组织教学： 课堂秩序整顿和考勤。 问题回顾： 导入新课 情境设计二、实验内容总结讨论-课程复习 结合以前课程实验开始之前，各组布置的任务： 【任务布置】 第一组、耐油胶管配方设计 第二组、耐热输送带覆盖胶的配方设计 第三组、胶鞋鞋大底配方设计 第四组、纺织胶辊、胶圈配方设计 第五组、耐酸密封圈配方设计 第六组、桥梁减震垫配方设计 提出相应要求： 查各制品的国标或行标或企业标准，确定其性能指标；结合具体制品结构及性能要求，进行配方及工艺设计。配方设计包括：设计该制品的典型配方，并对配方进行分析论证（各配合体系的选择与论证）；设计验证试验：实验仪器与设备，各种工艺条件的选择（塑炼、混炼过程、硫化参数的测定、试样硫化），性能测试方法和操作规程，试验结果与讨论，实验结论与改进方法等。 教师总结实验过程中出现的主要问题，并对各小组汇报同学提出要求： 实验汇报的具体要求如下： 1、实验结果与性能指标的对比分析； 2、实验过程中存在的问题与不足（从配方及整个实验工艺过程进行分析思考）； 3、配方及工艺过程的改进； 4、实验的收获、心得。 调速轮各小组分组汇报实验内容、实验结果、实验结果的分析与讨论，实验过程中遇到的问题等 参考知识内容： 1、耐油胶管配方设计 （1）使用环境条件：近年来，随着军备器械及交通运输车辆的高性能化，含有多种不同官能团、具有多种功能的合成油品被开发出来。相应配套耐油胶管的，性能也逐渐苛刻化。如输运油品的胶管胶料要求耐热(100℃)、耐寒(-45℃)、耐热氧、耐臭氧老化，耐油及优异的物理机械性能，其中耐油、耐高低温和耐老化性是主要的性能指标。 （2）性能要求： ①耐油性好； ②耐热、耐热氧、耐老化性能优异； ③承受较高的压力（具有适当的强伸性能）； ④耐曲挠性能较好； ⑤使用寿命长。 （3）配合体系的选择： A、胶种选择：一般根据工作介质和工作温度确定，如燃油、液压油、机油等，温度在150℃以下，多选用NBR，或与适量氯丁橡胶并用，也可与其他高聚物如PVC等共混，以获得较好的耐油性和综合性能；当实用温度高于150℃，可选用氢化、氟橡胶、氟硅橡胶等。 B、硫化体系：采用NBR的耐油胶管胶料，一般以低硫配合的有效或半有效硫化体系效果较好。采用DCP硫化的NBR具有压缩永久变形小，耐热、耐低温性能好，不易焦烧和贮存稳定性好，缺点是伸长率低、耐撕裂性能差、硫化速度慢，可选用低硫或无硫配合，也可采用DCP-硫磺/促进剂复合硫化体系，促进剂DM、CZ、TMTD等。 C、补强填充体系：补强剂通常可以用高耐磨CB或通用炉黑或其余半补强炭黑的并用，用量为30—50质量分数。填充剂以碳酸钙、陶土等无机填料为主。 D、软化剂：应以不易被输送的介质油抽出为宜。在满足工艺的情况下，软化剂的用量应尽可能的减少。在以NBR为主要生胶材料的体系中，以脂类软化增塑剂如DBP、DOP等的效果较好。 E、防老剂：应选用不容易被介质抽出的防老剂，如防MB、RD、4010NA、A、D等。 配方示例： 如：NBR 100，氧化锌 5，SA 1，防RD 1，防MB 1，喷雾炭黑 40，HAF 55，DBP 10，葵二酸二丁酯 15搁物架，DCP 2，促CZ 1.5，促M 0.5，硫磺 0.3等。（65±5） 2、耐热输送带覆盖胶配方设计 （1）使用环境条件： 耐热输送带主要用于运送温度较高的物料，广泛应用于冶金、建材、化工等行业，如球团矿石、水泥熟料、烧结矿等。耐热输送带由3部分组成：1)覆盖胶；2)缓冲胶(又称过渡层)；3)帆布擦贴胶。按照HG／T2297—19926《耐热输送带》标准规定，耐热输送带分3个型号。l型：可耐不高于100℃试验温度，代号T1；2型：可耐不高于120℃试验温度，代号T2；3型：可耐不高于150℃试验温度，代号T3。主要性能要求硬度老化后与老化前之差小于±20；拉伸强度变化率小于30%；拉断伸长率变化率小于50%。 （2）性能要求：（T1型） •良好的耐热性，在100℃条件下长期使用，在高于100℃短期使用； •不但要在常温下有较好的耐磨性，而且要求在高温条件下不劣化。 •硫化前要有一定的自粘性和与缓冲胶的互粘性，硫化后有较高的粘合强度 •硬度和拉伸性能达到要求 •较长的焦烧时间及较好的加工工艺性能 •压出物表面光滑，尺寸稳定性好 （3）耐热运输带的相关标准 （1）帆布芯耐热输送带GB/T 20021-2005
（4）耐热运输带的配方示例分析
①生胶：（三元乙丙橡胶100） 耐热输送带覆盖胶最常用的橡胶品种是SBR，IIR和EPR。目前，SBR是最常用的，但它只适合在12O℃ 以下使用；IIR的耐高温性能比SBR好，但工艺性能差，价格又太高，国内使用得很少；EPR耐热性能和价格都比较适中，适于生产耐热输送带。 EPR的耐热性良好，长期使用也不易龟裂，受热后硬度虽然也升高，但升高程度比SBR低得多，而且硬度升高后，其耐磨性能还有所改善。EPM 硫化太慢，因此生产中多采用EPDM。另外，我国国内已有EPDM 在大量生产，价格也比IIR便宜得多。 ②硫化体系：过氧化物硫化胶料的耐热性最好，但硫化速率较慢。为了提高硫化速度，可以加入少量硫黄和促进剂。 ③填充补强体系：（中超耐磨炉黑50）胶料的强度较高，硬度适中，耐磨性较好。 ④软化增塑体系:（四线油15、歧化松油5）加入软化剂可大大提高EPDM 的自粘性和拉断伸长率，但是用量过多会降低胶料的耐热性能。 ⑤防护体系：（防老剂D 2）延缓橡胶的老化，延长制品的使用寿命。 3、胶鞋鞋大底配方设计 （1）使用环境条件及性能要求： 鞋大底是胶鞋接触地面，并承受随频繁磨擦、受压及弯曲的部分，因此规定它必须具备良好的耐磨性、耐屈挠性、弹性和一定的强力。胶料要求柔软，收缩小和黏着性好。 （2）鞋大底性能指标要求：
注：适用于以橡胶为主的材料，经模压制成的鞋底、鞋跟、便鞋底片、鞋底片（不包括微孔底），但不适用于耐酸、耐碱、耐油、耐热，耐电等特殊用途的鞋底、跟。 （3）典型胶鞋鞋大底配方举例：
1 生胶体系： 目前黑大底多采用天然胶与丁苯胶、天然胶与顺丁胶或天然、丁苯、顺丁并用。不同胶种并用时，主要考虑它们之间溶解度参数要相近，使掺用后胶相结构均匀细致，同时还要注意补强剂等在两相中均匀分散，并用胶达到共硫化和同步硫化。含胶率宜控制在35～40％. 在NR使用上，黑大底一般使用4＃、5＃胶，浅大底采用1＃、2＃、3＃烟片胶或标准胶1＃或白绉片胶，浅大底橡胶选择仍以天然胶为主. 选用的合成胶有非污染丁苯胶SBR1502，一般用量不超过10％，溶聚丁苯可用到40％；顺丁胶因物理性能较低，一般不超过20％。至于耐油大底则使用胶或与氯丁胶并用。 胶鞋大底用再生胶有胎面再生胶、胶面胶鞋再生胶和布面胶鞋再生胶等。含胶率一般控制在37～42％，掺用再生胶一般用胎类再生胶；如果鞋类再生胶物理性能较好时，也可两种再生胶并用，如含胶率降低到33～35％，再生胶用量可达50～60份。 2硫化体系： 硫化体系按并用，橡胶特点可采用低硫高促体系，以克服合成胶硫化速度慢的缺点。例如，1.7～2.0份的硫黄及总量在1.5～1.8份的并用促进剂。通常选择能赋于胶料良好物理机械性能，硫化平坦性好，防焦烧性好及不污染、不变、不喷出等的促进剂。促进剂可采用M+D+DM（AB型）或M+D+CZ（ABN型）系统，常用的为促进剂M、促进剂DM与促进剂D并用。 在使用多量高耐磨炭黑的情况下，因胶料易于焦烧，可使用促进剂CZ、NOBS（NOBS因有一定毒性尽量不用或少用）等后效性促进剂。 硫黄用量一般为2.5份左右，硫黄的用量要根据丁苯橡胶、顺丁橡胶用量的增加应相应减少。氧化锌用量一般为3～5份。硬脂酸用量一般为1～3份。 浅大底硫化体系因白炭黑及陶土等有迟延硫化的作用，硫黄一般用量为2.2～2.6份，促进剂可采用AB型或ABN型。在白胶料中促进剂D有污染变现象，使用时用量不宜太大。 3填充补强体系： 浅大底应使用无污染性补强剂，如白炭黑、白陶土、木质素等。加入白炭黑时需使用醇类二甘醇（一缩二乙二醇）、甘油（丙三醇）或三乙醇胺等活性剂；使用陶土时需使用含有－COOH类的活性剂，如硬脂酸（一般用量3～5份）。 4软化增塑体系: 根据所选用生胶种类，选择适当的软化增塑剂，以改善胶料的加工工艺性能及互粘性。 5防护体系： 防老剂用量一般为1～1.5份，要求选用耐屈挠、耐空气和日光老化性好的品种。 防老剂以往多用防老剂A或防老剂D单用或并用，近年来防老剂RD和BLE已逐步代替防老剂D，为改善鞋底的耐屈挠性能，也适当使用适量的防老剂BLE、4010NA、AW、H等。浅大底防老剂选用防老剂MB、SP、DOD，246，2246等非污染性防老剂，以保持颜鲜艳。 4、纺织胶辊、胶圈配方设计 （1）性能要求：适当的硬度和弹性，以便有效地握持纤维进行牵伸；有不绕花的性能，即高度光滑、无毛刺、不粘滞、吸湿和放湿能力；表面摩擦系数小、抗静电性能好；耐磨性好、变形小、寿命长；耐油耐老化性能。 （2）配合体系： A、胶种：常用NBR。 B、硫化体系：硫磺-促进剂体系硫磺用量较高，一般在7-10质量份，以获得所需之硬度。促DM、CZ、D等。硬度较高的常加入少量的防焦剂，防止焦烧。 C、专业助剂：明胶。用量在30-50份，可使得胶料具有优异的抗压缩变形抗静电及良好的吸湿、放湿功能。 D、填充体系：防止污染常用浅填充剂，如白炭黑、陶土、碳酸镁等。用量通常在30-55份，配以适当的偶联剂或活性剂二甘醇。 E、防护体系：防4010NA、防D、AW并用，不仅提高耐臭氧、耐屈挠，延长使用寿命。 F、软化体系：一般选用酯类增塑剂，苯二甲酸二丁酯，一般在10以下。 G、抗静电剂：如抗SN，TM，PES，乙炔炭黑等。 5、耐酸密封圈配方设计 （1）性能要求 优异的耐天候老化、耐臭氧化性能，保证具有较长的使用寿命；压缩永久变形小、耐寒性好，保证较好的密封性能；压出工艺性能好。 （2）配合体系 A、生胶：一般选用耐老化、耐臭氧老化性能好的EPDM和CR。前者使用寿命长可达10年以上。为降低成本、改善工艺性能，可采用EPDM和NR并用方式。 B、补强填充体系：一般根据工作压力确定密封圈的硬度，分为60±5，70±5，颜料专用助剂80±5，90±5级别。一般采用增加或降低炭黑用量实现。采用热裂炭黑或喷雾炭黑，压缩永久变形小、生热低、接触压力大等特点。 C、防护体系：采用防老剂和抗氧剂并有效果好，如4010NA和RD、AW并用，再配以适量物理防老剂石蜡，以提高抗臭氧老化性能。 D、增塑剂：应选用不易挥发、不易迁移的品种，一般在EPDM中加入石蜡油、环烷油，CR中采用变压器油。 E、特殊助剂：在实心胶条中加入5-10份氧化钙，粒度应在400目以上，且先与油类制成膏状物加入胶料。 典型配方举例： 如EPDM 100，氧化锌 5，SA 1，氧化钙 5，SRF 40，石蜡油 20，促M 1，促TMTD 1.1，DTDM 2.5，硫磺 0.8。 6、桥梁减震垫配方设计 （1）性能要求 具有一定的动态阻尼性能，以提供良好的减震效果；与各种金属具有良好的粘合性，粘合强度高；适宜的弹性模量，减小硫化胶的蠕变；良好的耐疲劳、耐动态老化性能。 （2）配合体系： A、生胶：通用可采用NR或NR/BR并用；耐天候老化选用氯丁橡胶等。 B、硫化体系：在硫化胶网络结构中，交联键中硫原子及游离硫越少，交联越牢固，硫化胶弹性模量越大，阻尼系数越小。 C、填充体系：随着炭黑粒径减小、活性增大、用量增加，减震橡胶的阻尼系数和模量也随之提高。 保温包D、增塑剂：降低Tg和改善加工性能之外，使阻尼转变区变宽。一般满足极性相匹配，对于NR，采用松焦油、锭子油等增塑剂；对于NBR，采用苯二甲酸二丁酯等。 如NR 100，氧化锌 10，硬脂酸 1.5，石蜡 1，防 D 1，防4010NA 1，HAF 25，松焦油 6，促进剂CZ 0.6，促TMTD 0.1，硫磺 2.5。 课堂总结 1、各小组实验过程中遇到的问题；实验结果的分析讨论；如何开展下次实验内容 课程复习提纲 ： 1、橡胶配方、基础配方、性能配方的定义？配方设计的定义？ 2、橡胶配方的表示形式、不同表示形式之间的换算、含母炼胶配方的转换计算、配方成本计算（单位体积成本、单位质量成本、配方胶料成本）、降低成本的措施？ 3、配方设计的基本原则与程序？ 4、如何从配方设计的角度，提高胶料的硬度？提高胶料的拉伸强度？ 5、硫化返原的定义？原因？解决措施？ 6、何谓压出膨胀？压延及压出对胶料有哪些性能要求？ 7、何谓喷霜？喷霜的三种形式？解决措施？ 8、何谓焦烧？焦烧性与生胶结构、硫化体系、填充体系、软化和防护体系的关系？ 9、如何结合具体橡胶制品，确定生胶及各种配合剂的加料顺序？如何设计其加工的基本工艺过程？ | 考勤 (2 min) 新课导入 任务要求 任务、汇报的要求 任务实施 总结布置 5 min | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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