配方與各種物理性能的關(guān)系：各種橡膠制品都有其特定的使用性能和工藝要求。為了滿足其物理性能，需要選擇最合適的聚合物和復(fù)合劑進(jìn)行合理的配方設(shè)計(jì)。首先要了解配方設(shè)計(jì)與硫化橡膠物理性能的關(guān)系。硫化橡膠的物理性能與配方設(shè)計(jì)密切相關(guān)，配方中使用的材料和用量不同會(huì)導(dǎo)致性能差異。

　　一.抗拉強(qiáng)度

　　抗拉強(qiáng)度是產(chǎn)品抵抗拉伸破壞的極限能力。它是橡膠制品的重要指標(biāo)之一。許多橡膠制品的使用壽命與拉伸強(qiáng)度直接相關(guān)。例如，橡膠套和橡膠減震器的耐久性隨著拉伸強(qiáng)度的增加而增加。分子間相互作用的次價(jià)很小。因此，當(dāng)外力大于分子間相互作用時(shí)，會(huì)發(fā)生分子間滑動(dòng)，材料被破壞。相反，當(dāng)分子量大，分子間作用力增大時(shí)，膠料的內(nèi)聚力會(huì)提高，鏈段在拉伸過(guò)程中不易滑動(dòng)，因此材料破壞程度小。所有其他影響分子間力的因素都對(duì)拉伸強(qiáng)度有影響。例如NR/CR/CSM在橡膠主鏈上有結(jié)晶取代基。分子間化合價(jià)大大提高，拉伸強(qiáng)度也有所提高，這是這些橡膠具有良好自增強(qiáng)性能的主要原因之一。普通橡膠的拉伸強(qiáng)度隨著結(jié)晶度的增加而增加。也與溫度有關(guān)，高溫拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)低于室溫。拉伸強(qiáng)度與交聯(lián)密度有關(guān)。隨著交聯(lián)密度的增加，拉伸強(qiáng)度增加，達(dá)到最大值后繼續(xù)增加?？估瓘?qiáng)度會(huì)大大降低。硫化橡膠的拉伸強(qiáng)度會(huì)隨著交聯(lián)鍵能的增加而降低。對(duì)于能產(chǎn)生拉伸結(jié)晶的天然橡膠，弱鍵斷裂較早，有利于主鍵的取向結(jié)晶，所以會(huì)有較高的拉伸強(qiáng)度。通過(guò)硫化體系，采用硫磺硫化，選擇使用促進(jìn)劑，DM/M/D也能提高抗拉強(qiáng)度(炭黑發(fā)熱導(dǎo)致炭黑補(bǔ)強(qiáng)除外)。拉伸強(qiáng)度與填料、增強(qiáng)劑的關(guān)系是影響拉伸強(qiáng)度的重要因素之一。填料直徑越小，比表面積越大，表面活性越大，增強(qiáng)性能越好。結(jié)晶橡膠的硫化橡膠表現(xiàn)出單調(diào)下降，因?yàn)樽栽鰪?qiáng)非晶態(tài)橡膠如丁苯橡膠的增強(qiáng)性能隨著用量的增加而增加，過(guò)度使用會(huì)有下降的趨勢(shì)。隨著用量的增加，低等級(jí)橡膠達(dá)到最大值時(shí)可以保持不變。拉伸強(qiáng)度與軟化劑的關(guān)系會(huì)降低拉伸強(qiáng)度。然而，少量，通常在開(kāi)煉機(jī)中少于7 phr，在密煉機(jī)中少于5 phr，將改善分散性并提高拉伸強(qiáng)度。不同的軟化劑會(huì)不同程度地降低拉伸強(qiáng)度。一般天然橡膠適合植物油。非極性橡膠用芳烴油，如丁苯橡膠/順丁橡膠/順丁橡膠用石蠟油、環(huán)烷油、丁腈橡膠/氯丁橡膠用二丁基苯酚/鄰苯二甲酸二丁酯等。都有所改善二、撕裂強(qiáng)度

　　橡膠的撕裂是由應(yīng)力作用下裂紋或材料裂紋的快速膨脹引起的，從而導(dǎo)致失效。撕裂強(qiáng)度與拉伸強(qiáng)度沒(méi)有直接關(guān)系。在很多情況下，撕裂與拉伸強(qiáng)度不成正比。一般來(lái)說(shuō)，結(jié)晶橡膠比非結(jié)晶橡膠具有更高的撕裂強(qiáng)度。撕裂強(qiáng)度與溫度有關(guān)。除天然橡膠外，炭黑和白炭黑填充的橡膠在高溫下撕裂強(qiáng)度明顯降低。撕裂強(qiáng)度與硫化體系有關(guān)。多硫鍵具有較高的撕裂強(qiáng)度。高硫消耗導(dǎo)致更高的撕裂強(qiáng)度。然而，過(guò)量的硫消耗會(huì)顯著降低撕裂強(qiáng)度。使用平整度較好的促進(jìn)劑有利于提高撕裂強(qiáng)度。撕裂強(qiáng)度與填充體系有關(guān)，如炭黑、白炭黑、白艷華、氧化鋅等?？梢垣@得更高的撕裂強(qiáng)度。肉桂烯等一些偶聯(lián)劑可以提高撕裂強(qiáng)度。通常加入柔軟劑會(huì)降低撕裂強(qiáng)度。比如石蠟油會(huì)使丁苯橡膠的撕裂強(qiáng)度極其不利，而芳烴油變化不大。比如CM/NBR中使用的酯類增塑劑，其影響要比其他柔軟劑小得多。

　　三.恒定的拉伸應(yīng)力和硬度

　　恒定拉應(yīng)力和硬度是橡膠材料剛度的重要指標(biāo)，是硫化膠產(chǎn)生一定變形所需的力。它們與較大的拉伸變形有關(guān)，相關(guān)性好，變化規(guī)律基本相同。橡膠分子量越大，有效交聯(lián)恒定拉伸應(yīng)力越大。為了獲得規(guī)定的恒定拉伸應(yīng)力，對(duì)于小分子量的橡膠，可以適當(dāng)增加交聯(lián)密度。任何能增加分子間作用力的結(jié)構(gòu)因素都能提高硫化膠的抗變形能力。比如CR/NBR/PU/NR模量應(yīng)力較高。模量應(yīng)力對(duì)交聯(lián)密度有很大影響。無(wú)論是純橡膠還是增強(qiáng)硫化膠，隨著交聯(lián)密度的增加，恒定拉伸應(yīng)力和硬度也呈線性增加，這通常是通過(guò)調(diào)整硫化劑、促進(jìn)劑、共硫化劑和活性劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。硫的促進(jìn)對(duì)增加恒定拉伸應(yīng)力有更顯著的作用。該填料可以提高產(chǎn)品的恒定拉伸應(yīng)力和硬度。增強(qiáng)性能和硬度越高，恒定拉伸應(yīng)力越高。硬度越大，填充度越高。反之，柔軟劑增加。硬度降低，模量應(yīng)力降低。除了增加補(bǔ)強(qiáng)劑，烷基酚醛樹(shù)脂的硬度可以達(dá)到95度，高苯乙烯樹(shù)脂，樹(shù)脂RS和促進(jìn)劑H的硬度可以達(dá)到85度。