橡膠制品配方設計與膠料工藝性能的關系
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摘 要：橡膠制品配方的設計是非常復雜的一個實驗過程，需要不斷的尋求各個配方之間最合適的比例，獲得完美的平衡性能。優良的橡膠制品配方設計能夠極大的改進膠料工藝的性能，增加膠料的可塑性、混煉特性和包輥性，也能夠提升膠料焦燒、噴霜的性能。此外，橡膠制品配方能夠對膠料工藝性能中的壓延壓出性造成很大的影響。本文就淺談橡膠制品配方設計與膠料工藝性能的關系。
關鍵詞：橡膠制品配方設計;膠料工藝;性能
橡膠是現有唯一一種常溫下具有高彈性的材料，是人類社會日常生產生活中使用的重要材料。橡膠按來源及制取方式可分為天然橡膠和合成橡膠，工業生產及日常生活常用的種類有天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、三元乙丙橡膠、丁基橡膠等，各種膠料性能優缺點各不相同。而膠料的工藝性能和橡膠制品配方設計有著很大的聯系，甚至橡膠制品配方設計在很大程度上能夠覺醒膠料的質量。所以研究橡膠制品配方設計與膠料工藝性能的關系，進而改進配方和工藝，是提升膠料的性能和質量的有效措施。
一、橡膠制品配方設計的要求與分類
橡膠制品配方設計的本質就是通過在橡膠中加入不同種類和數量的配合劑，從而使得橡膠制得到想要的優良性能。在橡膠制品配方設計的過程中，需要達到的要求或者是目的有三個，一個是針對橡膠材料的自身特性進行取長補短，達到設計性能要求，第二是改善制作（混煉）工藝，第三是降低成本。其中改善性能主要是針對各種生膠的性能不足的方面，通過配方方面的調整彌補，從而使橡膠的運用得到人們想要的效果。改善配方混煉工藝主要是為了后期膠料量產過程中提高生產效率和控制混煉膠質量。降低成本主要是在不影響成品的質量和性能的條件下，通過搭配合適的填充材料，達到降低成本的目的。橡膠制片配方設計按照作用，可以分為三種，分別是實驗配方和性能配方，以及最后的制品配方。這三種配方設計是橡膠制品配方設計的組成部分。
二、膠料工藝性能的基礎上橡膠制品配方設計的考慮因素
?。?）膠料的選擇
在膠料的制作過程中，對于材料的選擇是非常重要的，由于生膠的結構分子和特征都不盡相同，所以它的蠕變特性也都存在著差異。這其中，膠料分子結構中，丁苯膠分子結構就有著很大的特點，側基笨重、分子僵硬，而且柔順的性能極差，所以在變形上就表現的非常慢，即使在壓延輥筒上停留上有著充足的時間，也不能滿足平衡的條件，反而在離開壓延輥筒整個束縛物后能夠很快的改變自己的形狀。所以，基于這一點，丁苯膠分子構成的橡膠種類上和其他的天然橡膠相比，有著很強的收縮性。天橡膠中的分子相對來說分子柔順性強，有著很強的塑變能力，能夠在壓延輥筒的條件作用下，改變形狀，并且保持很長時間。所以在膠料工藝制作中，要合理的選擇膠料，生產出性能較好的橡膠制品。
?。?）膠料的含膠率
在橡膠制品配方設計中，膠料的含膠率是需要重點關注的一個問題，因為含膠率的不同，對于膠料的壓延性也會有所不同。一般來說，膠料的含膠率越高，膠料的彈性也就越大，它的收縮率也就越大。所以在橡膠制品配方設計中，一般會添加填充劑，尤其是炭黑這類的填充劑，不僅能夠使膠料變得比較硬，還可以使其在壓延后保持狀態，不再變形，是控制收縮率的有效手段。除此之外還可以添加軟化劑，以此來保證膠料的可塑性，膠料在壓延后由于軟化劑的存在，半制品的表面得以光滑細膩，也能夠提升膠料壓延的性能。
?。?）硫化體系
硫化體系主要是指膠料工藝直走中，硫磺的用量或者是一些促進劑的用量，和膠料的焦燒性能密切相關。值得注意的是，膠料的焦燒性能是膠料工藝性能中非常重要的，關系到膠料混煉過程及后期硫化生產過程的安全性，膠料時間太短會導致混煉過程產生熟膠現象，硫化過程產生發生制品表面不良等缺陷，所以硫化體系的改良就有著重要的作用?？梢酝ㄟ^調整硫化體系，添加防焦劑控制硫化速度，保證安全的焦燒時間的，從而保證混煉及硫化過程的安全性。
三、橡膠制品配方設計對膠料工藝性能影響
性能良好的橡膠制品配方設計，不僅僅是配方設計的完美性，更重要的是配方設計與制作工藝、制作工藝與制作設備、配方設計與制作設備的完美結合。才是最優良的橡膠制品配方設計。
?。?）壓延壓出性
壓延壓出性是影響膠料工藝性能重要的因素，壓延主要是壓延輥筒將膠料壓成想要的形狀，壓出性是指在膠料出壓延滾筒后能夠維持形狀的時間。一般來說壓延的效果要取決于膠料的性能，包括可塑性和收縮性。膠料的壓延壓出性能決定膠料的成品質量。所以，延長膠料在壓延后可塑性和保持性，使我們所希望并且是所需要解決的。因此，就需要研究影響膠料在壓延過程中的影響因素，一般來說有兩種，一種是膠料本身，一種是制作工藝，所以在橡膠制品配方的設計中是必須要考慮的兩種因素。
?。?）包輥性
保證膠料良好的壓延工藝性能的第一點就是包輥性，所以在橡膠制品配方設計中，包輥性是無法繞過的一個環節。膠料的包輥性又和其伸縮性緊密相關，相互影響。膠料的收縮性太大，就會造成膠料的表面非常的粗糙，反之則會影響膠料的包輥性，但是包輥性的下降就會導致膠料強度的下降。所以，在這個的基礎上，如何能夠保障其中的平衡性，是急需解決的問題。橡膠制品配方設計中，需要進行良好的平衡設計。膠料壓出的性能也比較中必要，一般來說是從加料口中的吃膠量以及半成品的外觀還有壓出后膠料收縮的情況，還有最后壓出的速度等都是膠料壓出性能的指標判斷。
?。?）混煉特性與可塑性
混煉特性是指填充劑混入膠料分子中的速度，混煉程度越高，膠料的性能會越強。一般來說炭黑結構的是比較容易混入的。在加入填充劑之前，加入軟化劑，能夠使膠料的年度下降，混煉特性如果過高，就會帶來分散不良的影響。所以在配方設計的過程中，要根據實際情況選擇性能良好的填充劑，來保證膠料的工藝制作需求。膠料的可塑性除了膠料本身的特性外，還可以通過軟化劑來得到?？伤苄允悄z料成型的保證，但是在橡膠制品配方設計中，一定要注意軟化劑、防老劑等方面的配合比。
?。?）焦燒和噴霜
膠料混煉生產中，槽法炭黑因其酸性不易發生焦燒，爐法炭黑的弱堿性會促進硫化，易焦燒的情況，因此在配方法設計過程中，需要采用后效性促進劑，也可以根據情況添加適量的防焦劑。噴霜主要是由于配方中硫化劑、促進劑及其他物料的添加量超過橡膠本身溶解度而遷移至產品或膠料表面，噴霜現象會導致硫化制品表面呈現臟污形態，影響產品銷售，為避免噴霜現象，需要對配方中各種物料用量進行試驗驗證，嚴格控制混煉工藝及硫化工藝，保證混煉分散的均勻性及硫化過程一致性，防止欠硫。
結束語：
橡膠制品配方設計很大程度上取決于膠料工藝的性能，通過對膠料的分析和研究，了解影響膠料工藝性能的因素，為橡膠制品配方是設計中提供數據支撐，從而保證出產的膠料的性能和質量。
參考文獻
[1] 張子宏;鄭宏祥;邵巍;回穎;魏冬青;李海明;;再生活化劑結構對再生橡膠物理性能的影響[J];橡塑資源利用;2008年02期
作者簡介：胡勝超（1985-），男：漢，河南長垣，助理工程師，大專，研究方向：橡膠配方設計及橡塑制品成型工藝、
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