各种橡胶制品配方设计的要点及一般程序Word文档格式.docx
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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:
查找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。
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℃,可选用氢化丁腈、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:
NBR100,氧化锌5,SA1,防RD1,防MB1,喷雾炭黑40,HAF55,DBP10,葵二酸二丁酯15,DCP2,促CZ1.5,促M0.5,硫磺0.3等。
(65±
5)
2、耐热输送带覆盖胶配方设计
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%。
(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/T20021-2005
指标名称项目
类型
T1可耐热不大于100℃试验温度
允许变化范围
硬度(邵A)
老化后与老化前之差(IRHD)
+20
老化后的最大值(IRHD)
85
拉伸强度(MPa)
性能变化率/%
-25
老化后最低值/MPa
12
拉断伸长率(最大伸长率)
老化后变化率/%
-50
老化后最低值/%
200
磨耗量(/1.61km,T1型)
老化前磨耗量(cm3合格品)
1.0
(4)耐热运输带的配方示例分析
原材料
基本配方
/质量份
三元乙丙橡胶
100
氧化镁
10
氧化锌
促进剂M
硬脂酸
1
促进剂TMTD
防老剂D
促进剂ZDC
1.5
中超耐磨炉黑
50
硫黄
2.5
四线油
15
歧化松油
5
合计
201
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D2)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:
性能项目
黑色
半透明
鞋底
鞋跟
便鞋底片
拉伸强度,MPa
≥10.78
≥8.82
≥9.8
≥7.84
伸长率,%
≥300
≥250
≥400
硬度(邵尔A型)
65±
5
磨耗减量,cm3/
≤1
≤0.9
≤1.3
≤1.5
屈挠(万次不裂)
≤5
≤4
≤6
撕裂强度,N/cm
≥245
≥196
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:
原材料
大底
天然橡胶
40
白炭黑
70
丁苯橡胶
陶土
28
顺丁橡胶
20
轻质碳酸钙
15
再生橡胶
50
固体古马隆
14
3
防老剂RD
1
4
防老剂4010
工业脂
12
促进剂M
1.6
机油
促进剂DM
合计
319.9
促进剂D
1.3
含胶率
31.26%
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,黑色大底一般使用4#、5#胶,浅色大底采用1#、2#、3#烟片胶或标准胶1#或白绉片胶,浅色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丁腈胶或与氯丁胶并用。
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、不变色、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。
浅色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。
在白色胶料中促进剂D有污染变色现象,使用时用量不宜太大。
3填充补强体系:
浅色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。
浅色大底防老剂选用防老剂MB、SP、DOD,246,2246等非污染性防老剂,以保持颜色鲜艳。
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。
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:
防止污染常用浅色填充剂,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±
5,80±
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EPDM100,氧化锌5,SA1,氧化钙5,SRF40,石蜡油20,促M1,促TMTD1.1,DTDM2.5,硫磺0.8。
6、桥梁减震垫配方设计
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。
通用可采用NR或NR/BR并用;
耐天候老化选用氯丁橡胶等。
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。
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NR100,氧化锌10,硬脂酸1.5,石蜡1,防D1,防4010NA1,HAF25,松焦油6,促进剂CZ0.6,促TMTD0.1,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?
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
(2min)
新课导入
任务要求
任务、汇报的要求
任务实施
总结布置
5min
加强温度控制安全教育是事故预防的三大策略之一,搞好安全教育必须要用安全教育学做理论支撑。
安全教育学是从事安全教育的教师和培训师最重要的理论基础之一,由于许多安全管理工作者经常需要承担安全教育的工作,安全教育学也是他们的必选课。
安全教育学是安全科学与工程和教育学两个一级学科的交叉所形成的一门分支学科。
安全教育学是一门以提高各类安全教育的绩效为主要目标,对人类一切与安全教育活动有关的现象、规律、方法、原理和技术及其应用等进行研究和实践的交叉学科,具有重要的理论和实际意义。
三、课程的基本要求
使安全工程专业学生掌握安全教育学的内涵和学科体系、安全教育学原理、安全教育的主体和客体、安全教育方法论、安全教育的教学设计、安全教育评价、现代安全教育技术,学会做安全教育培训项目开发、安全培训项目和课程的设计与实施、安全培训质量控制与管理等。
四、教学内容、重点难点及教学设计
章节
教学内容
总学时
学时分配
教学方案设计(含教学方法、教学手段)
讲课
(含研讨)
实践
第1章
安全教育学概述
安全教育学的内涵与范畴,安全教育学的特征与功能,安全教育的分类及其内容
安全教育学的内涵与范畴,安全教育学的特征与功能
讲授法、案例讨论法、学生试讲教师点评法等
第2章
安全教育学原理
4
安全教育的机理,安全教育的记忆规律,安全教育学六原理,安全教育的基本原则和要素
安全教育的机理,全教育学六原理
第3章
安全教育的主体和客体
安全教育的主体,安全教育的客体,安全教育主客体的协同作用关系
安全教育的主体,安全教育的客体
第4章
安全教育方法论
安全教育的研究方法,安全教育的教学方法,安全教育的技术方法
安全教育的研究方法,安全教育的教学方法
第5章
安全教育的教学设计
教学设计的模式,基于过程模式的教学设计实施,混合式教学设计
第6章
安全教育评价
安全教育评价模式的构建,安全教育评价指标体系的构建,安全教育评价的实施流程
安全教育评价模式的构建,安全教育评价指标体系的构建
第7章
现代安全教育技术
教学媒体的应用,多媒体教学系统案例,多媒体课件的制作
多媒体课件的制作
第8章
安全教育培训项目开发
国家规定的企业安全教育培训项目,由安全培训机构开发培训的项目,安全培训项目开发的内容和要点,安全培训工作的改革和完善
安全培训机构开发培训的项目,安全培训项目开发的内容和要点
第9章
安全培训项目和课程的设计与实施
安全培训项目的设计与实施,安全培训课程的开发与实施,安全培训课堂教学实战经验
安全培训课堂教学实战经验
第10章
安全培训的质量控制与管理
我国安全生产培训的管理办法,影响安全生产培训质量因素,加强安全培训管理工作的“五个机制”,安全培训教师队伍素质及能力提高方法
影响安全生产培训质量因素,加强安全培训管理工作的“五个机制”,安全培训教师队伍素质及能力提高方法
实验课1
安全教育培训演讲会
同学们学会控制情绪、时间、节奏,能够合理运用开场白、眼神、声音、表情、手势、步伐、姿势等技巧,让自己像一名教师一样自如的授课、演讲。
同学们的角色变成一名教师,以一名老师的眼光去评价、去“挑剔”每一位同学的教学水平
由学生自主选择和设计教学方案
实验课2
安全培训方案设计汇报
实践包括实验、上机等;
实验课更具可教学需要灵活穿插在各堂课之中。
五、实践教学内容和基本要求
1.主题演讲
(1)活动主题:
“安全颂”“安全故事会”“安全观”等演讲。
每人一题,要求学生根据布置的题目写好演讲,长度1200~1500字,可以演讲5~7分钟左右。
稿子要求围绕题目写,要原创、精炼、生动、翔实、有事故案例,距演讲前一周提交。
演讲要求学会控制情绪、时间、节奏,能够合理运用开场白、眼神、声音、表情、手势、步伐、姿势等技巧。
(2)活动过程:
采用自己报名的形式,以便增强学生准备过程的主动性;
由学生自己做主持人;
请了摄像师全程拍录像;
请会做FLASH的同学制作视频片头;
后期制作之后供学生自己欣赏或传播。
(3)活动效果:
通过编稿和演讲准备,让学生体会了教学的备课和讲课的过程,也感受了当教师的不易;
教学虽说不是“台上一分钟,台下十年功”,可也是“台上一刻钟,台下十年功啊”;
通过录像等方式,也学习了现代教育技术的运用,提高了学习和演讲认真程度和兴趣。
学生和我总的感觉还不错。
7、耐油胶管配方设计
(1)使用
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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