论合金颗粒掺杂在橡胶鞋底的研究方案设计egkj.docx

《论合金颗粒掺杂在橡胶鞋底的研究方案设计egkj.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《论合金颗粒掺杂在橡胶鞋底的研究方案设计egkj.docx（12页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、合金颗粒粒掺杂在在橡胶鞋鞋底的研研究方案案设计耐磨性能能是橡胶胶制品的的一项重重要指标标，例如如橡胶轮轮胎、密密封件、传传送带、活活塞环及及鞋底等等，在使使用过程程中必然然产生摩摩擦与磨磨损，这这些都与与材料失失效和安安全性密密切相关关中国国是一个个产鞋大大国，消消费量也也是非常常可观，提提高橡胶胶鞋底的的耐磨性性，可以以带来相相当可观观的经济济效益和和社会效效益新的抗磨磨损材料料发展有有两个显著著特点：第一是是由单一一材料向向复合材材料发展展，在材材料中加加入颗粒粒、晶须须和纤维维等增强强材料以以提高耐耐磨性；第二是是采用近近代表面面技术制制造高性性能耐磨磨损材料料目前前，人们们比较倾倾向于

2、复复合材料料的研发发：采用干干法混炼炼工艺在在橡胶中中加入510的稀稀土氧化化铈，提提高了橡橡胶的耐耐磨性；在乙丙橡橡胶内添添加一定定比例的的氮化硅硅，提高了了其耐磨磨性；合肥开开尔纳米米公司应应用自主主生产的的纳米级级非晶氮氮化硅(平均粒粒径 200nm)研制的的在主体体材料为为EPDDM的波纹纹管中添添加115份 NSSN粉橡胶超超耐磨补补强剂,取得良良好效果果.由于干法法混炼工工艺简单单，生产产方便，但但不能将将稀土颗颗粒很好好地均匀匀分布在在生胶中中，尤其其是稀土土含量高高时，稀稀土颗粒粒容易产产生局部部团聚而而导致应应力集中中，使样样品强度度下降，耐耐磨性降降低。最重要的的一点是是，

3、稀土土的价格格比较高高，在鞋鞋底中添添加稀土土氧化物物，提高高了鞋类类制品的的成本。而而陶瓷制制品具有有高硬度度，耐磨磨，耐腐腐蚀耐高高温，取取材广泛泛，价格格低廉等等特点，比比较适合合鞋底用用聚氨酯酯橡胶的的掺杂，以以提高橡橡胶鞋底底的耐磨磨性。陶陶瓷材料料的成份份主要是是氧化硅硅、氧化化铝、氧氧化钾、氧氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化铁、氧化钛等。另外，金金刚石橡橡胶轮胎胎的制造造工艺发发明专利利（专利利号：95110599912）在胎冠冠原料中中添加重重量比为为200010000：1的金刚石石单晶（粒粒度：33080目），制成金金刚石橡橡胶轮胎胎。与普通通橡胶轮轮胎比较较，其耐耐磨性能能得到

4、大大大改善善。所以我们们，现在在选取氧氧化铝陶陶瓷及一一定配比比的金刚刚石，掺掺杂到聚聚氨酯鞋鞋底中，既既提高了了聚氨酯酯鞋底的的耐磨性性，又能能极大的的降低成成本。这这是一种种比较可可行的途途径。我们现在在所要解解决的问问题是由由于常用用无机物物与有机机物间的的相容性性较差，因因此难以以保证复复合材料料的两相相界面间间具有良良好的亲亲和性，当当加入量量大于一一定值时时，材料料的耐磨磨性反而而下降在橡胶胶结合剂剂中，由由于大尺尺寸颗粒粒对结合合剂粘附附结合力力不足和和在硫化化过程中中的橡胶胶结合剂剂中的颗颗粒表面面周围形形成“微裂纹”，使磨磨粒与橡橡胶结合合把持不不牢。在提高工工具中橡橡胶结合

5、合剂与金金刚石颗颗粒的结结合力中中提到，“微裂纹”的发生可解释为，当橡胶结合剂的工具在加热硫化过程中，强烈地流动形成硬橡胶的反应，聚合作用和聚合物分解，并伴随有气体产物排出 (H2S，SO2，HC1，H20，NH3)。当外部压力去掉并将工具从压模中取出，它将受热的影响而快速膨胀，使粘结剂同掺杂颗粒结合力弱化。结果在掺杂颗粒周围形成充满气体的空隙，使粘结剂与掺杂结合强度急剧下降。用 C-0122A酚粘结结剂和 AM-9有机硅硅产品，按 75：25的体积比配制的填料涂附磨料颗粒，低粘度溶液保证它浸透金刚石颗粒表面所有凸凹处和裂隙，明显提高金刚石颗粒与橡胶粘结剂的结合力。甚至同时往橡胶粘剂中加入适当

6、量的C-012A酚粘结剂，此时的结合力，例如橡胶粘结剂与 CII一012A粘结剂形成的簿涂附层的弹性 Pl，提高两倍多。一聚氨酯酯橡胶鞋鞋底生产产工艺及配配方1 原料料主反应应原料多聚氰氰酸酯TDII,MDDI,多多元醇，聚聚醚2 助剂剂操作助助剂增塑剂聚聚氨酯的的混炼胶胶中，增增加混炼炼胶的可可塑性，改改善硫化化胶的低低温性能能，降低低硫化胶胶的硬度度，用量量不宜过过大，否否则经济济硫化胶胶的耐磨磨性能，一一般选择择极性增增塑剂如如苯二甲甲酸酯类类，减磨剂剂，进一一步提高高耐磨性性，如硅硅油，石石墨。润滑剂，主主要用于于热塑性性和混炼炼型弹性性体的加加工中，如如硬脂酸酸及其盐盐类脱模剂必必有

7、的助助剂，常常用的有有硅橡胶胶，硅酯酯，硅油油以及石石蜡。以以及非极极性高分分子材料料，如聚聚四氟乙乙烯聚苯苯乙烯制制作模具具，减少少擦涂脱脱模剂工工序。填充剂，降降低成本本。，在在反应注注射成型型制品中中为提升升制品的的刚性和和模量，往往往加入入玻璃纤纤维作填填充剂，或或者云母母片，硅硅灰石，碳碳纤维，等等填充物物着色剂，硫化助剂剂：硫化化剂和促促进剂，仅仅在混炼炼型聚氨氨酯弹性性体中应应用。硫化剂包包括异氰氰酸酯，过过氧化物物和硫磺磺三类，水链增长长剂同时时也是二二氧化碳碳气泡的的的原料料来源交联剂提提高泡沫沫的力学学性能催化剂（胺及有机锡锡）催化化发泡剂剂凝胶反反应速率率泡沫稳定定剂使泡

8、沫沫稳定水解稳定定剂防霉剂阻燃剂3 配比比4生产工工艺: 1、PU鞋底原原液的制制备原原液可分分为聚酯酯型和聚聚醚型两两种。早早年开发发的为聚聚丙二醇醇体系,现多为为聚酯型型体系,因其性性能不同同,制备方方法亦有有所不同同。聚酯型PPU鞋底原原液的制制备多采采用预聚聚物法或或半预聚聚物法,一般可可制成双双组分或或三组分分,A组分由由部分聚聚酯、扩扩链剂、匀匀泡剂和和发泡剂剂等组成成,400e770e混匀静静止脱气气而得。在在全水发发泡体系系中,发泡剂剂为水,A组分中中的水量量必须测测定,其含量量一般为为0.44%左右。B组分为部部分聚酯酯多元醇醇与异氰氰酸酯反反应制得得的端异异氰酸酯酯预聚物物

9、。聚酯酯相对分分子质量量为15000220000为宜。异异氰酸酯酯中,纯MDI与液化MDI之比为19BB1。反应应过程中中,须加万万分之一一的抑制制剂以阻阻碍副反反应发生生,一定温温度下保保温2h3h即可,其中)NCCO%控制在19%左右。C组分为为催化剂剂(加到A组分中中则为双双组分原原液)。三组组分体系系适用于于双色、低低硬度的的运动鞋鞋和低密密度凉鞋鞋。使用用时,先将A组分与C组分混混合均匀匀,再与B组分混混合即可可。其特特点为黏黏度和反反应活性性降低小小,产品的硬硬度、尺尺寸变化化小及成成型稳定定性好。聚聚醚型原原液的制制备多采用一一步法。其其中A组分由由聚醚多多元醇、扩扩链剂、发发泡

10、剂、催催化剂和和匀泡剂剂等在混混合器中中充分混混匀而得;B组分为改改性异氰氰酸酯或或液化MDI。 2、PUU鞋底成成型工艺艺PU鞋底底有单元元鞋底、全全聚氨酯酯靴鞋、鞋鞋帮直接接注底、硬硬鞋根和和鞋底中中间层等等整鞋和和组合鞋鞋底的模模塑。全全聚氨酯酯靴鞋的的鞋底、鞋鞋面或鞋鞋帮均由由PU制成,其中由由微孔PU弹性体体制得的的全聚氨氨酯鞋,靴筒柔柔软、鞋鞋底耐磨磨、耐油油和耐化化学腐蚀蚀,整鞋轻轻便且具具有保暖暖性和舒舒适性。PU鞋底一一般采用用低压浇浇注成型型或高压压浇注成成型,少数也也用注射射模压,其工艺艺流程如如图1。成型型设备为为鞋底浇浇注机。用用于聚酯酯型PU成型的的常压浇浇注设备备

11、主要由由浇注机机、环行行或转台台烘道等等装置组组成。在在PU鞋底原原液中由由于A,BB组分均均为液体体,混合反反应剧烈烈,所以在在成型过过程中,设备的的准确计计量和组组分的混混合均匀匀性是两两个直接接影响产产品性能能的重要要因素。对对于双色色鞋底而而言,用双色色浇注机机模塑,一般采采用外加加中间板板的模具具,并进行行二次浇浇注和加加热固化化。二掺杂颗颗粒氧化化铝陶瓷瓷的生产产工艺氧化铝陶陶瓷是一一种以Al2O3为主晶晶相的陶陶瓷材料料，通常以以配料中中氧化铝铝的含量量分为 75、80、90、95、99瓷等。氧氧化铝陶陶瓷具有有强度高高(机械强强度可达达 1550MPPa)、硬度度高(莫氏硬硬度

12、达 9)、耐磨磨损、耐腐腐蚀、耐高高温以及及导热性性好、高高绝缘等等特点。广广泛应用用于电子子、机械、化工工、医药药、光电电、航空空航天等等行业。随随着科学学技术的的发展及及制造技技术的提提高，氧氧化铝陶陶瓷新品品种不断断出现在现代代工业和和现代科科学领域域中将会会得到越越来越广广泛的应应用。氧化铝陶陶瓷的生生产工艺艺一般来说说，氧化铝铝陶瓷的的制备工工艺有以以下几个个步骤：粉体的的制备及及处理、成形形、烧结结和最终终产品的的后加工工。每一一步工艺艺的优劣劣都将影影响最终终陶瓷制制品的性性能。原料氧化化铝陶瓷瓷最重要要的原料料是Al2O3粉。目目前，已已知All2O3有10多种同同质多相相变体

13、，其其中主要要是Al2O3,Al2O3,Al2O3三种，其其中Al2O3的晶体体结构最最紧密，其其硬度大大、耐磨磨损、高高温稳定定，是三三种形态态中最稳稳定的晶晶态，具有有良好的的机械和和电学性性能。故Al2O3通常是是制造氧氧化铝陶陶瓷最主主要、最常常用的原原料。1. Al2O3的预烧预烧是氧氧化铝陶陶瓷生产产中重要要环节之之一。由于于工业AAl2O3中含有YAl220。，它它在 1 2000C以上将将不可逆逆地转变变为Al2O3，伴有 14左右右的体积积收缩。为为消除这这种收缩缩，在制制坯前应应对工业业Al2O3进行预预烧，NNa20、Ca00等会影影响Al2O3的转化化率，使使其含量量达

14、不到到要求。预预烧也可可以除去去Na20等物质质，提高高原料的的纯度。1.1 预烧温度度预烧温度度偏低，则则不能完完全转变变成All2O3，且电电性能降降低；若若温度过过高，粉粉料烧结结Al2O3晶粒异异常长大大、硬度度高，不不易粉碎碎，且烧烧结活性性低。制品难难以烧结结，不利利于形成成均匀的的结构。一一般情况况下，AAl2O3粉体煅煅烧温度度控制在在 14400-14550。1.2 添加物工业中预预烧氧化化铝时，通通常要加加入适量量添加物物，如：H3B04、NH4F、A1FF3等，加加入量一一般为 0.33，添添加物可可以降低低预烧温温度、促促进晶型型转化、排排除 Naa20等杂质质。硼酸酸

15、盐除碱碱效果好好，氟化化物可促促进晶型型转变，且且收缩大大、活性性好，还原气气氛也有有利于排排除 Naa20等杂质。1.3 颗粒级级配由于颗粒粒细度对对制品性性能影响响很大，预预烧过的的Al2O3需要粉粉碎磨细细。超细细、活性性高的AAl2O3粉体制制备是获获得细晶晶而高强强氧化铝铝陶瓷的的首要条条件。AAl2O3粉体颗颗粒越细细，缺陷陷越多，活活性也越越大，可可促进烧烧结，制制成的陶陶瓷强度度也越高高，细的晶晶粒还能能妨碍微微裂纹的的发展不易造造成穿晶晶断裂，有利于于提高断断裂韧性性，还可可提高耐耐磨性。所所以，降降低All2O3粉体粒粒度，有有利于制制备高性性能的All2O3制品。制制作氧

16、化化铝陶瓷瓷的微粉粉最佳粒粒度为011 m，我国国目前一一般在 7 m左右细颗粒含含量在一一定范围围内有利利于提高高氧化铝铝陶瓷性性能。但是当 5 m颗粒含量大于 1015时，对烧结有明显的妨碍作用，因此，大小颗粒应合理级配。1.4分分散剂粉磨后粉粉体间由由于重力力、粘附附力和颗颗粒间作作用力的的作用使使粉体团团聚。团团聚会影影响烧结结质量，通常常加入适适当的分分散剂，增加加粉体均均匀性选择适适当粉体体加工方方法，以以减弱或或消除颗颗粒间的的作用力力。从而而减弱或或消除团团聚体。2氧化铝铝陶瓷的的成形工工艺21混混料及添添加剂由于氧化化铝陶瓷瓷成形料料是以瘠瘠性料为为主常常需要加加入乙烯烯醇、

17、石石蜡等粘粘结剂和和醋酸乙乙烯酯、羟羟甲基纤纤维素等等塑化剂，基基于亲水水、疏水水两种粘粘结剂优优势互补补的原理理使用用合粘结结剂使干干燥坯体体强度大大大增加加。成形形前将其其与原料料混合均均化，以以提高粉粉料的成成形性能能和坯体体强度。模模压成形形是利用用压力将将干粉在在模型中中压成致致密坯体体的一种种成形方方法。模模压成形形过程简简单、缺缺陷少。由由于压力力作用，坯坯体晶粒粒接触面面大，有有利于晶晶界移动动，故烧烧结致密密度高，但但致密度度不均匀匀。模压压成形有有时会出出现粉体体与模壁壁粘结的的现象，可加加入12硬脂脂酸等润润滑剂。2.2 注浆浆成形该法的关关键是制制得性能能良好的的Al2

18、O3浆料。凝凝胶注模模成形是是将含有有有机单单体的低低粘度、高固固相含的的陶瓷料料浆浇注注到不吸吸水的模模型中，然然后在引引发剂和和催化剂剂的作用用下，使使料浆中中的有机机单体交交链聚合合成三维维网状结结构，从从而使浓浓悬浮体体原位固固化。它它可以使使固相体体积分数数达50-660。一一般情况况下，为为保证凝凝胶固体体的性能能，溶液液中有机机单体总总含量不不宜过多多，应控控制在 1520范围围内交联联单体凝胶单单体比例例110为宜。3生坯的的干燥与与素烧水分及添添加剂的的排除易易使坯体体产生缺缺陷、变变形甚至至倒塌，所以以在坯体体干燥和和素烧过过程中，要要严格控控制升温温速度，否否则会因因温度

19、不不均匀产产生热应应力使坯坯体开裂裂。如：在热压压铸成形形坯体排排蜡升温温过程中中，要特特别注意意 20006600温区，在在这个温温区，石石蜡要从从坯体中中排除并并。因此此升温要要缓慢，否否则会造造成变形形和开裂裂。素烧烧的温度度太低不不能完全全排除其其中的添添加剂和和水分，素素坯强度度低；温温度太高高会使坯坯体烧结结难以加加工处理理。4烧结烧结是氧氧化铝陶陶瓷生产产中很重重要的一一环，它它对氧化化铝陶瓷瓷的物理理化学性性能有很很大的影影响。41液液相烧结结法该法用低低熔助剂剂促进材材料烧结结，助剂剂的引入入一般会会产生良良好效果果。常加加入 Caa0、Mg00、Si002 、Ba00等作为

20、为熔剂。液液相烧结结由化学学反应产产生液相相促进扩扩散和粘粘滞流动动的发生生及颗颗粒重排排和传质质过程，降降低烧结结温度，有有效加速速烧结。42烧烧结制度度的影响响适当提高高烧结温温度，有有利于扩扩散和烧烧结的进进行使使烧结速速度加快快，促进进致密化化。升温速速度的控控制对氧氧化铝陶瓷烧烧结是很很重要的的通常常在600以下应应缓慢，在10001500中温阶段要严格控制并尽量慢一些；在1500以上升温速度可以加快，防止粗晶出现。压力也促进粉粒问的问隙减少，扩散距离缩小。43烧烧结气氛氛的影响响气氛对氧氧化铝陶陶瓷烧结结影响很很大，合合适的气气氛有助助于致密密化。一一般来说说，气氛氛中的氧氧离子分

21、分压越低低，越有有利于氧氧化铝的的烧结。在在氢气气气氛下烧烧结，由由于氢原原子半径径很小、易易于扩散散而有利利于消除除闭气孔孔，可得得到近于于理论密密度的烧烧结体。COH2气氛可可以使氧氧化铝晶晶格中的的氧离子子较易失失去，形成空空位，加加速阳离离子扩散散，从而而有效地地促进烧烧结并并获得很很好的致致密度，比比氢气气气氛更容容易烧结结。5 氧氧化铝陶陶瓷的后后加工处处理在烧结冷冷却后，有些些产品还还达不到到应用的的要求，所以以要进行行必要的的加工处处理，如如修正尺尺寸、抛抛光等。为为了增加加氧化铝铝陶瓷产产品表面面的致密密性，一一般用比比氧化铝铝还要硬硬的金刚刚石、SiC、B1C等由粗粗到细逐逐级进行行研磨最终终使氧化化铝陶瓷瓷表面抛抛光，使使陶瓷表表面更加加致密、光光滑可可大大提提高氧化化铝陶瓷瓷使用性性能。工艺流程程图如下下：A1F33或硼酸酸盐烧结（1400-1450）研磨氧化铝注浆成形（分散剂；粘结剂；塑化剂；润滑剂）后处理烧结干燥与素烧（200600温区缓慢升温）（三掺杂