橡膠配方設(shè)計(jì)基本原理

　　事實(shí)上，橡膠配方技術(shù)乃是一種選擇和運(yùn)用材料之科學(xué)和藝術(shù)。一般之橡膠配方目的有三：首先是使橡膠制品具有實(shí)用之物性;其次是能配合現(xiàn)有加工設(shè)備進(jìn)行良好之加工作業(yè);最后是以可能之最低成本之配料達(dá)到符合客戶所要求之物性水平。

　?換言之，設(shè)計(jì)橡膠配方最需考慮之三要素為配料之物性者、加工性和成本，并使三者獲得一個(gè)適當(dāng)之平衡點(diǎn)，此即配方設(shè)計(jì)都最主要之工作。

　?配方中常用之添加劑可摘要分類成十個(gè)主要成份：

　?橡膠或彈性體( elastomers ) :

　?橡膠配方設(shè)計(jì)第一個(gè)步驟也是最重要的步驟即為選擇橡膠基材或原料膠。橡膠為工程材料之一種，不論其組成為何，都帶有一些共通之基本特性。所有橡膠都帶有彈性，可彎曲性、韌性、不易透水和透空氣等性質(zhì)。除了這些共通特性外，每種橡膠因組成之不同，各自具有其本身之性質(zhì)。

　?加硫劑( Vulcanizing agents ) :

　　添加加硫劑之目的是使配料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而在橡膠分子之間產(chǎn)生架橋( cross linking )之現(xiàn)象而改變橡膠之物性。化學(xué)架橋作用使橡膠配料由柔軟、帶粘性之熱可塑體變成強(qiáng)韌之熱固物，此時(shí)受溫度之影響較少。到目前為止，硫磺仍是最廣泛使用之加硫劑。其它載硫劑(sulfur donor )如二硫化秋蘭姆類之 TMTD(TUEX)有時(shí)亦用作全部或局部取代元素硫磺于低硫或無(wú)硫加硫系統(tǒng)之配方，使制品得以改善其耐熱性。配方設(shè)計(jì)者其第二個(gè)最重要之工作為對(duì)于配料加硫系統(tǒng)，加硫劑和促進(jìn)劑之選擇。

　?加硫促進(jìn)劑( Accelerators ) :

　?加硫促進(jìn)劑可使配料硫化速率加快而縮短加硫時(shí)間。

　?活化劑( Activators )和遲延劑 (Retarders):

　?活化劑是用來(lái)幫助促進(jìn)劑增強(qiáng)其活性和效能，最常用之活化劑有鋅氧粉、硬脂酸、氧化鉛、氧化鎂和胺類( H )。

　?防老劑( Antidegradants ) :

　　防老劑可延緩橡膠制品因受氧氣、臭氧、熱、金屬催化作用和屈曲運(yùn)動(dòng)之影響而劣化。因此添加防老劑于配料后可以增強(qiáng)制品之耐老化性并延長(zhǎng)其使用壽命。

　?加工助劑( Processing aids )：

　?加工助劑顧名思義即是幫助配料便于加工作業(yè)，如混煉壓延、押出和成型等。

　?填充劑( Fillers ) :

　?填充劑可以增強(qiáng)配料之物性，幫助加工性或降低其成本。補(bǔ)強(qiáng)性填充劑可以增加制品之硬度、抗張強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度( modulus)、抗撕裂強(qiáng)度和耐磨性。一般常用碳煙或細(xì)顆粒之礦質(zhì)材料。

　?可塑性( Plasticizer )，軟化劑和增粘劑 (Tackfier):

　?可塑性、軟化劑和增粘劑是用于幫助膠料混練，改變其粘度，增強(qiáng)配料粘性，改善制品在低溫之柔曲性，或代替部份膠料而不致對(duì)物性有太多之影響。大體而言，這些類之添加劑可當(dāng)作加工助劑或擴(kuò)展劑。

　?色料( Color Pigment ) :

　?色料是用于非碳煙類之配料中以提供特定之顏色。一般常用色料可分為有機(jī)類和無(wú)機(jī)類。無(wú)機(jī)類有氧化鐵、氧化鉻、二氧化鈦(鈦白粉)、硫化鎘、硒化鎘、硫化銻、硫化汞、立得粉(lithopone )和軍藍(lán)等。

　?有機(jī)色料比無(wú)機(jī)色料要貴很多。但其使用效果較好，色相鮮艷而比重又很低。而且有機(jī)色料之色彩變化較無(wú)機(jī)色料多。但是，大多數(shù)之有機(jī)色料對(duì)蒸汽、光、酸或堿均不安定，而且有時(shí)還會(huì)游移到制品表面。

　?特殊用途之材料：

　?特殊用途之材料即非經(jīng)常在水多數(shù)之配料如發(fā)泡劑、調(diào)味劑、粘著助劑、耐燃劑、防霉劑和紫外線吸收劑等即是。

　?配方設(shè)計(jì)程序 :

　?幾乎所有之新配方系自現(xiàn)有配方加以修改而成。目前，已委很少人嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)全新的配方，因?yàn)樵趯?shí)用上是不太需要的。為使配方有效，配方設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)設(shè)法利用內(nèi)在或外在已有之各類技術(shù)資料，然后根據(jù)所需而加以整理、分析，并運(yùn)用個(gè)人想像力和創(chuàng)造力而進(jìn)行設(shè)計(jì)配方。下述各步驟可作為配方設(shè)計(jì)之參考。

　?確定目標(biāo)物之物性和成本。

　?選擇適用之原料膠。

　?研制現(xiàn)有類似配料之試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　?參考各類有關(guān)材料之技術(shù)資料。

　?設(shè)定初期配方。

　?試作小樣品以測(cè)試物性可否符合目標(biāo)物。

　?估算所用材料之成本作為進(jìn)一步評(píng)估之參考資料。

　?評(píng)估此配料在現(xiàn)場(chǎng)之作業(yè)性。

　?以該配方試制目標(biāo)物。

　?測(cè)試其物性是否能符合規(guī)格。