橡胶配方设计综合实验内容及操作步骤(doc 9页)
高分子材料与工程专业实验
橡胶配方设计综合实验
实验报告
班级： 08030342班
硬脂酸SA 工业
品
0.8～1.2
高耐磨炭黑HAF 工业
品
5～30
N-芳基-N-烷基对苯二胺4010N
A
工业
品
1
～3
2、实验用仪器及设备
（1）开放式炼塑机（SK-160B）
辊筒工作直径=160mm，辊筒工作长度=320mm，前辊转速=24.0r.p.m,后辊转速=17.8r.p.m,最大辊间距=4.5mm，最小压片厚度=0.2mm。

一次加料量=100～200g，辊筒最高加热温度≤200℃（2）平板硫化机（XKLB-25D）
额定表压=145kg/cm²，油缸活塞直径D=160mm，电热板面积=360*360mm，模板最大加热温度≤200℃。

（3）密炼机混炼设备(HL-200型)
（4）橡胶硬度计
（5）万能拉伸测试仪
一、实验工艺条件的预定
1、材料配方的确定
一原料名称简称成分质
量/g
丁腈橡胶NR 200
邻苯二甲酸
二辛酯
DOP 10
硫磺S 4
四甲基秋兰
姆二硫化物
TMTD 1
氧化锌ZnO 10
硬脂酸SA 2
高耐磨炭黑HAF 10
N-芳基-N-烷基对苯二胺4010N
A
4
二
原料名称简称成分质
量/g 丁腈橡胶NR 200 邻苯二甲酸
二辛酯
DOP 10
硫磺S 4 四甲基秋兰
姆二硫化物
TMTD 1 氧化锌ZnO 10 硬脂酸SA 2 高耐磨炭黑HAF 20
N-芳基-N-烷基对苯二胺4010N
A
4
三
原料名称简称成分质
量/g 丁腈橡胶NR 200 邻苯二甲酸
二辛酯
DOP 10 硫磺S 4 四甲基秋兰
姆二硫化物
TMTD 1 氧化锌ZnO 10
硬脂酸SA 2 高耐磨炭黑HAF 30
N-芳基-N-烷基对苯二胺4010N
A
4
四原料名称简称成分质
量/g
丁腈橡胶NR 200
邻苯二甲酸
二辛酯
DOP 10
硫磺S 4
四甲基秋兰
姆二硫化物
TMTD 1
氧化锌ZnO 10
硬脂酸SA 2
高耐磨炭黑HAF 40
N-芳基-N-烷基对苯二胺4010N
A
4
五
原料名称简称成分质
量/g 丁腈橡胶NR 200 邻苯二甲酸
二辛酯
DOP 10 硫磺S 4 四甲基秋兰TMTD 1
姆二硫化物
氧化锌ZnO 10 硬脂酸SA 2 高耐磨炭黑HAF 50
N-芳基-N-烷基对苯二胺4010N
A
4
2、塑炼工艺条件的确定
塑炼温度： 80℃。

塑炼时间：5min
3、混炼工艺条件的确定
加料顺序：固体软化剂（石蜡、硬脂酸）、小药（促进剂、活化剂、防老剂）、补强剂
（炭黑、碳酸钙）液体软化剂。

混炼温度： 85℃。

混炼时间：5min.
4、硫化工艺条件的确定
硫化温度： 150℃。

硫化时间：6min。

硫化压力：115kg/cm²
二、实验内容及操作步骤
1、按实验配方称取各组分物料，分别放在盛料
容器中。

2、塑炼
（1）据丁腈橡胶的性能确定塑炼的温度一
般为60～80℃，打开加热开关，使设备的密
炼温度达到预定值，恒温20min。

（2）开动主机，调整转速达到40～80转/
分之间，加入丁腈橡胶，上顶栓上加5kg砝
码。

密炼时间5分钟，戴上手套，转速调零，关闭主机。

3、混炼
（1）打开密炼机，按顺序加料，注意不加
硫磺，逐步加料的顺序为固体软化剂（石蜡、硬脂酸）、小药（促进剂、活化剂、防老剂）、补强剂（炭黑、碳酸钙）液体软化剂。

（2）开动主机，调整转速达到40～80转/
分之间，上顶栓上加5kg砝码。

混炼时间5
分钟，戴上手套，转速调零，关闭主机。

然
后再打开密炼室，加入硫磺，开动主机，调
整转速为40～80转/分之间，上顶栓加5kg
砝码混炼时间1分钟，戴上手套，转速调零，关闭主机，打开密炼室，取出混炼好的胶料，清洗密炼室。

4、检查平板硫化机的液压传动系统和电热板
加热是否正常，确认正常后，将试样模具放
在压机中，保证加热模板与成型模板刚和接
触，对模具预热。

①待模板温度达到预热温度时，取出模具，清理模具内部表面，有必要时，可以用少量与硫化胶不产生化学反应的隔离剂，一般采用硅油或中性皂液等。

②将混炼后压成的胶片切成与模腔尺寸相对应的胶坯，并标出胶料的名称，编号和硫化条件及胶料压延方向。

胶坯的质量可按以下方法计算：胶坯质量（g）=模腔容积（cm³）*胶料密度（g/cm³）
③将胶坯放入模腔，合好模具，放到压机
中，加压至达到实验拟定压力时，硫化时间
8±1分钟。

④达到硫化时间后，下降压机，取出模具，立即打开，取出硫化胶片。

⑤将硫化好的硫化胶片放在冲片机上，按有关测试标准，用裁刀冲裁试样。

5、测试其拉伸强度、撕裂强度和硬度；
6、处理数据，以炭黑的含量为横坐标，测试的
性能指标为纵坐标作图，找出规律并分析原因。

六、橡胶拉伸强度、撕裂强度和硬度的测定
（1）橡胶拉伸强度的测定
1、插上电源，根据试样的性质选定适宜的负荷，加上所需的砣。

2、调整拉力机的零点，让指针与读数盘的零点重合。

3、根据试样的型号，选择下降速度。

4、将哑铃状试样均匀的置于上、下夹持器上，并用螺钉固定。

5、开动实验机，按下下降手柄，拉伸速率为200mm/min ，拉伸试样并跟踪试样的标记，按实验要求记录下列各项：
①试样拉伸到300%时的力值。

②试样拉伸至扯断过程中出现的最大值。

③试样扯断时的伸长率。

拉伸强度的计算公式： Wb
F T
S
式中：S
T ——拉伸强度，MPa ；
F ——试样拉伸至拉断过程中出现的最大力值，N ；
W ——试样狭小平行部分长度，mm ；
b ——式样的厚度，mm 。

断裂伸长率计算公式： ()
0100L L L E
b b
-=
式中：Eb ——断裂伸长率，%； Lb ——试样断裂时的标距，mm ； L0——试样原始标距，mm 。

（2）橡胶撕裂强度的测定：
1、检查设备运转情况及速度转换是否正常可靠，装好拉伸实验模具。

2、测量试样厚度。

3、调试试验机的速度为所要求的速度，500mm/min 。

4、调整拉力实验机的零点指针，使指针与表盘的零点重合。

5、将试样夹在试验机的夹具上，使试样的受力方向与撕裂方向垂直。

6、开动试验机，并记录试样破坏时的负荷。

撕裂强度计算公式：d
F
T
S
=
式中：Ts ——撕裂强度，KN/m ； F ——撕裂时的力，N ； d ——试样的厚度，mm ；
（3）橡胶硬度的测定:
1、实验前检查试样，如表面有杂质须用纱
布沾酒精擦净。

2、校正：自由状态下应为零度，当与测量平台完全接触时，此时表的刻度为100度。

3、将试样放在表头与平台之间，压下手柄，试样缓慢地受到1Kg 力的负荷时立即读数。

4、试样上的每一点只准测量一次硬度，测量点与点之间距离不小于10mm 。

七、实验数据的记录
（1）橡胶拉伸强度的测定
拉伸强度按以下公式计算：Wb
F T S
=
断裂伸长率：()
0100L L L E
b b
-=
编号 试样
平
均厚度/mm
平均
宽度/mm 拉伸至
300%时的
力/N 拉伸最大力值/N
初始标距
L /mm
断裂时的标距
b
L /mm 断
裂伸长率/%
拉伸强度/MPa
配方
1 1
2
3
4 5
配方2 1 2 3 4 5
配方3 1 2 3 4 5
配方4 1 2 3 4 5
配方
5 1 2 3
4
5
（2）橡胶撕裂强度的测定：
撕裂强度计算公式： d
F T S
编号
试样
厚度/mm
平均厚度/mm
撕裂力/N
撕裂强度/MPa
配方1
1 2 3 4 5 配方
1 2
2 3
4
5
配方3 1 2 3 4 5
配方4 1 2 3 4 5
配方5 1 2 3 4
5
（3）橡胶硬度的测定
编号硬度
1 硬度
2
硬度3 硬度4 硬度5 平均
硬度
配方1 配方2 配方3 配方4 配方5。