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配方設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)

配方設(shè)計(jì)是橡膠工業(yè)中的首要技術(shù)問(wèn)題，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的意義，是橡膠制品獲得所需性能的主要途徑.

合理的配方，要求保證橡膠制品性能優(yōu)良、膠料工藝性能良好并能獲得較佳經(jīng)濟(jì)效益,配方設(shè)計(jì)應(yīng)受到橡膠企業(yè)和技術(shù)人員的重視。

配方設(shè)計(jì)工作要繼承前人的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)踐中勇于創(chuàng)新,并通過(guò)試驗(yàn)得到驗(yàn)證.

配方設(shè)計(jì)的基本理論

配方設(shè)計(jì)的基本理論是相關(guān)性理論

配方組分與混煉膠和硫化膠之間存在著相關(guān)關(guān)系；

配方組分與材料品種、類型及用量,對(duì)混煉膠以及硫化膠具有決定性的影響；

硫化膠性能與材料之間存在相關(guān)關(guān)系；

硫化膠性能之間存在著相關(guān)關(guān)系;

硫化膠性能與加工條件（開煉、密煉、擠出、硫化方式、模壓、注壓）對(duì)性能的影響；

上述5項(xiàng)相關(guān)性研究,即構(gòu)成橡膠配方的基本內(nèi)容,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證,達(dá)到經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)合理配方。

配方成分的組成

橡膠配方原材料有數(shù)百種,所采用的配合劑越來(lái)越專用化,配方的組分概括為以下5種

生膠 這是配方的主體材料，以生膠為100,其他材料品種用量根據(jù)生膠類型選擇。

性能體系： 補(bǔ)強(qiáng)劑、防老劑、著色劑、芳香劑、增強(qiáng)劑、增黏劑和新型助劑

成本體系： 填充劑、增容劑

增塑體系： 增塑劑包括化學(xué)增塑劑和物理增塑劑。

硫化體系： 硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑、防焦劑

配方設(shè)計(jì)依據(jù) （以載重輪胎胎面為例）

產(chǎn)品使用條件 氣溫范圍、路面條件（例如柏油路、水泥路、土路、碎石路，平原或山區(qū)）負(fù)荷、車速、一次性的行駛里程、往返連續(xù)性行駛里程

輪胎使用程度 輪胎使用時(shí)長(zhǎng)必須滿足用戶的要求（載重汽車輪胎剩余花紋保持2mm,轎車輪胎保持1.6mm）

輪胎膠料整體配方設(shè)計(jì)

輪胎是復(fù)合材料厚制品,由11-12種不同性能的膠料和骨架材料組成.

由于膠料加工受熱過(guò)程、硫化受熱過(guò)程不同,

還需提高膠與膠、膠與骨架材料粘合的持久性,調(diào)整輪胎生熱和提高膠料耐熱老化性能；

在整體配方設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮以下性能的匹配和要求.

門尼焦燒時(shí)間t5 匹配

硫化時(shí)間t90匹配

300%定伸應(yīng)力匹配

耐熱老化性能指標(biāo)100°C，24小時(shí)胎面拉伸強(qiáng)度保持率、拉斷伸長(zhǎng)保持率均大于70%,布層膠拉伸強(qiáng)度保持率和拉伸伸長(zhǎng)保持率均大于80%.

制定膠料技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

制定內(nèi)控指標(biāo)時(shí)要考慮小配合、大配合、半成品和成品膠料性能的變化規(guī)律

混煉膠工藝性能指標(biāo)項(xiàng)目 門尼黏度（ML1001+4°C）門尼焦燒時(shí)間（125°C）t5 硫化儀143°C（胎面膠）t10、t90、較大扭矩,密度，應(yīng)具有良好的收縮性、挺性、黏著性、無(wú)噴霜.

硫化膠物理性能項(xiàng)目：硫化儀硫化曲線(t10、t35、t90、t100、較大扭矩)、返原性、拉伸強(qiáng)度、拉伸伸長(zhǎng)率、300%定應(yīng)力、拉斷后出現(xiàn)變形、硬度、密度。

此外還有彈性、壓縮生熱、撕裂性、附著力、老化后（100°C,48h）拉伸強(qiáng)度。胎面膠（胎側(cè)膠）還有日光老化、磨損性能、損耗因子.

成本指標(biāo)

選擇方案

為實(shí)現(xiàn)配方的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),有多種措施方案可以選擇,要用計(jì)算機(jī)和經(jīng)驗(yàn)選擇較佳方案

在掌握各項(xiàng)機(jī)理和相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上,運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù),確定品種和用量，用均分法、修正法和比例組合法,評(píng)估性能；

從多種方案中選出較優(yōu)方案,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證,必要時(shí)進(jìn)一步調(diào)整配方(變量和正交試驗(yàn)),選出較佳的配方。輪胎翻劑是什么材料組成的？

輪胎翻新材料主要包括胎面膠、中墊膠、膠條輪胎、修補(bǔ)膠、翻胎工具、硫化內(nèi)胎等新材料。

快速

導(dǎo)航

保存方法

保養(yǎng)方法

主要材料

1、胎面膠：輪胎翻新的主要材料和關(guān)鍵部位就是胎面膠，胎面膠是輪胎最外層與路面接觸而表面印有花紋的一層膠料,能增強(qiáng)輪胎的牽引力，在行駛時(shí)的沖擊和搖擺中起到緩沖作用，有效防止簾線層的割破和刺穿等。

2、中墊膠：應(yīng)用于所有冷翻預(yù)硫化胎面與胎體之間的中間墊膠。起到緩沖、過(guò)渡胎面所受的沖擊力形成階梯型的定伸應(yīng)力匹配,保證了輪胎在高負(fù)載情況下應(yīng)力均勻分配,而無(wú)法形成應(yīng)力聚中點(diǎn),使熱量均勻散發(fā)出,來(lái)保證輪胎的使用壽命.

3、膠條：膠條融合獨(dú)特的耐寒耐熱工藝配方，具有優(yōu)良的氣密性能,使修補(bǔ)后的輪胎能全天候適應(yīng)各種道路環(huán)境，有效提高輪胎翻新的耐磨率和使用壽命，同時(shí)使翻新輪胎更加美觀。

4、輪胎修補(bǔ)膠：適用于大眾化輪胎補(bǔ)洞的材料有：胎冠膠、填洞膠(胎冠扎傷專用)、胎側(cè)膠、子口膠(胎圈膠)、鋼絲胎襯膠、尼龍?zhí)ヒr墊膠、鋼絲簾布、尼龍簾布、子口布、漿子膠，輪胎翻新使用的緩沖層膠、修補(bǔ)無(wú)內(nèi)胎子午線輪胎的氣密層膠。

5、翻胎工具：補(bǔ)片、打磨釘、打磨刷、打磨鋸片、局部氣囊等。

6、包封套：應(yīng)用于冷翻輪胎硫化，起到胎面與胎體固定硫化，是翻新輪胎重要消耗品之一。能抵擋較高的操作溫度，是一種耐熱、耐拉伸、耐氧老化、物理綜合性能較高的產(chǎn)品。丁基橡膠配方

丁基橡膠基本配合

丁基橡膠的基本配合包括硫化體系、補(bǔ)強(qiáng)體系、增塑體系和防老體系等。

一、丁基橡膠分子中含有少量異戊二烯鏈接，這是丁基橡膠硫化的基礎(chǔ)。主要采用三種方法硫化：硫磺硫化、二肟類和對(duì)亞硝基化合物硫化、酚醛樹脂硫化。一般講，硫磺硫化體系在加工、硫化膠性能等方面綜合性能較好；醌肟類體系硫化速度，硫化膠密實(shí)、耐熱、耐臭氧；樹脂類硫化體系的硫化膠性能耐高溫性優(yōu)異。

（一）、硫磺硫化體系

丁基橡膠硫化機(jī)理與天然橡膠相同，硫化體系由硫磺、活性劑、促進(jìn)劑等組成。

1、硫化組分

（1）、硫磺 硫磺為硫化劑，一般2-3份即可獲得最佳定伸應(yīng)力和耐臭氧性能。硫磺在丁基橡膠中溶解度較低，若總量超過(guò)1.5份，容易噴霜。硫化時(shí)，形成多硫鍵或雙硫鍵交聯(lián)結(jié)構(gòu)和單硫結(jié)構(gòu)，前者采用硫磺量較多為普通體系；后者硫磺用量較少或采用硫給予體，為有效硫化體系。

（2）、活化劑 丁基橡膠在硫化硫化過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生硫化氫，破壞橡膠中的雙硫鍵，引起氧化還原反應(yīng)。氧化鋅能與硫化氫反應(yīng)生成硫化鋅，阻止氧化還原，使硫化順利進(jìn)行。一般為5份左右，與氧化鋅配合使用的活化劑主要為硬脂酸，一般為1-2份，用量大時(shí)會(huì)降低定伸應(yīng)力。

（3）、促進(jìn)劑 丁基橡膠的硫磺硫化必須使用促進(jìn)劑，多以超促進(jìn)劑或超超促進(jìn)劑，如秋蘭姆類或氨基甲酸鹽類為主，且用量較多。考慮硫化速度、交聯(lián)密度、焦燒安全和硫化膠性能的綜合性能平衡，一般采用一種或幾種主促進(jìn)劑與一種輔助促進(jìn)劑并用，常用輔助促進(jìn)劑有M、DM，作用是在加工過(guò)程中防止焦燒，硫化時(shí)促進(jìn)硫化。

a、秋蘭姆類 此類為丁基橡膠硫磺硫化體系主促進(jìn)劑，常用品種TMTD、TETD、TMTM、TRA（DPTT）等。其中TMTD為最常用品種，其硫化初始速度較快，常與促進(jìn)劑M或促進(jìn)劑DM并用，一般不超過(guò)1.5份。

b、二硫代氨基甲酸鹽類 其結(jié)構(gòu)同秋蘭姆類類似，但活性更大。主要品種有TeEDC、CDD、CED、Bz、SED等，可同M、DM或TMTD等并用，也可并用。

c、噻唑類 此類為丁基橡膠硫磺硫化體系中輔助促進(jìn)劑，主要品種有M、DM。提高焦燒安全性。用量為0.5-1份，超過(guò)1.5份會(huì)降低硫化膠的定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度。

2、硫化體系類型

主要有三種：硫磺硫化、硫給予體硫化、低硫高促硫化體系。

（1）、硫磺硫化體系 組成為：硫磺0.75-2.0份；二硫代氨基甲酸鹽或秋蘭姆促進(jìn)劑1.5-1.5份；噻唑類促進(jìn)劑0.5-1.5份。硫化膠物理機(jī)械性能較好，但耐熱性差。

（2）、硫給予體硫化體系 組成為二硫代嗎啡啉和TRA2份；秋蘭姆和二硫代氨基甲酸鹽2份。硫化膠耐熱性高，壓縮永久變形小。缺點(diǎn)是交聯(lián)不充分，拉伸強(qiáng)度較低，成本較高。

（3）、低硫高促硫化體系 組成為：硫磺0.3-0.5份；噻唑類促進(jìn)劑0-1.0份；秋蘭姆或二硫代氨基甲酸鹽類促進(jìn)劑3.0-4.0份。硫化膠的壓縮永久變形小，耐熱性好，但強(qiáng)度低、焦燒安全性差，配方成本較高。

（二）、醌肟硫化體系

醌肟硫化體系能有效地硫化丁基橡膠。即使雙鍵最少的丁基橡膠也能有效的進(jìn)行硫化。

1、硫化機(jī)理

對(duì)醌二肟或?qū)?二苯甲酰苯醌二肟同丁基橡膠硫化時(shí)，先與氧或金屬氧化物反應(yīng)生成對(duì)二亞硝基苯，再與、異戊二烯單元的雙鍵進(jìn)行交聯(lián)，形成C-N-C立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

2、硫化組分

由硫化劑、活化劑、促進(jìn)劑和防焦劑組成。

（1）、硫化劑 常用的有GMF和DBGMF。DBGMF的焦燒安全性較大。用量一般為2份（GMF）-6份（DBGMF）

（2）、活化劑 以氧化鋅為主，它可以改善硫化，提高硫化膠的耐熱性，但對(duì)焦燒有一定的負(fù)面影響。

（3）、促進(jìn)劑 常用氧化鉛、過(guò)氧化鉛、四氧化三鉛和DM。鉛類有污染膠料的傾向，一般不用于淺色膠料。淺色膠料采用DM。

（4）、防焦劑 常用二苯硫脲、十八烷基胺和二芐胺。

（三）、樹脂硫化體系什么是實(shí)心輪胎

實(shí)心輪胎是與充氣輪胎(空心輪胎)對(duì)應(yīng)的一種輪胎。胎體是實(shí)心的。不用簾線作骨架，不必充氣，故不需內(nèi)胎或氣密層。最早的輪胎就是實(shí)心輪胎。實(shí)心輪胎目前僅用于低速行駛的高負(fù)荷車輛或機(jī)械，也用于固定位置的機(jī)械。

分類：

實(shí)心輪胎一般分為黏結(jié)式和非黏結(jié)式兩種，前者指橡膠直接硫化在輪輞上的輪胎，后者指硫化后再固定在輪輞上的輪胎。

按形狀分圓柱式實(shí)心輪胎和斜底式實(shí)心輪胎兩種;按用途又分抗靜電、導(dǎo)電型、耐油型、高負(fù)荷實(shí)心輪胎、環(huán)保無(wú)痕實(shí)心輪胎等。

用途：

一種特制的輪胎，主要適用于防暴車、運(yùn)鈔車、反恐車，工程車輛，林業(yè)機(jī)械等特殊車輛。

實(shí)心輪胎一般都在高負(fù)荷下使用，要求膠料有足夠的耐壓性和耐磨性，具有足夠高的定伸應(yīng)力、較高的硬度、低的永久變形和良好的耐磨性。

實(shí)心輪胎是一種適應(yīng)于低速、高負(fù)載苛刻使用條件下運(yùn)行車輛得工業(yè)輪胎，其安全性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性等明顯優(yōu)于充氣胎，廣泛用于各種工業(yè)車輛、軍事車輛、建筑機(jī)械、港口機(jī)場(chǎng)的拖掛車輛等領(lǐng)域。

原料：

主要制作原料是由一種特殊的橡膠材料做的，除中間很少的空心維持重心以外，全部是實(shí)心。這樣制作的輪胎可以起到防釘、防彈、防地雷、防燃燒瓶…深受從警人員喜愛(ài)。但是實(shí)心輪胎非常笨重，且裝上汽車后操縱性不是很好，所以有待專業(yè)人士進(jìn)一步改進(jìn)。

特點(diǎn)：

實(shí)心輪胎高彈性、散熱強(qiáng)、耐磨性好，更好的穩(wěn)定性能,(光面)接觸地面的面積更大，抓地能力強(qiáng)。

功能及特點(diǎn):實(shí)心輪胎使用壽命長(zhǎng)、變形率低、對(duì)叉車影響少、減低了叉車的維修費(fèi)用、增加了駕駛員的舒適性。

一、優(yōu)良的安全使用性能，有利于提高工作效率

因?qū)嵭妮喬ヌンw為全橡膠構(gòu)成，最大限度地保證了輪胎的耐刺穿性，從根本上消除了工業(yè)車輛在承載運(yùn)行過(guò)程中及在惡劣的作業(yè)環(huán)境中的輪胎刺穿隱患。實(shí)心輪胎的負(fù)荷-形變量小、運(yùn)行穩(wěn)定性好，因其耐刺耐撕，無(wú)需充氣，避免了頻繁補(bǔ)胎換胎的繁重勞動(dòng)，可提高車輛的使用率和工作效率，在低速、高效運(yùn)行車輛中，實(shí)心輪胎完全可以替代充氣輪胎。

二、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證輪胎具有較好的使用性能

東洋實(shí)心輪胎采用先進(jìn)的三段式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，三種膠料分別保證了輪胎的整體性能。高剛性、高強(qiáng)度的基部膠及鋼環(huán)支撐，既保證了輪胎的挺性，又確保輪胎與輪輞的緊固性，根本上消除了實(shí)心輪胎的滑圈問(wèn)題;高彈性的中間膠，有效地吸納了車輛運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)，具有舒適的駕乘性，同時(shí)避免了對(duì)車輛的損壞;加厚的胎面膠層，保證了輪胎的耐撕耐磨性能，提高了實(shí)心輪胎的使用壽命;另外，LINDE叉車專用輪胎合理的鼓內(nèi)及CLICK結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證了輪胎安裝及與輪輞的緊密配合，加寬的輪胎斷面，提高了車輛的運(yùn)行穩(wěn)定性。

三、先進(jìn)的技術(shù)和配方設(shè)計(jì)

東洋實(shí)心輪胎的生產(chǎn)在橡膠配方設(shè)計(jì)上最大限度地提高了輪胎的使用性能，特別是基部膠全部采用國(guó)外進(jìn)口高剛性、低生熱膠料，輪胎在運(yùn)行時(shí)的生熱和溫升降到最低，同時(shí)又提高輪胎的耐熱性能，從而解決了實(shí)心輪胎因溫升導(dǎo)致的脹大、滑圈、爆裂等嚴(yán)重問(wèn)題;先進(jìn)的配方設(shè)計(jì)又降低了輪胎的滾動(dòng)阻力。經(jīng)國(guó)家工程機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，我公司的實(shí)心輪胎滾動(dòng)阻力系數(shù)與充氣輪胎相當(dāng)，這樣就解決了因換用實(shí)心輪胎帶來(lái)的油耗升高問(wèn)題

另外，我公司生產(chǎn)的高性能無(wú)印痕實(shí)心輪胎，因其采用淺色(彩色)配方設(shè)計(jì)，做到了運(yùn)行剎車無(wú)印痕，環(huán)保潔凈，特別適用于環(huán)保衛(wèi)生條件要求較為嚴(yán)格的食品、電子、醫(yī)藥等行業(yè)，此項(xiàng)科技成果已通過(guò)國(guó)家科技部門鑒定。

四、在解決輪胎滑圈、掉塊、裂口等方面的優(yōu)勢(shì):

1.采用進(jìn)口纖維膠作為輪胎基部膠后，改善了輪胎的生熱性能，使輪胎的運(yùn)行生熱大大降低:實(shí)心胎與輪輞是通過(guò)過(guò)盈配合壓裝到一起的，胎體生熱過(guò)高產(chǎn)生膨脹就會(huì)導(dǎo)致輪胎滑圈。而纖維膠具有剛性好、硬度大、挺性好、變形小、膨脹系數(shù)小、低生熱等優(yōu)點(diǎn)，因而從根本上消除了輪胎生熱導(dǎo)致的轂內(nèi)脹大而產(chǎn)生的滑圈現(xiàn)象。

2.輪胎掉塊和裂口是由多方面因素造成的，除了使用過(guò)程中產(chǎn)生的硬傷等外部因素外，內(nèi)因主要是由于橡膠老化造成的，并且主要以熱老化、光老化為主。使用纖維膠降低了輪胎的生熱，從而消除了由于熱老化對(duì)橡膠的損壞而導(dǎo)致的裂口、掉塊等現(xiàn)象。

五、結(jié)構(gòu)改變后對(duì)輪胎性能的影響

CLICK(易裝型)結(jié)構(gòu)輪胎斷面加寬后，加強(qiáng)了車輛在運(yùn)行中的穩(wěn)定性。

實(shí)心輪胎按其用途可分為無(wú)痕環(huán)保型、導(dǎo)電型、另配型、標(biāo)準(zhǔn)型、耐油型及高荷載型等。

A. 無(wú)痕環(huán)保胎:一般顏色為淺色，如白色、灰色、綠色、黃色等。幾乎接近特殊行業(yè)的地面顏色，使用過(guò)程中不會(huì)或較少留下輪胎印痕，保持了地面的整潔。在醫(yī)藥、電子、食品、汽車等要求潔凈程度較高的行業(yè)使用。

B. 導(dǎo)電型輪胎:使用過(guò)程中能釋放靜電，不會(huì)因靜電而產(chǎn)生火花，避免火災(zāi)的發(fā)生。一般使用在火藥、油料、化工等易燃易爆危險(xiǎn)品行業(yè)，導(dǎo)電型輪胎只有黑色。

C. 另配型輪胎:大多使用在歐系車上，如林德、永恒力、STILL、OM等，又稱快裝式實(shí)心輪胎。

D. 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)心輪胎:大多數(shù)車型均能使用。

E. 耐油性實(shí)心輪胎:是指使用在油污等物質(zhì)污染較多路面的實(shí)心輪胎。