乳胶制品的配方设计

时间：2024-12-06

乳胶制品的配方设计

胶乳制品品种繁多，性能要求及使用条件也不一样。因此，在配方设计时应考虑这些因素，在配合组分中加入适宜的胶乳和助剂改善和**所需性能。

1、耐热性能：制品的耐热性能优劣主要取决于胶种的耐热性能及橡胶的交联结构。因此在配方设计上除考虑制品在变形时的生成热，改善其导热性外，在胶种方面较好选择聚合物化学稳定性良好或化学键能高的胶乳，如丁基胶乳、丁腈胶乳、氯丁胶乳等，其耐热性都比**胶乳的好。一般交联结构中硫交联键的硫原子数愈少，其热稳定性也愈好，故可采用无硫或低硫硫化体系。如以硫载体（如TMTD）进行硫化，使形成的交联键主要是单硫交联键，所得制品的耐热性大大改善。在硫磺硫化体系中增加氧化锌用量，选择高促低硫配合，促使生成较多的单硫交联键和双硫交联键，产品耐热性可相应提高。采用**过氧化物、树脂硫化体系以及辐射硫化胶乳，因生成的是热稳定性较高的C－C和C－O－C交联键，其制品的耐热性优于硫磺硫化体系的。改善耐热性还应选用高效的耐热防老剂。如采用促进剂ZDC、防老剂MB和4010NA并用体系有协同效应，能赋予制品优良的耐热性能。

2、耐寒性能：橡胶的耐寒性能与其分子的化学结构及分子间作用力有关。一般主链上具有双键及醚键结构的胶乳如**胶乳、顺丁胶乳、丁苯胶乳、丁基胶乳等耐寒性能较好。而含极性基团的胶乳如丁腈胶乳、氯丁胶乳等耐寒性能较差。因此。制备耐寒的胶乳制品对胶乳品种的选择是十分重要的。此外，对于非结晶性胶乳，如丁腈胶乳，可设法降低其玻璃化温度。主要措施有加入大量增塑剂；降低交联密度；不用补强剂及填充剂等。对于结晶性的胶乳如氯丁胶乳，则着重降低其结晶化作用，因为结晶状态同样使胶乳失去弹性。主要措施有破坏分子链结构的规整性；提高交联密度；增加补强效应或加入酯类增塑剂等。也可以采用与耐寒性能较好的胶乳并用，以提高其耐寒性能。

3、耐油性能：橡胶在油类物质中的溶胀或溶解，取决于橡胶和油类物质的化学性质。带有极性基团的胶乳与非极性的石油类油脂接触时，由于两者极性相差较大，既分子间的内聚能密度相差很大，油类就难于对橡胶起溶胀作用。极性胶乳如丁腈胶乳、聚硫胶乳、环氧化**胶乳等对油类有良好的化学稳定性，一般都有良好的耐油性能。此外，在配方设计上，注意选用不被油类抽提出的增塑剂和防老剂；提高交联键密度，适当增加填充剂和防老剂用量，可在一定程度上改善其耐油性。

4、阻燃性：阻燃性是指胶乳制品离开火源后，火焰能迅速自行熄灭的特性。阻燃作用主要是隔绝燃烧所需要的氧和热源。因此，阻燃制品必须在受热时放出卤素、二氧化碳、氨、氯化氢等不燃气体，隔离氧和热源，或其含有热阻值大的填充剂，使制品不易燃烧。含有氯原子的氯丁胶乳是阻燃制品较好的胶种。加入含磷、溴、氯、氮元素的化合物或有阻燃作用的增塑剂如氯化石蜡、磷酸**苯酯等均能提高制品的阻燃性。另外，也可加入受热时放出结晶水的物质，借以吸收热量使热量尽快散发，同样也可起阻燃作用。

5、硬度和定伸应力：硬度是表征材料抗压入的性能，定伸应力则表征材料拉伸至一定程度所具有的应力。弹性材料对张力的反应取决于模量的大小，从模量的角度来看，硬度和定伸应力有一定的相关性。从配方设计考虑，硫化胶的硬度和模量主要取决于硫化胶的交联密度、所含的填充剂和增塑剂。随着交联密度的增加，硫化胶的模量也相应增加。在配方中加入较多的硫化剂和促进剂，适当增大氧化锌的用量，均可提高交联密度，从而增大制品的定伸应力。在某些情况下，也可加入一些填充剂，可以明显地提高制品的硬度和定伸应力，但伸长率会相应降低。此外，常用的增塑剂如各种酯类，都有降低硬度和定伸应力的作用。

6、耐酸碱性能：大多数橡胶本身都能耐中等浓度以下的酸、碱溶液。要提高制品的耐酸碱性，关键在于选择耐酸、碱的配合剂。如在硫化体系中选用二硫代氨基甲酸锌之类的**锌盐代替可与酸碱反应的氧化锌、加入能耐酸碱的助剂如硫酸钡、滑石粉等以及胶种选用饱和度高的丁基胶乳等都能使所得制品具有较好的耐酸碱性。

7、耐屈挠龟裂性能：胶乳制品弹性好，其耐屈挠龟裂性就高。提高制品的弹性一般可采取如下几种方法:

①选用聚合物弹性好的胶乳如**胶乳、氯丁胶乳、聚异戊二烯胶乳等；

②硫磺用量适中，硫化时将硫化点控制在硫化平坦范围的前期；

③不加填充剂和增塑剂；

④加入能提高耐屈挠龟裂的防老剂，如防老剂4010（N－环己基－N苯基对苯二胺）、2246、SP（苯乙烯化苯酚）、AW（6－乙氧基－2，2，4－**基－1，2，二氢化喹啉）等。

8、绝缘性能：非极性橡胶具有很好的绝缘性能，而一般的非极性胶乳中还含有的亲水性物质如蛋白质、水溶物和无机盐等，这些会降低制品的绝缘性能。因此，选用的胶乳应尽量没有上述的非橡胶物质如纯化**胶乳等。其次，尽可能采用非水溶性的和吸水性低的的配合剂。

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