橡膠綜合實驗指導(dǎo)書

/高分子材料與工程綜合實驗(橡膠）上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院高分子材料與工程系二O一Ｏ年七月十八日目錄實驗一、橡膠的配方設(shè)計……………．1實驗二、橡膠的塑煉……………．7實驗三、橡膠的混煉………………….……………。．………….１1實驗四、橡膠硫化曲線的測定…．………?！?…………．1６實驗五、橡膠的力學(xué)性能….…………….……………。?！?22實驗六、橡膠的磨耗性能…?！！?。。………….2７實驗七、功能性橡膠的制備….………。.…………．33實驗一橡膠的配方設(shè)計本實驗屬于設(shè)計性實驗。一、實驗?zāi)康囊髮W(xué)生按照橡膠的使用條件和性能要求的不同,進(jìn)行橡膠的配方設(shè)計。熟悉橡膠各種配方的換算。二、膠料配方組成硫化膠料一般是由橡膠和各種配合劑組成。根據(jù)配方要求不同，而有不同的橡膠品種和配合劑的選用和用量配比。配方組成通常包括基本配合組成、常用配合組成和特殊配合組成三類。配方中除橡膠彈性體及其并用物外，配合劑基本配合組成必須包含有硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑和補(bǔ)強(qiáng)劑(炭黑)、軟化劑.常用配合組成除基本配合組成外,尚包含耐熱、氧、臭氧、防老劑、白色補(bǔ)強(qiáng)劑、填充劑、分散劑、填料活性劑和偶聯(lián)劑等。特殊配合組成則添加某些特殊性能要求的配合材料如交聯(lián)劑、抗靜電劑、紫外線吸收劑、防霉劑、阻燃劑和增粘劑.基本配方中一般配合劑組成不多,特別是對生膠性能鑒定的基本配方，要求少受配合劑的干擾，性能反應(yīng)敏感。如天然橡膠鑒定配方為：生膠１00，硫黃3，氧化鋅５,促進(jìn)劑M0.7，硬脂酸0.５。合成橡膠使用的基本性能鑒定配方因膠種不同而異?；九浞街辽侔ㄉz、硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、軟化劑、防老劑。合成橡膠因在制造過程中已加有穩(wěn)定劑,可不需添加防老劑。配方以生膠為１00份（質(zhì)量),其它配合劑用量相應(yīng)地都以質(zhì)量數(shù)來表示。基本配方通例組成為：生膠１０0，硫黃1.0—２.5，促進(jìn)劑0。5—1．5，氧化鋅3—５,硬脂酸0。５—２.0,炭黑40－50，防老劑0.25-１．5。以下是橡膠中常見配合劑介紹。常見硫化劑：硫磺;硫化促進(jìn)劑：常采用兩種促進(jìn)劑:不同的促進(jìn)劑同時使用,是因為它們的活性強(qiáng)弱及活性溫度有所不同,在硫化時將使促進(jìn)交聯(lián)作用更加協(xié)調(diào),充分顯示促進(jìn)效果；助促進(jìn)劑：即活性劑，在煉膠和硫化過程中起活化作用；防老劑：多為抗氧劑，用來防止橡膠大分子因加工及其后的應(yīng)用過程的氧化降解作用,以達(dá)到穩(wěn)定的目的；填充劑：多為碳酸鈣，有增容降成本作用，其用量多少也影響制品的硬度和力學(xué)強(qiáng)度;機(jī)油：作為橡膠軟化劑,可改善混煉加工性能和制品柔軟性。三、膠料配方設(shè)計根據(jù)橡膠配方設(shè)計的目的和要求，一般配方設(shè)計應(yīng)遵守以下技術(shù)原則:針對性:經(jīng)調(diào)查研究分析判定制品的使用條件和性能要求，正確制定合理的性能指標(biāo).然后進(jìn)行有針對性的設(shè)計試驗，合理選用膠種和需用的配合劑種類與用量，并巧妙地運用各種并用技術(shù),以發(fā)揮最大效用.考慮主要性能而兼顧綜合性能：根據(jù)制品的合理性能指標(biāo)，首先滿足其主要性能要求如強(qiáng)度、模量、磨耗、彈性、生熱、屈撓疲勞和老化等各種性能,對產(chǎn)品而言哪一種或幾種性能為主要的,首先設(shè)計試驗突破解決，同時考慮其它性能的綜合平衡，不能偏廢.整體配合:一般橡膠制品多由幾種部件復(fù)合而成，因此在部件膠料配方設(shè)計時,既要考慮該部件膠料本身的性能要求，還須重視所有部件在性能上和加工工藝上的相互匹配，以獲得最佳的整體配合效果.橡膠配合劑及其間的相互作用：就是要注意橡膠、配合劑各自內(nèi)在的聯(lián)系和彼此間的相互作用,是相互抑制還是有加和作用或協(xié)同效應(yīng)。適應(yīng)性和安全性：膠料配方設(shè)計要考慮當(dāng)前的生產(chǎn)工藝過程和設(shè)備條件，必須適應(yīng)這些生產(chǎn)條件，否則盡管性能優(yōu)良,仍不能滿足工藝和設(shè)備條件,須重新設(shè)計試驗。同時還須注意膠料加工操作的安全性。在配方設(shè)計中還須考慮以下兩方面的配合技術(shù):1.膠料配合要滿足加工要求：（1）粘度控制：對于原料聚合物品種類型，正確選擇粘度水平以保證滿意的混煉和加工特性是重要的.聚合物的粘度水平一般以門尼粘度表示。標(biāo)稱門尼粘度為５0是普通的一種。對容易混和加工高填充劑量或海綿生產(chǎn)則需門尼粘度30;若為配制加工需要一定水平的未硫化膠強(qiáng)度，粘度為1００的,則用油稀釋。(2)對開煉機(jī)的粘附:在開煉機(jī)混煉、出片或壓延機(jī)出片作業(yè)時,會有膠料粘附輥筒表面問題，需要有利于隔離的添加劑,而脂肪酸或其衍生物，微晶臘或低分子量聚乙烯是有用的添加物，可用以控制該粘附作用。但在丁腈橡膠中要小心使用，因有限的相容性會產(chǎn)生噴出或膠料缺乏聚結(jié)的問題.(3)早期硫化或“焦燒”的避免：硫化體系設(shè)計可實用的膠料快硫化速度易受一定限制.除成本外,混煉和加工期間由于產(chǎn)生熱會引起早期硫化或焦燒問題.因此,需要延遲作用的硫化體系,以使過早硫化最少化。對天然橡膠或丁苯橡膠，硫黃硫化廣為使用次磺酰胺類促進(jìn)劑。2．對硫化膠性能的配合:（１)硬度與模量：提高橡膠的硬度與模量,可在橡膠中添加顆粒填料；降低硬度，可使用軟化劑和增塑劑.(2)彈性:天然橡膠、氯丁橡膠、順丁橡膠等硫化膠有高的回彈性,配入顆粒填料會逐漸降低回彈性，特別使炭黑和白炭黑作用更為顯著。(３)強(qiáng)度:使用伸張結(jié)晶的橡膠如天然橡膠、氯丁橡膠在相對低硬度下易獲得最高拉伸強(qiáng)度；其它如丁苯橡膠、順丁橡膠和丁腈橡膠純膠強(qiáng)度低,要求加入細(xì)粒子補(bǔ)強(qiáng)材料,以產(chǎn)生最大強(qiáng)度且提高伸長模量和硬度。（４）耐磨:一般配入較小粒子炭黑如高耐磨爐黑、中超耐磨爐黑等橡膠的耐磨性會提高，適宜量為50份;非炭黑填料也相似，補(bǔ)強(qiáng)白炭黑最好耐磨性是粒徑20ｎm。以天然橡膠、丁苯橡膠為基礎(chǔ)硫化膠，并用少量順丁橡膠,耐磨性可得到相當(dāng)?shù)母纳?(５）抗撕裂：補(bǔ)強(qiáng)白炭黑可給予橡膠高撕裂強(qiáng)度,白炭黑優(yōu)于補(bǔ)強(qiáng)炭黑。四、各種配方的換算橡膠配方組成和不同表示方式以簡明配方例子說明于下表。基本配方多用于實驗室試驗，根據(jù)試驗需用膠量而計算得到實際配合用量。質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配方是以總膠料的含膠率和預(yù)算配方的成本。體積百分?jǐn)?shù)配方，以膠料總體積為100，生膠和各配合劑都以體積百分?jǐn)?shù)來表示，是按基本配方中各組成的質(zhì)量份數(shù)分別除以相應(yīng)組成的相對密度而得其相應(yīng)體積,然后以總體積為１0０,再按比例求得各組成的體積。生產(chǎn)配方就是根據(jù)生產(chǎn)煉膠設(shè)備要求的投料配方，按照煉膠設(shè)備的容許容量，從基本配方質(zhì)量份數(shù)計算而得.表１橡膠配方的組成和四種表示方式名稱組分基本配方/份（質(zhì)量）質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配方/％(質(zhì)量）體積百分?jǐn)?shù)配方/％（體積)生產(chǎn)配方／kg橡膠10063．4９７7．26２０。00硫黃2．7５1.7４0．9９0．55促進(jìn)劑0。７５0。４8０．3８0．15氧化鋅５.00３。170．651。0０硬脂酸3。０01.９12．210。6０防老劑1.００0．630.610.20炭黑4５.002８。５81７.90９.00合計157。501０0。00100.0０3１.５0橡膠的配方設(shè)計實驗一實驗記錄及報告班級：姓名:學(xué)號:同組實驗是:實驗日期:指導(dǎo)教師簽名：評分：(實驗過程中，認(rèn)真記錄并填寫本實驗數(shù)據(jù)，試驗結(jié)束后,送交指導(dǎo)教師簽字）一、實驗數(shù)據(jù)記錄（１）試樣原材料名稱:;(２)實驗溫度：;（5）實驗濕度：;（6）儀器型號:；（7）生產(chǎn)廠商：。二、回答問題及討論1、請寫出天然橡膠的基本配方,并指出各助劑的作用。2、基本配方、質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配方、體積百分?jǐn)?shù)配方和生產(chǎn)配方的含義是什么?實驗二橡膠的塑煉本實驗屬于綜合性實驗。一、實驗?zāi)康恼莆仗烊幌鹉z塑煉加工全過程，并了解塑煉的主要機(jī)械設(shè)備，如開煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，掌握該設(shè)備的操作方法。二、實驗原理橡膠加工工藝對生膠可塑度有一定的要求。不同種類的生膠其原始可塑度不同，不同用途的混煉膠要求其塑煉膠的可塑度也不同。橡膠可塑性與膠料性能有密切關(guān)系.總之,塑煉的目的就是要滿足混煉膠工藝性能和制品性能對生膠可塑度的要求.盡管近年來大多數(shù)合成橡膠和某些天然膠在制造過程中控制了生膠的初始可塑度,塑煉任務(wù)已大為減輕,但是，嚴(yán)格來說經(jīng)過充分塑煉的橡膠是一種改性橡膠，在混煉時能與活性填充劑和硫化促進(jìn)劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),對硫化速度和結(jié)合凝膠生產(chǎn)量產(chǎn)生一定影響.生膠經(jīng)過塑煉后質(zhì)地均一,對硫化膠力學(xué)性能也有所改善。因此，塑煉仍是橡膠加工中一項具有重要意義的工藝。其基本原理如下：塑煉中斷鏈理論橡膠可塑度與其分子量有密切關(guān)系。分子量越小，粘度越低，而可塑度越大。實踐證明,在塑煉中生膠可塑度的提高是通過平均分子量的降低來獲得的?？梢哉f塑煉實質(zhì)上就是使橡膠分子鏈斷裂，大分子長度變短的過程.影響橡膠分子鏈斷裂的因素有：機(jī)械作用、氧的作用、塑解劑的作用、溫度的影響.２。低溫與高溫機(jī)理生膠在塑煉時的分子鏈斷裂,是一種復(fù)雜的物理－化學(xué)反應(yīng)。機(jī)械力、氧、電、熱和化學(xué)增塑劑等因素的作用都與此有關(guān)，其中起主要作用的是氧和機(jī)械力，而且兩者相輔相成.根據(jù)溫度對塑煉全過程影響，可將塑煉歸納為低溫塑煉和高溫塑煉兩種，前者以機(jī)械力作用為主，屬機(jī)械—化學(xué)反應(yīng)，氧起穩(wěn)定游離基的作用；后者以自動氧化作用為主,屬熱-氧化反應(yīng)，機(jī)械作用是增加橡膠與氧的接觸。３。塑煉中的凝膠化反應(yīng)在塑煉過程中，機(jī)械作用使橡膠大分子鏈斷裂，生產(chǎn)游離基團(tuán)，與氧和其他低分子物質(zhì)相互結(jié)合后生膠粘度下降產(chǎn)生塑煉效果。但是機(jī)械作用使橡膠大分子斷連產(chǎn)生的游離集團(tuán)末轉(zhuǎn)移到低分子物上，而相互之間再結(jié)合產(chǎn)生類似交聯(lián)的反應(yīng)，那么生膠的粘度反而會更明顯上升，這種現(xiàn)象即稱為凝膠化反應(yīng)。凝膠生成量與天然膠生膠初始分子量有關(guān)。它隨分子量增大而增加。為了保證塑煉效果，應(yīng)研究凝膠化反應(yīng)一般機(jī)理，防止有害的凝膠化反應(yīng)大量產(chǎn)生.４．塑煉膠的粘著性問題塑煉對加工性能的貢獻(xiàn)不僅表現(xiàn)于能降低橡膠粘度,而且表現(xiàn)于能增加橡膠粘著性，這對制品的加工成型尤為重要。研究表明，橡膠年度的降低,主要歸因于橡膠大分子鏈的斷裂，而粘著性的增加則主要歸因于機(jī)械力使橡膠大分子鏈的斷裂后產(chǎn)生的氫過氧化物。氫過氧化物是橡膠塑煉中的中間體。塑煉膠粘著性的增加或降低。取決于氫過氧化物這一中間體的產(chǎn)生或消失.膠料表面氫過氧化物很容易受到日光、紫外線、臭氧和高溫等因素作用，而逐漸消失。因此,膠料停放后,膠料表面形成的氫過氧化物慢慢消失，膠料粘著力也隨之下降,故膠料停放環(huán)境、時間要有一定限制，以免影響膠料的加工性能。三、實驗過程1.破膠:調(diào)節(jié)輥距１.5ｍm,在靠近大牙輪的一端操作，以防損壞設(shè)備。生膠碎塊依次連續(xù)投入兩輥之間，不宜中斷,以防膠塊彈出傷人。２。薄通:將輥距調(diào)到0。5mm，輥溫控制在45oC左右。將破碎膠塊在大牙輪的一端加入,使之通過輥筒的間隙，使膠片直接落到接料盤中。當(dāng)輥筒上無堆積膠時，將膠片扭轉(zhuǎn)9０o角，重新投入到輥筒的間隙中,繼續(xù)薄通到規(guī)定的薄通次數(shù)為止。３.搗膠:將輥距放寬至1.0mm，使膠片包輥后，手握割刀從左向右割至右邊緣(不要割斷),再向下割，使膠料落在接料盤中，直到輥筒上的堆積膠將消失時才停止割刀。割落的膠隨著輥筒上的余膠帶入輥筒的右方，然后再從右向左同樣割膠。反復(fù)操作多次直到達(dá)到所需塑煉程度。4.輥筒的冷卻：由于輥筒受到摩擦生熱,輥溫要升高，應(yīng)經(jīng)常以手觸摸輥筒，若感到燙手,則適當(dāng)通入冷卻水,使輥溫下降,并保持不超過50oＣ.四、主要實驗設(shè)備圖1開放式圖1開放式煉膠機(jī)實驗二實驗記錄及報告橡膠的塑煉班級：姓名：學(xué)號：同組實驗是：實驗日期：指導(dǎo)教師簽名:評分:（實驗過程中，認(rèn)真記錄并填寫本實驗數(shù)據(jù)，試驗結(jié)束后，送交指導(dǎo)教師簽字）一、實驗數(shù)據(jù)記錄（1）試樣原材料名稱:;(2)實驗溫度：;（５)實驗濕度：;(６）儀器型號：;(７)生產(chǎn)廠商：。二、回答問題及討論１、請寫出天然橡膠的塑煉的基本實驗步驟。實驗三橡膠的混煉本實驗屬于綜合性實驗.一、實驗?zāi)康恼莆仗烊幌鹉z混煉加工全過程,并了解設(shè)備的操作方法和加工原理。二、實驗原理混煉就是將各種配合劑與塑煉膠在機(jī)械作用下混合均勻,制成混煉膠的過程。其關(guān)鍵是使各種配合劑能完全均勻地分散在橡膠中,保證膠料的組成和各種性能均勻一致。加料原則是，量少難分散的配合劑首先加到塑煉膠中,讓其有較長的時間分散；量多易分散的配合劑后加;硫化劑最后加入，因為一旦加入硫化劑，便可能發(fā)生硫化反應(yīng),過長的混煉時間將會使膠料焦燒,不利于其后的成型和硫化工序?；鞜捘z不同于一般的膠體分散體系:（1）橡膠的粘度很高,膠料的熱力學(xué)不穩(wěn)定性在一般情況下不太顯著；（２）某些組分（如再生膠、增塑劑等）與橡膠能互容，從而構(gòu)成了混煉膠的復(fù)合分散介質(zhì)；(３）粒狀配合劑（如炭黑合促進(jìn)劑等)與橡膠在接觸界面上產(chǎn)生了一定的物理和化學(xué)結(jié)合，這對膠料和硫化膠的性能起著重要的影響。因此,可以認(rèn)為混煉膠是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)特性的膠態(tài)分散體。炭黑與橡膠混煉后形成的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，對膠料和硫化膠的力學(xué)性能和流變性能等都有較大的影響。１。炭黑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)炭黑與橡膠混煉時,形成炭黑—橡膠聚集體，聚集體在剪切力的作用下逐步分散.當(dāng)混煉膠中炭黑的用量較高時，炭黑通過鏈狀結(jié)構(gòu)相互連結(jié),構(gòu)成炭黑網(wǎng)絡(luò).炭黑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的體現(xiàn):（ａ）Ｐaｙne效應(yīng)；(ｂ）混煉膠比純膠具有較高的導(dǎo)電性。2。吸留橡膠結(jié)構(gòu)混煉時,形成吸留橡膠。在混煉過程中，受剪切力的作用,吸留橡膠的一部分或大部分被重新釋放出來.但是,吸留橡膠多少都會部分地保留在炭黑聚集體中，成為混煉膠填料的一部分。3．炭黑結(jié)合橡膠炭黑結(jié)合橡膠對膠料的性能影響很大,可提高硫化膠的模量、耐磨性以及減少滯后生熱等。４.可溶膠結(jié)合橡膠在混煉膠中只占一小部分。而大部分橡膠未與炭黑結(jié)合,稱為可溶膠。這兩部分橡膠對混煉膠的物理性能都有貢獻(xiàn)。（一）開煉機(jī)混煉原理開煉機(jī)混煉過程一般包括包輥、吃粉和翻煉三個階段。1．包輥圖２橡膠在開煉機(jī)中的幾種狀態(tài)橡膠不易進(jìn)入輥縫;2—緊包前輥；3-脫輥成袋囊狀；４-呈粘流包輥2．吃粉在膠料包輥,加入配合劑之前,要使輥距上端保留適當(dāng)?shù)亩逊e膠，適量的堆積膠是吃粉的必要條件。３。翻煉周向:混煉最均勻；軸向:不均勻;徑向：均勻性最差。（二)開煉機(jī)混煉的影響因素(1）裝膠容量裝膠容量需依據(jù)開煉機(jī)的規(guī)格及膠料配方特性合理確定.容量過大，使混煉分散效果降低，混煉溫度升高，容易產(chǎn)生焦燒現(xiàn)象而影響膠料質(zhì)量；容量過小會降低生產(chǎn)效率。式中Ｖ-裝膠容量，L;D—輥筒直徑，cm；L-輥筒長度;（2）輥距輥距一般取4～8mｍ為宜。輥距減小,剪切效果增大，但生熱大。（３）混煉溫度輥溫過低，膠料硬度太大，容易損壞設(shè)備.輥溫提高有利于降低膠料的粘度,加快混煉吃粉速度,但溫度太高，容易使膠料產(chǎn)生脫輥現(xiàn)象和焦燒現(xiàn)象，難以操作.輥溫一般通過冷卻的方法保持在50～60℃之間。但在混煉含有高熔點配合劑（高熔點古馬隆樹脂等）的膠料時，需要適當(dāng)提高輥溫；而混煉順丁膠時,輥溫不得超過５０（4）混煉時間應(yīng)適當(dāng)掌握配合劑的混入和分散時間，避免混煉時間過長,否則容易產(chǎn)生過煉現(xiàn)象。(5)輥速和速比輥速控制在16~１8r/ｍｉｎ內(nèi)。輥速快,操作不安全且溫度控制困難;輥速慢，混煉效率低.速比一般為1：1.１～1:1.2.生熱高的膠料應(yīng)選擇速比在1：1。15以下的開煉機(jī)。（6)加料順序一般的加料原則是：用量少、難分散的配合劑先加;用量大、易分散的后加；為了防止焦燒，硫黃和超速促進(jìn)劑一般最后加入.通常采用的加料順序如下：塑煉膠、再生膠、母煉膠→促進(jìn)劑、活性劑、防老劑→補(bǔ)強(qiáng)、填充劑→液體軟化劑→硫黃、超速促進(jìn)劑三、實驗步驟1.調(diào)節(jié)輥筒溫度在50-60oＣ之間。包輥：將塑煉膠置于輥縫間，調(diào)整輥距使塑煉膠既包輥又能在輥縫上部有適當(dāng)?shù)亩逊e膠.經(jīng)2-３min的輥壓、翻煉后，使之均勻連續(xù)地包裹在前輥上，形成光滑無隙的包輥膠層。取下膠層，放寬輥距至1。５mｍ,再把膠層投入輥縫使其包于后輥，然后準(zhǔn)備加入配合劑。吃粉：（1)不同配合劑需按以下順序分別加入：固體軟化劑—促進(jìn)劑、防老劑和硬脂酸-氧化鋅-補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑—液體軟化劑—硫磺。（2)吃粉過程中,每加入一種配合劑后都要搗膠兩次。在加入填充劑和補(bǔ)強(qiáng)劑時要讓粉料自然地加入膠料中，使之與橡膠均勻接觸混合,而不必急于搗膠;同時還需逐步調(diào)寬輥距，使堆積膠保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。待粉料全部吃進(jìn)后，由中央處割刀分往兩端,進(jìn)行搗膠操作，促使混煉均勻。4．翻煉:在加硫磺之前和全部配合劑加入后，將輥距調(diào)至0。5-１mm,通常用打三角包、打卷或折疊等對膠料進(jìn)行翻煉3-４min,待膠料的顏色均勻一致、表面光滑即可下片。5.膠料下片：混煉均勻后，將輥距調(diào)至適當(dāng)大小，膠料輥壓出片.測試硫化特性曲線的試片厚度為5—6mm，模壓膠板厚度為2ｍm。下片后注明壓延方向。膠片需在室溫下冷卻停放8h以上方可進(jìn)行硫化。6.煉膠的稱量:按配方的加入量，混煉后膠料的最大損耗為總量的0。６%以下，若超過這一數(shù)值，膠料應(yīng)予以報廢,須重新配煉.橡膠的混煉實驗三實驗記錄及報告班級:姓名:學(xué)號：同組實驗是：實驗日期:指導(dǎo)教師簽名:評分:（實驗過程中，認(rèn)真記錄并填寫本實驗數(shù)據(jù),試驗結(jié)束后，送交指導(dǎo)教師簽字)一、實驗數(shù)據(jù)記錄(１)試樣原材料名稱:；（2）實驗溫度：；（5）實驗濕度:;（6)儀器型號：；（7)生產(chǎn)廠商：。二、回答問題及討論1、請寫出天然橡膠混煉的基本實驗步驟。2、請寫出開煉機(jī)的混煉原理。實驗四橡膠硫化曲線的測定本實驗屬于綜合性實驗。一、實驗?zāi)康模?）理解橡膠硫化特性曲線測定的意義；(2）了解LＨ—90型橡膠硫化儀的結(jié)構(gòu)原理及操作方法；（3）掌握橡膠硫化特性曲線測定和正硫化時間確定的方法。二、實驗原理硫化是橡膠制品生產(chǎn)中最重要的工藝過程,在硫化過程中，橡膠經(jīng)歷了一系列的物理和化學(xué)變化，其物理機(jī)械性能和化學(xué)性能得到了改善,使橡膠材料成為有用的材料,因此硫化對橡膠及其制品是十分重要的。硫化是在一定溫度、壓力和時間條件下使橡膠大分子鏈發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)的過程。橡膠在硫化過程中，其各種性能隨硫化時間增加而變化。橡膠的硫化歷程可分為焦燒、預(yù)硫、正硫化和過硫四個階段.如下圖所示。焦燒階段又稱硫化誘導(dǎo)期,是指橡膠在硫化開始前的延遲作用時間，在此階段膠料尚未開始交聯(lián),膠料在模型內(nèi)有良好的流動性。對于模型硫化制品，膠料的流動、充模必須在此階段完成,否則就發(fā)生焦燒。預(yù)硫化階段是焦燒期以后橡膠開始交聯(lián)的階段。隨著交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行，橡膠的交聯(lián)程度逐漸增加,并形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，橡膠的物理機(jī)械性能逐漸上升，但尚未達(dá)到預(yù)期的水平.正硫化階段，橡膠的交聯(lián)反應(yīng)達(dá)到一定的程度,此時的各項物理機(jī)械性能均達(dá)到或接近最佳值,其綜合性能最佳。過硫化階段是正硫化以后繼續(xù)硫化，此時往往氧化及熱斷鏈反應(yīng)占主導(dǎo)地位，膠料會出現(xiàn)物理機(jī)械性能下降的現(xiàn)象。由硫化歷程可以看到,橡膠處在正硫化時,其物理機(jī)械性能或綜合性能達(dá)到最佳值,預(yù)硫化或過硫化階段膠料性能均不好。達(dá)到正硫化狀態(tài)所需的最短時間為理論正硫化時間,也稱正硫化點，而正硫化是一個階段，在正硫化階段中,膠料的各項物理機(jī)械性能保持最高值,但橡膠的各項性能指標(biāo)往往不會在同一時間達(dá)到最佳值，因此準(zhǔn)確測定和選取正硫化點就成為確定硫化條件和獲得產(chǎn)品最佳性能的決定因素。從硫化反應(yīng)動力學(xué)原理來說，正確硫化是膠料達(dá)到最大交聯(lián)密度時的硫化狀態(tài),正硫化時間應(yīng)由膠料達(dá)到最大交聯(lián)密度所需的時間來確定比較合理。在實際應(yīng)用中是根據(jù)某些主要性能指標(biāo)與（交聯(lián)密度成正比）來選擇最佳點，確定正硫化時間.目前用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)振蕩硫化儀來測定和選取正硫化點最為廣泛。這類硫化儀能夠連續(xù)地測定與加工性能和硫化性能有關(guān)的參數(shù),包括初始粘度、最低粘度、焦燒時間、硫化速度、正硫化時間和活化能等.實際上硫化儀測定紀(jì)錄的是轉(zhuǎn)距值，以轉(zhuǎn)距的大小來反映膠料硫化程度。即膠料的剪切模量G與交聯(lián)密度p成正比。而與轉(zhuǎn)距M存在一定的線性關(guān)系，從膠料的硫化儀的模具中受力的分析可知，轉(zhuǎn)子作3角度擺動時，對膠料施加一定作用力可使之產(chǎn)生形變。與此同時，膠料將產(chǎn)生剪切力、拉伸力、扭力,這些合力對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)距M,阻礙轉(zhuǎn)子的運動.隨著膠料逐漸硫化，其G也逐漸增加，轉(zhuǎn)子擺動在固定應(yīng)變的情況下,所需轉(zhuǎn)距Ｍ也就正比例地增加.綜上所述，通過硫化儀得膠料隨時間的應(yīng)力變化（硫化儀轉(zhuǎn)距讀數(shù)反映）.即可彪事件切模量的變化,從而反映硫化交聯(lián)過程的情況。圖4－1為硫化儀測得膠料的硫化曲線.圖3橡膠硫化曲線圖3橡膠硫化曲線在硫化曲線中,最小轉(zhuǎn)距ＭL反應(yīng)膠料在一定溫度下的可塑性，最大轉(zhuǎn)距MH反映硫化膠的模量,焦燒時間和正硫化實踐根據(jù)不同類型的硫化儀有不同的判別標(biāo)準(zhǔn),一般取值是：轉(zhuǎn)距達(dá)到(MH-ML）＊1０％+ＭL所需的時間T10位焦燒時間。轉(zhuǎn)距達(dá)到（MＨ-ML)＊90%＋ＭL所需的時間Ｔ90為正硫化時間,T90-T１0為硫化反應(yīng)速度,其值越小，硫化速度越快。三、實驗儀器與樣品1。實驗儀器LH-90型橡膠硫化儀為微機(jī)控制轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)振動硫化儀。其基本結(jié)構(gòu)如圖４—2所示。主要包括主機(jī)傳動部分、應(yīng)力傳感器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成.主機(jī)包括開啟模的鳳筒、上下加熱模板5、轉(zhuǎn)子4、主軸、偏心軸、傳感器、渦輪減速機(jī)和電機(jī)等部分。硫化儀工作原理是該儀器的工作室（模具）內(nèi)有一轉(zhuǎn)子不斷地以一定的頻率(１。7±0．1)Hz作微小角度（±3o)的擺動.而包圍在轉(zhuǎn)子外面的膠料在一定的溫度和壓力下,其硫化程度逐步增加，模量則逐步增大，造成轉(zhuǎn)子擺動轉(zhuǎn)距也成比例地增加。轉(zhuǎn)距值的變化通過儀器內(nèi)部的傳感器換成信號送到記錄以上放大并記錄下來，轉(zhuǎn)距隨時間變化的曲線即為硫化特性曲線。圖4圖4硫化儀結(jié)構(gòu)2.實驗樣品像攪混煉膠.混煉膠配方和制備，一般膠料混煉后2h即可以進(jìn)行實驗，但不得超過10天。四、準(zhǔn)備工作（1）仔細(xì)觀察、了解硫化儀結(jié)構(gòu)，工作原理和操作規(guī)程等。（2）樣品準(zhǔn)備。試樣是兩個直徑約為38mm、厚度約為５mm的圓片，其中一個圓片中有一直徑約為１0ｍm的空洞,可用裁刀或剪刀加工而得。試樣不應(yīng)含雜質(zhì)、氣孔及灰塵等。五、實驗步驟(１)接通總開關(guān),店員供電，指示燈亮。（2)開動壓縮機(jī)為模腔備壓。（３）設(shè)定儀器參數(shù):溫度、量程、測試時間等。待上、下模溫度升至設(shè)定溫度，穩(wěn)定1０mｉn。（4）開啟模具，將轉(zhuǎn)子插入下模腔的圓孔內(nèi),通過轉(zhuǎn)子的槽楔與主軸聯(lián)接好。閉合模具后，轉(zhuǎn)子在模腔內(nèi)預(yù)熱１ｍin,開模，將膠料試樣置于模腔內(nèi),填充在轉(zhuǎn)子的四周,然后閉模。裝料閉模時間愈短愈好。（5)模腔閉合后立即啟動電機(jī)，儀器自動進(jìn)行實驗。（6)實驗到預(yù)設(shè)的測試時間，轉(zhuǎn)子停止擺動,上模自動上升，取出轉(zhuǎn)子和膠樣.（7)清理模腔及轉(zhuǎn)子（8)在其他條件不變的情況下,同一種膠料分別以幾個不同的溫度作硫化特性實驗。對天然橡膠，依次以140、150、160、17０和１8０等溫度測定其硫化特性曲線。六、數(shù)據(jù)處理硫化儀微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)繪出硫化曲線，打印出實驗數(shù)據(jù)及硫化曲線。對硫化曲線進(jìn)行解析，求出最小轉(zhuǎn)距MH、最小轉(zhuǎn)距時間TL、最大轉(zhuǎn)距時間TH、（MH—MＬ）*10％+ML、(MH-ML）*90％+ML、焦燒時間T1０、正硫化時間T９0、硫化反應(yīng)時間T９0－T10。七、注意事項(1）不得使用金屬工具接觸模具型腔,取出轉(zhuǎn)子時注意不得擦傷模具型腔和轉(zhuǎn)子。（2)清理模腔時不能有廢料落入下模腔孔內(nèi)。（3）在測試時間內(nèi)若需終止實驗,或?qū)嶒炓堰_(dá)到要求，可通過微機(jī)控制系統(tǒng)停止測試。橡膠硫化曲線的測定實驗四實驗記錄及報告班級:姓名：學(xué)號：同組實驗是：實驗日期：指導(dǎo)教師簽名：評分:(實驗過程中，認(rèn)真記錄并填寫本實驗數(shù)據(jù),試驗結(jié)束后,送交指導(dǎo)教師簽字)一、實驗數(shù)據(jù)記錄儀器型號＿_(dá)__＿＿_(dá)_＿_(dá)＿_(dá)_______＿；膠料名稱＿_(dá)___＿_(dá)____＿＿_(dá)______；膠料配方__＿_(dá)＿_(dá)__＿_(dá)_____＿_(dá)___________＿＿_(dá)_＿_(dá)__＿_(dá)＿_(dá)＿＿＿_(dá)__＿＿＿；＿_(dá)__＿_(dá)__＿＿_(dá)___________＿_(dá)_＿＿＿＿_(dá)＿_(dá)___＿＿_(dá)＿_(dá)___＿_(dá)________＿_(dá)____；__________＿_(dá)_______＿_(dá)______＿_(dá)＿_(dá)_____＿_(dá)______________＿_(dá)_＿_(dá)__.膠料質(zhì)量_____＿_(dá)__＿_(dá)＿_(dá)__＿_(dá)___＿g；測試溫度__＿_(dá)____℃、＿＿_(dá)_＿_(dá)___℃、＿＿_(dá)＿＿_(dá)_℃、_＿_(dá)_＿_(dá)＿＿℃、______＿＿℃；轉(zhuǎn)距量程____＿＿＿_(dá)____＿＿_(dá)_＿_(dá)N.ｍ合模力_＿_(dá)_＿_(dá)＿_(dá)_＿_(dá)＿_(dá)＿_(dá)_＿_(dá)__k?N實驗現(xiàn)象__________＿_(dá)＿_(dá)＿_(dá)_____＿_(dá)___＿＿_(dá)_＿＿_(dá)______＿_(dá)_＿_(dá)＿_(dá)______＿_(dá)__＿＿＿_(dá)＿_(dá)_＿_(dá)＿_(dá)＿_(dá)_________＿＿_(dá)___＿_(dá)________＿_(dá)＿。二、數(shù)據(jù)處理實驗序號１2３45測試溫度（℃)1401５0１6０17０180最小轉(zhuǎn)矩（N.m)最大轉(zhuǎn)矩（Ｎ。m）最小轉(zhuǎn)矩（N．m)最小轉(zhuǎn)矩（N.m）（MＨ—ML)＊10%+MＬ(Ｎ．m）（MH－ML）＊90%+ML(Ｎ．ｍ）焦燒時間T１0（ｍｉｎ）正硫化時間T90（min)硫化反應(yīng)時間T90－T１0（miｎ)三、回答問題及討論1。未硫化膠硫化特性的測定有何實際意義？2。影響硫化特性曲線的主要因素是什么？３．為什么說硫化特性曲線能近似地反映橡膠的硫化歷程？4。分析不同溫度下取得的硫化特性曲線，指出本實驗?zāi)z料較理想的硫化工藝條件,為什么?實驗五橡膠的力學(xué)性能本實驗屬于綜合性實驗。一、實驗?zāi)康恼莆仗烊幌鹉z制品配方設(shè)計的基本知識，熟悉天然橡膠力學(xué)測定全過程，并了解天然橡膠測試的主要機(jī)械設(shè)備,如平板硫化機(jī)、拉伸儀器的基本結(jié)構(gòu)，掌握該設(shè)備的操作方法。二、實驗原理天然橡膠制品的基本工藝過程包括：配合、生膠塑煉、膠料混煉、壓片、硫化五個基本過程。三、實驗步驟測試硫化制品的300％定伸應(yīng)力、拉斷強(qiáng)度、拉斷伸長率、拉伸永久變形、邵氏(A）硬度。實驗應(yīng)在２3oC左右的室溫下進(jìn)行。1。試樣制備:硫化膠試片經(jīng)過１２h以上充分停放后,用標(biāo)準(zhǔn)裁刀在裁剪機(jī)上沖裁成啞鈴型試樣。同一試片工作部分的厚度差異范圍不準(zhǔn)超過0.1mｍ,每一種硫化膠試樣的數(shù)量為5個。試樣裁切參閱國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T52８-９2的規(guī)定.2。拉伸性能測試：將５個沖裁好的標(biāo)準(zhǔn)試片進(jìn)行編號，在試樣的工作部分印上兩條距離為(２5±0。5）ｍｍ的平行線。用測厚儀測量標(biāo)距內(nèi)的試樣厚度,測量部位為中心處及兩標(biāo)線附近共三點，取其平均值。拉伸性能測試參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5２8—92的規(guī)定.3。邵氏(A）硬度測試:待測的硫化膠試片厚度不小于6mｍ，若試樣厚度不夠,可用同樣的試樣重疊，但膠片試樣的疊合不得超過4層，且要求上、下兩層平面平行.試樣的表面要求光滑、平整、無雜質(zhì)等。邵氏（A)硬度測試參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T５3１—92的規(guī)定。四、主要實驗設(shè)備圖5拉力機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖6平板硫化機(jī)的基本結(jié)構(gòu)五、數(shù)據(jù)處理拉伸性能測試計算（１）300％定伸應(yīng)力δ300、拉斷強(qiáng)度σ(ＭPa)其中:P-定伸負(fù)荷，N；b—試樣寬度,cm；h—試樣厚度，cｍ。(2)拉斷伸長率ε(%）L0—試樣原始標(biāo)線距離,mm；L1-試樣斷裂時標(biāo)線距離,mm。(3)永久變形H0(％）L2—斷裂的兩塊試樣靜置3min后拼接起來的標(biāo)線距離，mｍ.同一實驗的５個樣品經(jīng)取舍后的個數(shù)不應(yīng)少于原試樣數(shù)的60％,試樣取舍可以取中值,即舍棄最高和最低的數(shù)值，或把所有5個數(shù)值取其平均值。六、注意事項1.在開煉機(jī)上操作必須嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行,要求高度集中注意力。2.割刀時必須在輥筒的水平中心線以下部位操作。3。塑煉和混煉時禁止帶手套操作。輥筒運轉(zhuǎn)時,手不能接近輥縫處；雙手盡量避免越過水平中心線上部,送料時手應(yīng)作握拳狀。4。遇到危險時應(yīng)立即觸動開煉機(jī)安全剎車。5.硫化實驗時,平板硫化機(jī)及模具溫度較高，應(yīng)帶手套進(jìn)行操作,當(dāng)心燙傷。橡膠的力學(xué)性能實驗五實驗記錄及報告班級：姓名:學(xué)號：同組實驗是:實驗日期：指導(dǎo)教師簽名：評分：（實驗過程中，認(rèn)真記錄并填寫本實驗數(shù)據(jù)，試驗結(jié)束后,送交指導(dǎo)教師簽字)一、實驗數(shù)據(jù)記錄(1)試樣原材料名稱：；(２)試樣制備方法:;(3）試樣尺寸：；（4）實驗溫度:;（5)實驗濕度：；（6)儀器型號：；(7）生產(chǎn)廠商：。二、數(shù)據(jù)處理實驗次數(shù)試樣的厚度３０0％定伸力/N3０0%定伸強(qiáng)度/MＰa拉斷力/N拉斷強(qiáng)度／MPa拉斷伸長率／%永久變形/％１２345平均三、回答問題及討論１.天然橡膠、塑煉膠、混煉膠和硫化膠的機(jī)械性能和結(jié)構(gòu)實質(zhì)有何不同?２。生膠塑煉的溫度、時間及開煉機(jī)輥距對塑煉效果有何影響？３?；鞜挼募恿享樞?混煉時間和溫度對混煉的質(zhì)量有何影響？4。橡膠常用的配合劑有哪些?5.橡膠硫化的工藝條件是如何確定的?6。分析硫化膠的外觀質(zhì)量和機(jī)械性能與實驗配方和工藝操作等因果關(guān)系。實驗六橡膠的磨耗性能本實驗屬于綜合性實驗。一、實驗概述耐磨耗是許多橡膠制品一項重要檢驗指標(biāo),因為制品的使用壽命與磨耗有直接的關(guān)系。輪胎的摩擦特性不僅影響輪胎高磨耗性能而且關(guān)系到行車的安全，如剎車、急轉(zhuǎn)彎、側(cè)向滑動等。動密封圈需要較小的摩擦系數(shù);運輸帶、膠鞋等需要較大的摩擦系數(shù),耐磨性要好.由此可見,磨耗性能的測試是橡膠工業(yè)中不可缺少的測試項目。人們設(shè)計了不少測試磨耗的儀器，如阿克隆磨耗機(jī)、格拉西里磨耗試驗機(jī)、邵波爾磨耗試驗機(jī)，蘭伯恩磨耗試驗機(jī)、皮克磨耗機(jī)等。由于磨耗伴隨著拉伸、壓縮、剪切、生熱等復(fù)雜現(xiàn)象，故上述室內(nèi)實驗與實際磨耗存在一定的差距，據(jù)報道阿克隆磨耗機(jī)與實際的相關(guān)性為23%，皮克磨耗機(jī)與實際的相關(guān)性為58%。但這些測試仍能判別耐磨性的好壞或?qū)ν荒z料耐磨程度的相對比較,故仍具有現(xiàn)實意義。我國至今對輪胎、膠鞋、運輸帶等仍采用阿克隆磨耗試驗機(jī)來測試其耐磨性。二、實驗原理橡膠磨耗是橡膠表面受到摩擦力的作用而使橡膠表面發(fā)生微觀毀損脫落的現(xiàn)象.目前還沒有統(tǒng)一的磨耗理論，但有如下幾種看法。1。扯斷磨耗橡膠在粗糙表面摩擦?xí)r，由于尖銳點的刮擦，使橡膠表面產(chǎn)生局部應(yīng)力集中,在應(yīng)力集中點江叫被強(qiáng)烈扯斷成微小顆粒而脫落.2．圖形磨耗當(dāng)橡膠在粗糙表面摩擦又不改變其滑行方向，由于橡膠對表面有高的摩擦力,加上橡膠的高彈性等，橡膠表面形成與摩擦方向成直角的平行凸紋或叫脊棱,這一條條平行凸紋,稱為圖形磨耗。圖形磨耗的出現(xiàn)會使磨耗強(qiáng)度顯著增大.3．疲勞磨耗由于橡膠表層反復(fù)變形產(chǎn)生疲勞撕裂。伴隨著氧化降解作用，常發(fā)生發(fā)黏現(xiàn)象。這種所壞所產(chǎn)生的磨耗叫疲勞磨耗.４.起卷磨耗橡膠在高摩擦、高滑動的條件下，由于表面起卷剝離產(chǎn)生的磨耗為起卷磨耗。５。熱分解磨耗飛機(jī)輪胎在著落時，汽車緊急剎車時，在胎面表層約1０—２cm處瞬間溫度可遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過橡膠熱分解溫度約200阿克隆磨耗機(jī)是使橡膠試樣與砂輪成1５o傾斜角，并受到26．66N的壓力情況下進(jìn)行摩擦，產(chǎn)生扯斷磨耗、圖形磨耗、疲勞磨耗、起卷磨耗等使橡膠試樣被磨損，用橡膠試樣與砂輪摩擦1.６1kｍ時被磨損的體積來表征橡膠的耐磨耗程度.磨耗程度是把橡膠式樣的磨耗量（試樣磨耗前后質(zhì)量的差值)換算成體積來表示。V=(m1—m２)/ρ式中V-—磨耗的體積，cｍ3／1.61kmm1——試樣膠輪在實驗前的質(zhì)量，g;m2-—試樣膠輪在實驗后的質(zhì)量，ｇ.三、實驗儀器與試樣1.實驗儀器阿克隆磨耗試驗機(jī)結(jié)構(gòu)如圖6－1.圖７圖７阿克隆磨耗試驗機(jī)結(jié)構(gòu)把試樣膠輪5挾持于旋轉(zhuǎn)軸12上，電機(jī)1帶動減速箱４使旋轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動,使試樣膠輪與砂輪6接觸產(chǎn)生摩擦。減速器4和電機(jī)裝于電動機(jī)座15上，以軸支持于角度架３上，在角度架的側(cè)面裝有角度牌１４及指針２，旋轉(zhuǎn)手輪１１可調(diào)節(jié)試樣膠輪與砂輪的傾斜角度，角度調(diào)好后可由固定螺帽17加以固定。試驗機(jī)右端裝有加壓重錘８，砂輪6裝與支架9上,內(nèi)裝軸承轉(zhuǎn)動靈活，平衡重錘7用與平衡壓臂的質(zhì)量，使砂輪在加壓重錘的作用下，通過杠桿比例關(guān)系壓在試樣膠輪上的力為26。66N。計數(shù)器裝置16將信號傳給里程自動控制器10，當(dāng)里程達(dá)到規(guī)定時能自動停車。2。試樣試樣為條狀,長＝（膠輪直徑+試樣厚度）X3。1４ｍｍ,寬=（1２.7+—0。2)ｍm,厚＝(3。２+-0．2）mm。把試樣沿圓周粘結(jié)在標(biāo)準(zhǔn)膠輪上,標(biāo)準(zhǔn)膠輪為直徑=68mm，厚=（12.7+－0，2)mm,硬度（邵氏）７５~80度。試樣制備停放在按國標(biāo)ＧB527-83要求去做。試樣表面不應(yīng)有花紋、缺陷、裂痕、損傷、雜質(zhì)等。試樣兩端裁成４５o角，再將試樣和膠輪貼合面磨耗涂上膠水，然后緊貼在膠輪上.四、實驗步驟1.校正儀器，調(diào)整至水平位置.2。把粘好試樣的膠輪固定在旋轉(zhuǎn)軸１2上,將加壓重錘3置于重錘架9上,使膠輪受壓力.３.旋轉(zhuǎn)手輪11使旋轉(zhuǎn)軸與水平呈１５ｏ角(可由指針２在角度牌上加以顯示），然后用固定螺帽1１加以固定。４．開電機(jī)使旋轉(zhuǎn)軸順時針轉(zhuǎn)動,干磨試樣15～20min,使試樣表面導(dǎo)砂輪全部貼緊，然后取下試樣膠輪，用分析天平準(zhǔn)確稱量至小數(shù)點后三位。5。膠輪稱重后安裝在旋轉(zhuǎn)軸上夾緊，再調(diào)節(jié)控制計數(shù)器16，使其指示為零位，將單相電機(jī)電流插頭以及控制計數(shù)器的插頭分別插入里程自動控制器相應(yīng)位置,開啟自動控制器電源開關(guān),電機(jī)轉(zhuǎn)動,使試樣膠輪與砂輪開始摩擦，當(dāng)經(jīng)過１.61km路程時，電機(jī)能夠停車。6.取出試樣膠輪,刷去膠屑，在1h以內(nèi),采用分析天平準(zhǔn)確稱重至小數(shù)點后三位.五、實驗結(jié)果1。代表每一種試樣品的實驗不應(yīng)少于2次，取其算術(shù)平均值。2.試樣磨耗的體積V按下式計算.V＝（ｍ1—ｍ2）/ρ這里的密度ρ，可用橡膠直讀式密度儀測量。六、影響實驗結(jié)果因素1.傾角試樣與水平面夾角大小對磨耗體積有較大影響。傾角越大,磨耗體積幾乎成直線急劇增加，因此實驗必須嚴(yán)格控制傾角15o。２.試樣長度試樣長度不同對磨耗體積的影響也是不可忽視的，試樣減短磨耗體積將增加,因此試樣粘接后,試樣短期內(nèi)應(yīng)力大，使磨耗體積增加.3．壓力壓力增加,摩擦力加大，也會使磨耗增加。4.實驗溫度一般實驗溫度升高，磨耗阻力下降，磨耗量增加.但磨耗量的變化情況與所采用的溫度范圍有關(guān),并不總是隨溫度的升高而增大.如在0~３6℃范圍內(nèi),對填充高耐磨爐黑的天然橡膠和丁苯膠進(jìn)行實驗,發(fā)現(xiàn)16℃時兩者的磨耗量相同，高于16℃５。溫度相對濕度對橡膠磨耗影響比較復(fù)雜.如天然膠和丁苯膠,濕度增高，磨耗量也增加。但丁苯膠隨濕度增高，磨耗量反而減小.為提高磨耗實驗的準(zhǔn)確性,對相對濕度也應(yīng)當(dāng)注意。6.磨耗發(fā)黏在磨耗過程中,常出現(xiàn)發(fā)黏現(xiàn)象，由于發(fā)黏磨下來的微小粒子就離不開試樣，在繼續(xù)磨耗過程中，仍粘在重復(fù)滾動的發(fā)黏試樣的表面上,同時一部分發(fā)黏的膠粒粘在砂輪上，改變了摩擦面的表面狀態(tài)。因此，測出的磨耗體積非常低，表現(xiàn)出虛假的耐磨性好的結(jié)果.故需加以防止，一是用硬毛刷清除試樣或砂輪上的膠屑，二是在試樣和砂輪上撒防黏粉料,如碳化硅或氧化鋁粉末等。橡膠的磨耗性能實驗六實驗記錄及報告班級：姓名:學(xué)號:同組實驗是:實驗日期:指導(dǎo)教師簽名:評分：（實驗過程中，認(rèn)真記錄并填寫本實驗數(shù)據(jù)，試驗結(jié)束后,送交指導(dǎo)教師簽字)一、實驗數(shù)據(jù)記錄(1）試樣原材料名稱：;(２)試樣制備方法：;（3）試樣尺寸：；(4)實驗溫度：；（５）實驗濕度：；（6）儀器型號：；（7）生產(chǎn)廠商：.二、數(shù)據(jù)處理實驗次數(shù)預(yù)磨６00轉(zhuǎn),ｇ磨3416轉(zhuǎn)，g磨耗質(zhì)量，ｇ橡膠質(zhì)量,g（水+大頭針）質(zhì)量總質(zhì)量，g密度,g/cm3磨耗體積，cm3修正值，cm3１２平均三、回答問題及討論1。影響橡膠磨耗性能測試結(jié)果的因素有哪些？2。分析硫化膠的磨耗體積與實驗配方和工藝操作等因果關(guān)系。實驗七功能性橡膠的制備本實驗屬于綜合性、設(shè)計性實驗。一、實驗?zāi)康母叻肿硬牧吓c工程專業(yè)的學(xué)生經(jīng)過專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課的學(xué)習(xí),基本掌握了高分材料的原料特點,高分子化學(xué)、高分子物理的變化規(guī)律，高分子材料的加工原理，高分子材料制品的成型方法,取得最佳工藝參數(shù)的方法等知識。在完成上述知識的學(xué)習(xí)之后，進(jìn)行綜合性實驗，不但可以提高學(xué)生的實踐能力，同時也是專業(yè)課理論學(xué)習(xí)融會貫通、消化和吸收、提高和總結(jié)的過程。在綜合實驗的過程中,不但對理論知識的理解得到提高，最重要的是能夠解決高分子材料與工程中常見的簡單到復(fù)雜、個別與整體、理論與實踐等問題，使綜合能力得到提高.通過綜合實驗,能夠提出問題,并運用已掌握的各種知識分析實際問題,解決存在問題，從而使解決實際問題的能力得到升華，為今后從事科研工作奠定良好基礎(chǔ).了解和掌握實驗儀器的結(jié)構(gòu)、工作原理是每一項實驗的基本要求，熟練使用實驗儀器是每一項實驗的基本訓(xùn)練。在綜合訓(xùn)練過程中,不但要完成上述實驗?zāi)康?而且要達(dá)到在綜合實驗中,正確選擇各種實驗設(shè)備，準(zhǔn)確選擇橡膠材料進(jìn)行原料性能測定的儀器、加工的設(shè)備，準(zhǔn)確選擇橡膠制品進(jìn)行各種性能測定的儀器，從全局的觀點進(jìn)實驗儀器的選擇和確定，掌握材料選擇、制品加工、性能測試儀器的特點和差異，確定綜合實驗的工藝路線。在綜合實驗中，如實記錄實驗過程，正確處理實驗數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確分析實驗數(shù)據(jù),是進(jìn)行科學(xué)研究的基本訓(xùn)練，達(dá)到由表及里、去偽存真，如實反映實驗數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的客觀規(guī)律,是進(jìn)行科學(xué)研究取得成功的必由之路。在綜合實驗過程中，要求每個學(xué)生針對課題提出的問題用現(xiàn)有的條件（原材料、工藝設(shè)備、性能測試儀器）,充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維和自主能力,針對每一個實驗課題進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計,從配方設(shè)計開始，到實驗工藝路線確定、性能測試方案設(shè)計,自行實施實驗過程，最終完成綜合實驗課程訓(xùn)練，完成科研實驗的全過程。從而避免驗證性、無自主、無創(chuàng)新的重復(fù)實驗。在綜合實驗過程中，學(xué)生可以完成綜合實驗課題以外的項目（學(xué)生實際遇到的課題或者感興趣的項目）,充分利用現(xiàn)有的條件（原材料、工藝設(shè)備、性能測試儀器）或創(chuàng)造條件，在教師的指導(dǎo)下,充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維、自主能力和動手能力,針對試驗項目進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，從制品或項目要求的性能開始,進(jìn)行原材料選擇、配方設(shè)計、實驗工藝路線確定、性能測試方案設(shè)計,完成實驗課題，達(dá)到綜合實驗課程訓(xùn)練目的。在實驗過程中,掌握標(biāo)準(zhǔn)樣條的制備方法也是非常重要的，性能測試要依靠標(biāo)準(zhǔn)樣條,如果標(biāo)準(zhǔn)樣條制備不好，性能無法進(jìn)行比較.在綜合實驗過程中，實驗人員要嚴(yán)格遵守實驗室守則,確保實驗人員的人身安全,實驗前了解實驗中存在的或者可能發(fā)生的不安全因素，掌握和排除不安全因素的方法和措施。成型加工實驗室進(jìn)行實驗所使用的儀器設(shè)備功率都比較大，一定要在教師的指導(dǎo)下，正確使用實驗設(shè)備，防止出現(xiàn)意外事故。二、綜合實驗項目（舉兩個例子）題目1高強(qiáng)高彈配方設(shè)計以汽車輪胎某一部件為題目,進(jìn)行配方設(shè)計，具體指標(biāo)為:硬度（邵氏)60±５30０％定伸強(qiáng)度，MPa９０±10拉伸強(qiáng)度，MPa≥２3斷裂伸長率，％≥４50磨耗體積，cm3≤0.5密度，ｇ／mL約1．1沖擊彈性，%≥40硫化時間,ｍin15（145℃實驗的目的是制品的性能已經(jīng)確定，采取配方設(shè)計的變化，滿足制品的性能要求。在配方設(shè)計過程中,要確定原材料的品種、型號、數(shù)量等,橡膠的主要組成為天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、硫化劑、活性劑、促進(jìn)劑、填料等，如何確定各組分的數(shù)量、比例分配，見橡膠的塑煉與混煉。實驗的工藝路線為配方設(shè)計一雙輥塑煉機(jī)塑煉一混煉一硫化性能測試一平板硫化一力學(xué)性能測試一磨耗性能測試,性能不符合要求,重新進(jìn)行配方設(shè)計,直到硫化膠的性能符合要求.題目２高嶺土的改性及其在天然橡膠中的應(yīng)用性能研究高嶺土的表面改性:將硬脂酸、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯用微量稀釋劑稀釋后，在高速攪拌機(jī)攪拌粉體時以