有Sii69的的情況下下這種相相互作用用進一步步增強。環(huán)境的影響響 工作作環(huán)境對對橡膠的的疲勞性性能也有有著一定定的影響響。相對對于空氣氣環(huán)境而而言，橡膠的的疲勞壽壽命在惰惰性氣體體（氮氣）中有一一定的提提高，而在蒸蒸餾水中中無明顯顯變化?？諝夥諊鷮ο鹉z

40、疲勞裂紋增長的影響也比較顯著，一般惰性環(huán)境（如氮氣）使疲勞裂紋增長速度下降，氧和臭氧使疲勞裂紋增長加速。與氧的影響相比，臭氧裂紋可在更低的應力下發(fā)生，0.510-6的臭氧濃度可以使疲勞裂紋增長速率增加40%80%。與空氣氛圍相比在水浸入的情況下NR的裂紋增長速率下降50%70%。操作溫度對橡膠疲勞破壞性能的影響則相當復雜，因為疲勞過程中同時發(fā)生了不可逆的化學變化（如降解）。另外高溫還會影響到材料的模量和拉斷伸長率。在多數(shù)試驗中，NR的疲勞壽命隨溫度的升高而降低。力學載荷過過程的影影響 橡膠動動態(tài)疲勞勞過程中中所加周周期載荷荷的過程程不同，其疲勞勞壽命也也不同。對對NR膠料料的研究究表明，最小應

41、應變及載載荷比RR（R為最小小載荷與與最大載載荷之比比）增大時時，盡管能能量輸入入降低，但樣品品的疲勞勞壽命卻卻增加；當R為負值值時，尤其是R=-1時，此時為為對稱拉拉伸/壓縮周周期載荷荷，即使是是采用最最低的載載荷，疲勞裂裂紋都會會增大，且結(jié)晶晶不會發(fā)發(fā)生，因為在在其壓縮縮階段發(fā)發(fā)生結(jié)晶晶回復；在高載載荷比（R=00.5）的情況況下，在裂縫縫尖端處處由于應應變伸長長或鈍化化效應引引起橡膠膠結(jié)晶，阻礙了了裂紋增增長。對于任意載載荷和復復合載荷荷情況就就更復雜雜了，在壓縮縮/壓縮、拉拉伸/拉伸任任意周期期載荷情情況下，應力幅幅值不恒恒定時，加載順順序不同同疲勞壽壽命也有有很大不不同，從低到到高載

42、荷荷的疲勞勞壽命比比從高到到低載荷荷的要長長。炭黑填充NNR和S-SBRR硫化膠膠動態(tài)性性能及屈屈撓破壞壞性的研研究 彈性體體 20008 18（4）炭黑用量對對硫化膠膠動態(tài)性性能的影影響從圖1的aa和b可以看看出，隨著炭炭黑用量量的增加加，硫化膠膠的耐屈屈撓破壞壞性基本本呈下降降趨勢，且填充充等量同同種炭黑黑時，NR裂口口長度明明顯小于于S-SBRR的裂口口長度，說明NRR的耐屈屈撓破壞壞性始終終較S-SBRR的好，這與NRR自身的的分子鏈鏈柔順性性較高，耐屈撓撓性較好好有關。圖圖1c中，則是炭炭黑用量量為500質(zhì)量份份時兩種種硫化膠膠的耐屈屈撓破壞壞性最佳佳，且不同同炭黑用用量對兩兩種硫化

43、化膠耐屈屈撓破壞壞性的影影響逐漸漸減小。這或許因為為N2334和N3330這或或許因為為N2334和N3330兩種種炭黑的的粒徑較較小，結(jié)構(gòu)度度較高，用量的的增加將將生成更更多的結(jié)結(jié)合膠，提高了了硫磺在在純膠中中的濃度度，從而使使硫化膠膠的交聯(lián)聯(lián)密度增增大。對對應變一一定的疲疲勞條件件來說，交聯(lián)密密度增大大則會使使每一條條分子鏈鏈上緊張張度增大大，從而使使硫化膠膠的割口口易于增增長，所以炭炭黑用量量較小時時硫化膠膠的耐疲疲勞破壞壞性越好好。但N6600由于粒粒徑較大大，用量太太小時，增強效效果不明明顯，用量太太大時，則硫化化膠的硬硬度增大大，兩種情情況都不不利于提提高硫化化膠的抗抗裂口增增長性

44、，所以填填充500質(zhì)量份份時NRR和S-SBRR硫化膠膠的抗裂裂口增長長性能反反而較好好。 3.1.66配合體體系與彈彈性的關關系橡膠的高彈彈性完全全是由蜷蜷曲分子子構(gòu)象熵熵變化所所致。橡橡膠分子子之間相相互作用用會妨礙礙分子鏈鏈段運動動，表現(xiàn)現(xiàn)為粘性性。作用用于橡膠膠分子上上的力一一部分用用于克服服分子間間的粘性性阻力，另另一部分分才使分分子鏈變變形，此此兩者構(gòu)構(gòu)成了橡橡膠的粘粘彈性。橡橡膠的分分子量越越大，不不能承受受應力、對對彈性沒沒有貢獻獻的游離離末端數(shù)數(shù)就越少少；另外外分子量量大，分分子鏈內(nèi)內(nèi)彼此纏纏結(jié)而導導致的“物理交交聯(lián)”效應增增加。因因此，分分子量大大有利于于彈性的的提高，而且

45、分分子量分分布窄，高高分子量量多，對對硫化膠膠的彈性性有利。BR和NRR的分子鏈鏈柔順性性好，PPU主鏈鏈的軟鏈鏈段柔順順性好并并且分子子鏈的游游離末端端數(shù)少，故故彈性也也較高。SBR和IIR由于存在較大的空間位阻效應使得彈性降低。NBR的分子間作用力較大，故彈性較低。在一定范圍圍內(nèi)，彈彈性隨交交聯(lián)密度度的提高高而提高高。硫化化膠的彈彈性與交交聯(lián)鍵的的類型有有關。多多硫鍵鍵鍵能小、長長度大，對對分子鏈鏈段的運運動束縛縛較小，故故當硫化化膠中多多硫鍵增增多時，回回彈性提提高。硫化膠的高高彈性來來源于橡橡膠分子子鏈段的的運動。填填料對橡橡膠分子子鏈段的的運動阻阻礙越小小，硫化化膠的彈彈性越好好，永

46、久久變形越越小。橡橡膠的彈彈性是完完全由高高分子組組分所提提供，減減少填料料用量、提提高含膠膠率是提提高硫化化膠彈性性，降低低永久變變形的最最直接方方法。填填料的粒粒徑越小小，表面面活性越越大，結(jié)結(jié)構(gòu)性越越高，形形成結(jié)合合膠的量量增加，相相當于減減少了橡橡膠分子子的有效效體積分分數(shù)，對對硫化膠膠的彈性性越不利利。其中中填充高高結(jié)構(gòu)的的炭黑對對彈性損損失最大大。惰性性填料在在較小用用量下的的情況下下，對硫硫化膠彈彈性和永永久變形形影響較較小。較較高的拉拉伸強度度是高伸伸長率的的必要條條件，由由于橡膠膠的純膠膠強度較較低，加加入一定定用量的的補強填填料，有有利于同同時提高高拉伸強強度和扯扯斷伸長長

47、率。3.1.77配合體體系與扯扯斷伸長長率的關關系橡膠分子的的柔順性性強，彈彈性變形形能力大大，伸長長率就高高。另外外，在形形變后膠膠料產(chǎn)生生的塑性性流動也也會使橡橡膠具有有較高的的伸長率率。要想想獲得制制品的高高伸長率率，必須須要求其其具有較較高的拉拉伸強度度，以保保證在形形變過程程中不因因強度不不夠而導導致破壞壞。所以以具有高高的拉伸伸強度是是實現(xiàn)高高伸長的的必要條條件。一一般隨定定神應力力和硬度度的增大大，扯斷斷伸長率率下降，回回彈性大大、永久久變形小小的，扯扯斷伸長長率則大大。分子鏈柔順順性好，彈彈性變形形能力大大的，扯扯斷伸長長率就高高。NRR最適合合制造高高扯斷伸伸長率的的制品，而

48、而且含膠膠率增加加，扯斷斷伸長率率增大。且且在變形形后易產(chǎn)產(chǎn)生塑性性流動的的橡膠，也也會有較較高的扯扯斷伸長長率，例例如IIIR。扯斷伸長率率隨交聯(lián)聯(lián)密度增增加而降降低。對對伸長率率要求較較高的制制品，交交聯(lián)密度度不宜過過高，稍稍欠硫的的硫化膠膠扯斷伸伸長率比比較高些些。降低低硫化劑劑用量也也可使扯扯斷伸長長率提高高。添加補強性性的填充充劑，會會使扯斷斷伸長率率大大降降低，特特別是粒粒徑小、結(jié)結(jié)構(gòu)度高高的炭黑黑，扯斷斷伸長率率降低更更為明顯顯。隨填填充劑用用量增加加，扯斷斷伸長率率降低。而而增加軟軟化劑的的用量，也也可以獲獲得較大大的扯斷斷伸長率率。3.2橡膠膠配方與與膠料工工藝性能能的關系系

49、膠料的工藝藝性能是是指生膠膠或混煉煉膠（膠料）在硫化化成型前前的加工工過程中中的綜合合性能。工工藝性能能的好壞壞不僅影影響產(chǎn)品品質(zhì)量，而而且影響響生產(chǎn)效效率產(chǎn)品合合格率能耗等等一系列列與產(chǎn)品品成本有有關的要要素。研研究生膠膠或膠料料的工藝藝性能即即解決加加工工藝藝可行性性問題，是是橡膠加加工廠至至關重要要的關鍵鍵環(huán)節(jié)之之一，也也是配方方設計的的主要內(nèi)內(nèi)容之一一。工藝性能主主要包括括如下幾幾方面：生膠和和膠料的的粘彈性性，如粘粘度（可塑度度）、收縮縮率、冷冷流性（挺性）；混煉煉性，如如分散性包輥性性；粘性性，如自自粘性，互互粘性；硫化特特性，如如焦燒性性硫化速速度、抗抗硫化返返原性。3.2.11

50、粘度（可可塑度）粘度和可塑塑度可表表征生膠膠和膠料料的成型型性能，膠料的的粘度適適宜，是是進行混混煉、壓壓延、壓壓出等加加工的基基本條件件，粘度度過大或或過小都都不利于于加工，并并影響生生產(chǎn)效率率和成品品質(zhì)量。膠料的粘度度過高，容容易焦燒燒、流動動性差；粘度過過低，不不易排氣氣、缺陷陷、挺性。不同的工藝藝對膠料料的粘度度要求不不同。膠膠料的粘粘度可通通過選擇擇生膠品品種、塑塑煉程度度、加入入軟化劑劑和填料料加以調(diào)調(diào)節(jié)。各種生膠本本身都具具有一定定的粘度度值，通常以以門尼粘粘度（MML1+41000）表示，可可根據(jù)不不同的用用途和要要求加以以選擇。例例如大多多數(shù)合成成膠和SSMR系系列NRR的門

51、尼尼粘度值值一般在在5060之之間，這這些生膠膠不需要要經(jīng)過塑塑煉加工工即可直直接混煉煉；而煙煙片、縐縐片等NNR的門門尼粘度度值較高高，一般般在900左右，則則必須先先經(jīng)塑煉煉加工使使其粘度度降低至至60以下下才能進進行混煉煉。一般門尼粘粘度大于于60的生生膠要先先進行塑塑煉，在在填加大大量填料料或要求求可塑性性很大的的膠料（如如膠漿用用膠料），要要選擇門門尼粘度度低的膠膠種，反反之如要要求膠料料半成品品挺性好好，則要要選擇門門尼粘度度較高的的膠種。生膠的粘度度可通過過塑煉使使其降低低，一般般NR和NBRR均需塑塑煉，有有時需二二段或三三段塑煉煉。塑煉煉對于軟軟合成膠膠的可塑塑度影響響較小，

52、但但適當塑塑煉能使使橡膠質(zhì)質(zhì)量均勻勻。配方中加入入塑解劑劑如-萘硫酚酚、二苯苯甲酰一一硫化物物、二鄰鄰苯甲酰酰二苯二二硫化物物、五氯氯硫酚、五五氯硫酚酚鋅鹽以以及促進進劑MBBT等，提高高塑煉效效果、降降低能耗耗。溫度度對化學學塑解劑劑的作用用效果有有重要影影響，塑塑解效果果隨溫度度升高而而增大。某些合成膠膠采用高高溫塑煉煉時，發(fā)發(fā)生降解解的同時時會產(chǎn)生生交聯(lián)反反應，溫溫度再升升高，交交聯(lián)占優(yōu)優(yōu)勢，從從而引起起粘度增增大，產(chǎn)產(chǎn)生凝膠膠傾向。NNBR、低低順式BBR和硫硫黃調(diào)節(jié)節(jié)型CRR在高溫溫下都有有產(chǎn)生凝凝膠的傾傾向。加入軟化劑劑一般都都能使膠膠料的粘粘度降低低。加入入填料均均能使膠膠料的粘

53、粘度增加加，炭黑黑的粒徑徑和結(jié)構(gòu)構(gòu)對粘度度有明顯顯的影響響，其中中結(jié)構(gòu)性性的影響最最大。隨隨著填料料用量增增加，膠膠料的粘粘度也相相應增加加。3.2.22混煉特特性混煉特性是是指配合合劑是否否容易與與橡膠混混合以及及是否容容易分散散。各種種配合劑劑的混煉煉特性取取決于它它對橡膠膠的互溶溶性或浸浸潤性。橡膠與配合合劑之間間的浸潤潤性既取取決于配配合劑本本身的性性質(zhì)，也也與橡膠膠的性質(zhì)質(zhì)密切相相關。一一般說，有有機配合合劑（如促進進劑防老劑軟化劑劑等）都能與與橡膠部部分相溶溶，一般般比較容容易分散散與橡膠膠之中。氧化鋅在橡膠中難分散，其原因主要是它在混煉時與生膠一樣帶負電荷，互相排斥，經(jīng)表面處理過

54、的活性氧化鋅有助于其分散。填充劑對混混煉特性性影響很很大。根根據(jù)填充充劑的表表面特征征，可將將其分為為兩類：一類是是疏水性性填料，如如炭黑等等，這類類填料的的表面特特性與橡橡膠接近近，在填填充量不不高的情情況下，炭炭黑的混混煉和分分散性都都很好，但但是炭黑黑的粒徑徑小，結(jié)結(jié)構(gòu)性高高，混煉煉時生熱熱很大，在在高填充充下吃粉粉困難。另一類是親水性的填料，如碳酸鈣、硫酸鋇陶土氧化鋅氧化鎂白炭黑等。這些填料的粒子表面特性與橡膠不同，橡膠-填料界面間的親合力小，不易被浸潤，因此混煉時較難分散。但由于這類填料與炭黑相比，粒徑大而結(jié)構(gòu)性很低，故混入速度較快。常用的淺色填料中，碳酸鈣和陶土的工藝性能較好，在大

55、填充量時也能很快吃粉。白炭黑的工藝性能則較差，它的表觀密度小，混煉時易飛揚、難吃粉，在混煉時由于“結(jié)構(gòu)化”而變硬，故其用量不宜太多。為了獲得良良好的混混煉效果果，可以以對親水水性填料料的表面面進行化化學改性性，以提提高其與與橡膠分分子的相相互作用用。常用用的表面面活性劑劑有硬脂脂酸、高高級醇、含含氮化合合物、某某些低分分子高聚聚物等。例例如，用用二甘醇醇、三乙乙醇四胺胺、硅烷烷偶聯(lián)劑劑對白炭炭黑表面面改性，可可有效地地改善其其混煉特特性。用用硬脂酸酸、鈦酸酸酯偶聯(lián)聯(lián)劑和某某些低分分子聚合合物對碳碳酸鈣進進行表面面處理也也可以明明顯地改改善其混混煉特性性和其它它工藝性性能。因因為這些些表面活活性

56、劑在在混煉膠膠中能潤潤濕填料料粒子表表面，有有利于配配合劑的的分散，因因而也提提高了對對橡膠的的補強效效果。加入軟化劑劑可以改改善填料料的混煉煉特性，填填料容易易混入，但但對填料料分散不不利，因因此原則則上是在在混煉后后期加入入軟化劑劑。橡膠膠對軟化化劑的吸吸收速度度也是混混煉過程程的重要要問題。軟軟化劑在在膠料中中的分散散速度與與軟化劑劑的組成成、粘度度、混煉煉條件（特特別是混混煉溫度度）以及及生膠的的化學結(jié)結(jié)構(gòu)等因因素有密密切關系系。3.2.33包輥性性在使用開煉煉機混煉煉、壓片片以及在在壓延機機上操作作時，需需要考慮慮膠料的的包輥性性。膠料料的包輥輥性取決決于混煉煉膠的強強度、粘粘度和粘

57、粘著性（自粘性性和互粘粘性）。所以以在配方方設計中中，凡是是有利于于提高混混煉膠強強度及粘粘著性的的因素，都有利于提高膠料的包輥性。影響生膠強強度的主主要因素素是橡膠膠的分子子量及生生膠的拉拉伸結(jié)晶晶性。橡橡膠中高高分子量量級分對對生膠強強度貢獻獻較大。生膠的自補補強作用用是提高高生膠強強度最有有利的因因素。NNR和CR均為為結(jié)晶性性橡膠，在在混煉時時形成拉拉伸結(jié)晶晶，包輥輥性較好好。大多多數(shù)合成成橡膠生生膠強度度很低，對對包輥性性不利，其其中尤以以BR、EPDDM最為為明顯。一一般加入入補強填填料可以以改善包包輥性。配配方中加加入滑石石粉、硬脂酸酸、硬脂脂酸鹽、蠟蠟類、石石油類、油油膏等隔隔

58、離、潤潤滑性配配合劑，容容易使膠膠料脫輥輥傾向。相相反，有有些助劑劑可以提提高膠料料的粘著著性，如如高芳烴烴操作油油、松焦焦油、樹樹脂、古古馬隆樹樹脂和烷烷基酚醛醛樹脂等等粘性配配合劑，可可以提高高包輥性性。膠料強度的的研究 NR SBRR EPPDM 加工 世界橡橡膠工業(yè)業(yè) 20000 27（4）合成橡膠的的生膠強強度和粘粘著性比比NR的差差。生膠膠強度在在此也稱稱為膠料料強度或或未硫化化膠強度度，其英文文名稱為為“greeen strrenggth”。關于于“生膠強強度”這一術(shù)術(shù)語的定定義，在涉及及NR的綠綠皮書和和有關出出版物中中雖有解解釋，但均不不夠明確確。日本本學者河河島順次次的解釋

59、釋是：在橡膠膠制品加加工過程程中，未硫化化膠或混混煉膠的的拉伸強強度或者者其挺性性稱為生生膠強度度。（1）生膠膠強度對對加工操操作的重重要性生膠強度的的表現(xiàn)是是，當膠料料在加工工中受到到外力作作用產(chǎn)生生伸展時時，一是制制止穩(wěn)定定變形下下可能產(chǎn)產(chǎn)生的斷斷裂，再就是是膠料對對于混煉煉、壓延延、壓出出、模壓壓硫化等等一系列列操作中中的變形形不顯示示過分的的抵抗性性。作為為與該性性能平衡衡對應的的術(shù)語為為凝聚性性。當橡橡膠具有有這種性性能時，其應力力-應變曲曲線表現(xiàn)現(xiàn)為正梯梯度。在NR和幾幾種合成成橡膠中中分Buuckller別別添加550份細細粒子爐爐黑制成成混煉膠膠，于23下對該該混煉膠膠試樣以以

60、50cmm/minn的拉伸伸速度求求取的應應力-應變曲曲線如圖圖1所示。由由該圖可可以看出出，在伸長長率達到到1000%時，只有NRR顯示正正梯度曲曲線。關于生膠強強度（挺性）對橡膠膠加工的的作用，據(jù)出口口正太郎郎的論述述，在用開煉煉機進行行混煉時時，為了操操作方便便和獲得得良好的的分散性性，膠料必必須緊密密地包在在前輥上上。如圖圖2所示，如果膠膠料在輥輥筒上浮浮動，或者包包在后輥輥上，或者分分別包在在兩輥上上，不僅給給操作帶帶來困難難，而且難難以得到到良好分分散。生膠強度高高、自粘粘性優(yōu)異異且具備備收縮性性的橡膠膠，其包輥輥性也好好，而合成成橡膠（CR除外外）一般挺性性較差，其中多多為膠粘粘