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研究生:唐存正
研究生(外文):Danuel Tang
論文名稱:高耐磨耗性橡膠的研究
指導教授:陳登科陳登科引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:耐磨橡膠鞋底輕量化
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近年來橡膠製品的發展,因面臨使用者的種種要求,而趨向高性能化及複雜化也因此必須不斷開發新的產品以符合市場的需求,鞋類;這一個民生必需品工業對橡膠鞋底的要求更朝向多元化發展,面對此一情況,業者除一方面開發新規格高性能橡膠材料外另一方面也針對橡膠的一些特性進行改質或操作性的改變,於加工階段付予新的機能。但一個橡膠配方並無完美的設計,但是無論那一種配方,都必須考慮三個關係,且這三個關係要達成平衡點才具有工業上的價值;這三個關係即為硫化後的物性、成本與加工性。配方並不是一成不變的,這三個關係也要由現場操作條件與人為上的差異性來探討,此外加工條件與混合時間可能因使用要求而縮短,以提高生產效率,也因此所謂最佳配方設計;是要因時因地來調整的。
一個標準的橡膠配方,應包含下列基本組成:
1.一種或一種以上聚合物。
2.硫化劑,如硫磺與硫化促進劑。
3.硫化活性劑。
4.加硫促進劑(活性劑及延遲劑等);對硫磺加硫系統而言,氧化鋅及硬酯酸為常用的活性劑。
5.防老劑如抗氧化劑、抗臭氧劑、金屬氧化抑制劑、保護性臘等。
6.補強性填充劑,如白碳黑(白煙)、礦質填充劑、樹酯等。
7.加工助劑,如素練劑、軟化劑、可塑劑、分散助劑、增黏劑、滑劑等。
8.增量劑,如鈍性礦質填充劑、擴展油。
9.顏料
本研究乃以橡膠的一致性以及輕量化橡膠的開發為主,一方面改變橡膠內含藥品的比例與種類;另一方面改變操作性觀查對橡膠整體物性的改變,由改變的物性數據來得知橡膠的差異性;除建立一個完善的橡膠系統並符合NIKE與ASICS的物性要求。本文主要分兩大部份: 一、橡膠主劑的影響;由主要改變的因素可分四節介紹(1)原料膠的比例(2)矽烷偶合劑的作用(3)偶合劑的種類和功用(4)填充劑的不同所造成的影響。二、輕量化橡膠開發的過程與結果;藉由第一部份的理論基礎來做一些許的改變,以達成輕量化橡膠的物性要求。藉由上述的討論突顯出本論文的價值在於其對鞋底橡膠的一致性;對一個橡膠初學者而言富有很高的參考價值,由對第一部份的了解以及第二部份開發輕量化橡膠範例的認知;更可對橡膠配方技術上有所增益。
目錄
前言………………………………………………………1
第一章 文獻回顧…………………………………………………5
第二章 測試膠料與藥品…………………………………………18
2-1 耐磨性橡膠配方一覽表…………………………………….18
2-2 輕量化橡膠配方一覽表…………………………………….18
2-3 原料膠的介紹與比較
2-3-1 TAIPOL台玻 BR-0150特性……………………………19
2-3-2 TAIPOL台玻 BR-0150的介紹…………………………19
2-3-3 膠類BR0150和BR0100的比較………………………...20
2-3-4 天然膠NR的介紹………………………………………..20
2-3-5 膠料NR(天然膠)的比較…………………………………21
2-3-6 高苯乙烯含量S6H的介紹………………………………21
2-3-7 高苯乙烯含量S6H的性質………………………………22
2-3-8 高苯乙烯含量PDR603的性質………………………… 22
2-3-9 TAIPOL SBS4402與TAIPOL 411P的介紹…………… 22
2-3-10 TAIPOL SBS4402與TAIPOL 411P的性質…………… 23
2-3-11 JSR RB820的介紹 ……………………………………...23
2-3-12 JSR RB820的性質 ……………………………………...23
第三章 物料、藥品之特性與介紹……………………………….24
3-1 填充料(FILLER)的性質
3-1-1 Zeoeil-175(沈澱法白碳黑)的性質………………………..24
3-1-2 Zeoeil-175(沈澱法白碳黑)的介紹………………………..24
3-1-3 Ultrasil-VN3的性質………………………………………25
3-1-4 Ultrasil-VN3的介紹………………………………………26
3-1-5 超細白煙QS-102的性質…………………………………26
3-1-6 超細白煙QS-102的介紹…………………………………26
3-1-7 超細白煙H15的性質……………………………………..26
3-2 矽烷偶合劑的性質…………………………………………..27
3-2-1 矽烷偶合劑的通論………………………………………...27
3-2-2 矽烷偶合劑SCA-169的性質……………………………..27
3-2-3 矽烷偶合劑SCA-169的介紹……………………………..27
3-2-4 矽烷偶合劑Si-69的性質…………………………………28
3-2-5 矽烷偶合劑Si-69的介紹…………………………………28
3-2-6 矽烷偶合劑A-172的性質………………………………..28
3-2-7 矽烷偶合劑A-172的介紹………………………………..29
3-2-8 矽烷偶合劑A-189的性質………………………………..29
3-2-9 矽烷偶合劑A-189的介紹………………………………..29
3-4 各種藥品的特性………………………………………………30
3-4-1 硫化活性劑ZNO200的特性…………………………….30
3-4-2 硫化活性劑ZNO200的介紹…………………………….30
3-4-3 硫化活性劑ZnCO3的特性……………………………….30
3-4-4 硫化活性劑ZnCO3的介紹……………………………….31
3-4-5 活性劑PEG4000s的性質………………………………...31
3-4-6 活性劑PEG4000s的介紹………………………………...31
3-4-7 白煙活性劑AKTIOL的性質…………………………… 31
3-4-8 白煙活性劑AKTIOL的介紹…………………………… 32
3-4-9 活性分散劑1987的性質…………………………………32
3-4-10 活性分散劑1987的介紹…………………………………32
3-4-11 防老劑BHT的性質………………………………………33
3-4-12 防老劑BHT的介紹………………………………………33
3-4-13 臘1956的性質……………………………………………33
3-4-14 臘1956的介紹……………………………………………33
3-4-15 硬酯酸ST/A的特性………………………………………34
3-4-16 硬酯酸ST/A的介紹………………………………………34
3-4-17 均勻增黏劑R-260的性質………………………………...34
3-4-18 均勻增黏劑R-260的介紹………………………………...35
3-5 硫化系統的性質
3-5-1 DM(MBTs)硫化促進劑的性質…………………………...35
3-5-2 DM(MBTs)硫化促進劑的介紹…………………………...35
3-5-3 TS硫化促進劑的性質………………………….…………36
3-5-4 TS硫化促進劑的介紹………………………….…………36
3-5-5 硫磺S-60-OT-10的性質………………………………….36
3-5-6 硫磺S-60-OT-10的介紹…………………………………..36
3-6 原料單價狀況一覽表……………………………………………37
第三章 橡膠打料步驟(實驗步驟)………………………………….38
4-1 操作時數統計…………………………………………………..38
4-2 橡膠一致性流程………………………………………………..38
4-3 輕量化橡膠的操作程序………………………………………..39
4-4 NIKE物性測試標準……………………………………………40
4-3-1 橡膠耐磨方面……………………………………………….40
4-3-2 硬度測試…………………………………………………….41
4-3-3 比重(Specific Gravity)………………………………………41
4-3-4 拉力強度(tensile strength)、300係數(300 modulus)與
延伸率(elongation)…………………………………………42
4-3-5 撕裂強度(tear strength)…………………………………….42
第五章 結果與討論
5-1 耐磨耗橡膠一致性的結果與討論………………………….43
5-1-1 原料膠的比例…………………………………………….44
5-1-2 矽烷偶合劑的作用……………………………………….45
5-1-3 不同形式矽烷偶合劑的作用…………………………….48
5-1-4 填充料的不同對膠料的影響…………………………….50
5-2 輕量化橡膠的結果與討論………………………………..52
5-2-1 矽烷偶合劑Si-69的用量對輕量化橡膠的影響………..54
5-2-2 矽烷偶合劑A-1891的用量對輕量化橡膠的影響……..55
5-2-3 以Replacement的方式逐步加入高Styrene的
S6H其對輕量化橡膠的影響……………………………57
5-2-4 以Replacement的方式逐步加入高Styrene的
SBS4402其對輕量化橡膠的影響………………………59
5-2-5 以Replacement的方式逐步加入高Styrene的
PDR603其對輕量化橡膠的影響……………………….60
5-2-6 操作時間與入料方式改變對膠料物性的探討…………61
5-2-7 減少硫磺與促進劑用量對膠料物性的影響……………62
5-2-8 把已達成物性要求的手料將其中的填充料改變;
由QS-102換成H15…………………………………….63
5-2-9 將達成物性要求的膠料;試著稍微降低白煙的
比例(7 phr到6 phr)觀察對膠類的影響………………65
5-2-10 將達成物性要求的膠料;試著稍微降低S6H
的比例( 20phr到16.67 phr)觀察對膠類的影響………66
5-2-11 將BR和S6H兩者預混在約105℃時預混混合
(原先90℃)其於操作方式不變………………………..68
5-2-12 將BR和S6H兩者預混在約115℃時預混混合
(原先90℃)其於操作方式不變………………………..69
5-2-13 將BR和S6H兩者在約105℃時預混
(原先90℃)並同時加入白煙與偶合劑……………….70
5-2-14 將BR和S6H兩者在約115℃時預混
(原先90℃)並同時加入白煙與偶合劑……………….71
附錄一 藥品配方名稱與編號………………………………….73
Reference………………………………………………………...85
Reference
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2. 最新橡膠材料實務,日本橡膠協會,P34
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