橡膠的拉伸強(qiáng)度與交聯(lián)劑用量的關(guān)系

1、橡膠的拉伸強(qiáng)度與交聯(lián)劑用量的關(guān)系10標(biāo)簽：橡膠，拉伸強(qiáng)度,交聯(lián)劑.o、毒褶,回答：1人氣：21解決時(shí)間：2008-04-15 19:20滿意答案好評(píng)率：100%配方與各種物性之間的關(guān)系：各種橡膠制品都有它特定的使有用性能和工藝要求。為了滿足它的物性要求需選 擇最適合的聚合物和配合劑進(jìn)行合理的配方設(shè)計(jì)。首先要了解配方設(shè)計(jì)與硫化橡 膠物理性能的關(guān)系。硫化橡膠的物理性能與配方的設(shè)計(jì)有密切關(guān)系，配方中所選 用的材料品種、用量不同都會(huì)產(chǎn)生性能上的差異。一、拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度是制品能夠抵抗拉伸破壞的根限能力。它是橡膠制品一個(gè)重要指標(biāo)之一。許多橡膠制品的壽命都直接與拉伸強(qiáng)度有關(guān)。如輸送帶的蓋膠、橡膠減震器 的

2、持久性都是隨著拉伸強(qiáng)度的增加而提高的。拉伸強(qiáng)度與橡膠的結(jié)構(gòu)有關(guān)，分了量較小時(shí)，分子間相互作用的次價(jià)健就較小。 所以在外力大于分子間作用時(shí)、就會(huì)產(chǎn)生分子間的滑動(dòng)而使材料破壞。反之分子 量大、分子間的作用力增大，膠料的內(nèi)聚力提高，拉伸時(shí)鏈段不易滑動(dòng)，那么材 料的破壞程度就小。凡影響分子間作用力的其它因素均對(duì)拉伸強(qiáng)度有影響。如 NR/CR/CSM這些橡膠主鏈上有結(jié)晶性取代基，分子間的價(jià)力大大提高，拉伸強(qiáng)度 也隨著提高。也就是這些橡膠自補(bǔ)強(qiáng)性能好的主要原因之一。一般橡膠隨著結(jié)晶 度提高，拉伸強(qiáng)度增大。拉伸強(qiáng)度還根溫度有關(guān)，高溫下拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于室溫 下的拉伸強(qiáng)度。拉伸強(qiáng)度根交聯(lián)密度有關(guān)，隨著交聯(lián)密度的

3、增加，拉伸強(qiáng)度增加， 出現(xiàn)最大值后繼續(xù)增加交聯(lián)密度，拉伸強(qiáng)度會(huì)大幅下降。硫化橡膠的拉伸強(qiáng)度隨 著交聯(lián)鍵能增加而減小。能產(chǎn)生拉伸結(jié)晶的天然橡膠，弱鍵早期斷裂，有利于 主健的取向結(jié)晶，因此會(huì)出現(xiàn)較高的拉伸強(qiáng)度。通過(guò)硫化體系，采用硫黃硫化， 選擇并用促進(jìn)劑，DM/M/D也可以提高拉伸強(qiáng)度，（碳黑補(bǔ)強(qiáng)除外，因?yàn)樘己谏?熱作用），拉伸強(qiáng)度與填充劑的關(guān)系，補(bǔ)強(qiáng)劑是影響拉伸強(qiáng)度的重要因素之一，填料的料徑越小，比表面積越大、表面 活性越大補(bǔ)強(qiáng)性能越好。結(jié)晶橡膠的硫化膠，出現(xiàn)單調(diào)下降因?yàn)槭亲匝a(bǔ)強(qiáng)性非結(jié) 晶橡膠如丁苯隨著用量增加補(bǔ)強(qiáng)性能增加、過(guò)度使用會(huì)有下降趣向。低不和橡膠 隨著用量的增加達(dá)到最在值可保持不變。拉

4、伸強(qiáng)度與軟化劑的關(guān)系加入軟化劑會(huì)降低拉伸強(qiáng)度，但少量加入，一般在開練機(jī)7份以下，密練機(jī)在5 份以下會(huì)改善分散，有利于提高拉伸強(qiáng)度。軟化劑的不同對(duì)拉伸強(qiáng)度降低的程度 也不同。一般天然橡膠適用于植物油類。非極性橡膠用芳烴油如SBR/IR/BR.。 如IIR /EPDM用石臘油、環(huán)烷油。NBR/CR用DBP/DOP.之類。提高拉伸強(qiáng)度的其它放法有，用橡膠與樹脂共混、橡膠化學(xué)改性、填料表面改 性（如加桂烷等）二、撕裂強(qiáng)度橡膠的撕裂是由于材料中的裂紋或裂口受力時(shí)迅速擴(kuò)大開裂而導(dǎo)至破壞現(xiàn)象。撕 裂強(qiáng)度與拉伸沒(méi)有直接關(guān)系。在許多情況下撕裂與拉伸是不成正比的。一般情況 下，結(jié)晶橡膠比非結(jié)晶橡膠撕裂強(qiáng)高。撕裂強(qiáng)

5、度與溫度有關(guān)。除了天然橡膠外， 高溫下撕裂強(qiáng)度均有明顯地下降。碳黑、白炭黑填充的橡膠其撕裂強(qiáng)度有明顯地 提高。撕裂強(qiáng)度與硫化體系有關(guān)。多硫鍵有較高的撕裂強(qiáng)度。硫黃用量高撕裂強(qiáng) 度高。但過(guò)多的硫黃用量撕裂強(qiáng)度會(huì)顯著地降低。使用平坦性較好的促進(jìn)劑有利 于提高撕裂強(qiáng)度。撕裂強(qiáng)度與填充體系有關(guān)，各種補(bǔ)強(qiáng)填充如、碳黑、白炭黑、白艷華、氧化鋅等， 可獲較高的撕裂強(qiáng)度。某些桂烷等偶聯(lián)劑可以提高撕裂強(qiáng)度。通常加入軟化劑會(huì) 使撕裂強(qiáng)度下降。如石臘油會(huì)使丁苯膠的撕裂強(qiáng)度極為不利。而芳烴油就變化不 大。如CM/NBR用酯類增塑劑比其它軟化劑就影響小多了。三、定伸應(yīng)力與硬度定伸應(yīng)力與硬度是橡膠材料的剛度重要指標(biāo)，是硫

6、化膠產(chǎn)生一定形變所需要的 力，與較大的拉伸形變有關(guān)，兩者相關(guān)性較好，變化規(guī)律基本一至。橡膠分子量 越大，有效交聯(lián)定伸應(yīng)力越大。為了得到規(guī)定的定伸應(yīng)力，可對(duì)分子量較小的橡 膠適當(dāng)提高交聯(lián)密度。凡能增加分子間作用力的結(jié)構(gòu)因素。都能提高硫化膠的網(wǎng) 洛抵抗變形能力。如CR/NBR/PU/NR等有較高的定伸應(yīng)力。定伸應(yīng)力與交聯(lián)密度 影響極大。不論是純膠還是補(bǔ)強(qiáng)硫化膠，隨著交聯(lián)密度的增加，定伸應(yīng)力與硬度 也隨之直線增加。通常是通過(guò)對(duì)硫化劑、促進(jìn)劑、助硫化劑、活性劑等品種的調(diào) 節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。含硫的促進(jìn)對(duì)提高定伸應(yīng)力更有顯著的效果。多硫健有利于提高定 伸應(yīng)力。填充劑能提高制品的定伸應(yīng)力、硬度。補(bǔ)強(qiáng)性能越高、硬度

7、越高，定伸 應(yīng)力就越高。定伸應(yīng)力隨著硬度的增加，填充的增加越高。相反軟化劑的增加， 硬度降低，定伸應(yīng)力下降。除了增加補(bǔ)強(qiáng)劑外還有并用烷基酚醛樹脂硬度可達(dá) 95度、高苯乙烯樹脂。使用樹脂RS、促進(jìn)劑H并用體系硬度可達(dá)85度等等。四、耐磨性耐磨耗性能表征是硫化膠抵抗摩察力作用下因表面破壞而使材料損耗的能力。是 與橡膠制品使用壽命密切相關(guān)的力學(xué)性能。它的形式有；磨損磨耗，在摩擦?xí)r表面上不平的尖銳的粗糙物不斷地切割、亂擦。致使橡膠 表面接觸點(diǎn)被切割、扯斷成微小的顆粒，從橡膠表面脫落下來(lái)、形成磨耗。磨 耗強(qiáng)度與壓力成正比與拉伸強(qiáng)度成反比。隨著回彈性提高而下降。疲勞磨耗，與摩擦面相接觸的硫化膠表面，在反復(fù)

8、的過(guò)程中受周期性的壓縮、 剪切、拉伸等變形作用，使橡膠表面產(chǎn)生疲勞，并逐漸在其中產(chǎn)生微裂紋。這些 裂紋的發(fā)展造成材料表面的微觀剝落。疲勞磨耗隨著橡膠的彈性模量、壓力提高 而增加，隨著拉伸強(qiáng)度的降低而和疲勞性能變差而加大。卷曲磨耗，橡膠下光滑的表面接觸時(shí)，由于磨擦力的作用，使硫化膠表面不平 的地方發(fā)生變形，并被撕裂破壞，成卷的脫落表面。耐磨性能和硫化膠的主要力學(xué)性能有關(guān)。在設(shè)計(jì)配方時(shí)要設(shè)法平衡各種性能之間 的關(guān)系。耐磨性與膠種之間關(guān)系最大，一般來(lái)講NBRBRSSBRSBR(EPDM) NRIR(IIR) CR耐磨性與硫化體系有關(guān)，適量地提高交聯(lián)彳呈度能提高耐磨性能。單硫健越多耐磨 性越好，這就是

9、半有效硫化體系的耐磨性最好的道理。用CZ做第一促進(jìn)劑的耐 磨性能要比其它促進(jìn)劑好，最佳的補(bǔ)強(qiáng)劑用量會(huì)提高一定的耐磨性能。合理地使 用軟化劑會(huì)能最小地降低耐磨性。如天然膠、丁苯膠用芳烴油。有效地使用防老劑，可防止疲勞老化。提高碳黑的分散性可提高耐磨性能。使用桂烷表面處理劑改性可大大地提高耐磨性能。采用橡塑共混來(lái)提高耐磨性能，如丁睛與聚氯乙烯并用，所制造的紡織皮結(jié)。 用丁睛與三元尼龍并用，丁晴與酚醛樹脂并用。添加固體潤(rùn)滑劑和減磨性材料。如丁睛膠橡膠膠料中添加石墨、二硫化鉬、氮化 硅、碳纖維，可使硫化膠的磨擦系數(shù)降低，提高其耐磨性能。五，疲勞與疲勞破壞。硫化膠受到交變應(yīng)力作用時(shí)，材料的結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生

10、變化的現(xiàn)象叫疲勞。隨著疲 勞過(guò)彳呈的進(jìn)行，導(dǎo)至材料破壞的現(xiàn)象叫做疲勞破壞。橡膠結(jié)構(gòu)的影響，玻璃化溫度低的橡膠耐疲勞性能好。有極性基團(tuán)的橡膠耐 疲勞性能差。分子內(nèi)有龐大基團(tuán)或側(cè)基的橡膠，耐疲勞性能差、結(jié)構(gòu)序列規(guī)整的 橡膠，容易聚向結(jié)晶，耐疲勞性差。橡膠硫化體系影響，單硫健的硫化體系，疲勞性能最小，耐疲勞性能好，增 加交聯(lián)劑的用量會(huì)使硫化膠的疲勞性能下降。所以應(yīng)盡量減少交聯(lián)劑的用量。填充劑的影響，補(bǔ)強(qiáng)性能越小的填充劑影響越小，填充劑用量越大影響越大， 應(yīng)盡量少用填充劑。軟化體系的影響，盡可能選用軟化點(diǎn)低的非粘稠性軟化劑；軟化劑的用量盡 可能多一些，相反高粘度軟化劑不宜多用，如松焦油的耐疲勞性差，脂

11、類增塑劑 的耐疲勞性就好。六，彈性橡膠最寶貴特性是彈性。高彈性源于橡膠分子運(yùn)動(dòng)，完全由卷曲分子的構(gòu)象變化 所造成的，除去外力后能立即恢復(fù)原狀，稱理想的彈性體。橡膠分子之間的作用 會(huì)妨礙分子鏈段運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)出粘性或粘度。所以說(shuō)橡膠的特性是既有彈性又有粘 性。影響彈性的因素有形變大小、作用時(shí)間、溫度等。橡膠分子間的作用增大， 分子鏈的規(guī)整性高時(shí)，易產(chǎn)生拉伸結(jié)晶，有利于強(qiáng)度提高，顯示出高彈性。在通 用橡膠中的天然、順丁膠彈性最好，其次是丁睛、氯丁。丁苯與丁基較差。 彈性與交聯(lián)密度有關(guān)，隨著交聯(lián)密度的增加，硫化膠的彈性增加，并出現(xiàn)最大值， 交聯(lián)密繼續(xù)增加彈性呈下的趣勢(shì)。適當(dāng)?shù)靥岣吡骰潭葘?duì)彈性有利。在高彈性配 合中選用硫黃與CZ并用、與促進(jìn)D并用硫化膠的回彈性較高，滯后損失小。彈性與填充體系有關(guān)，提高含膠率是提高彈性的最直接、最有效的辦法，補(bǔ)強(qiáng)性 越好的填充對(duì)彈性越不利。彈性與軟化劑的關(guān)系。軟化劑與橡膠的相溶性有關(guān)，相溶性越小，彈性越差。如 天然、順丁、丁基加石臘油，優(yōu)于加環(huán)烷油。丁睛加DOP優(yōu)于使用環(huán)烷油、芳烴 油。一般來(lái)說(shuō)增塑劑會(huì)降低橡膠的彈性，應(yīng)盡量少用增塑劑。七，扯斷伸長(zhǎng)率（延伸率）扯斷伸長(zhǎng)率與拉伸強(qiáng)度有關(guān)，只有具有較高的拉伸強(qiáng)度，保證其在變形過(guò)程中不 受破壞，才會(huì)有較高的伸長(zhǎng)率。一般隨著定伸應(yīng)力和硬度增大則扯斷伸長(zhǎng)率下降， 回彈性大、永久變形小，則扯斷