一、橡膠生膠

高硬度膠料配方，往往需要大量的填充補強劑，生膠的選用應選擇高門尼粘度的牌號。比如EPDM宜選用高門尼、高乙烯含量的牌號；NBR可以選用高門尼、高丙烯腈含量的牌號。有時候根據其它性能的需要，可以選擇高門尼與低門尼膠的并用，低門尼膠不利于大量填充。

二、補強填充劑

用炭黑、白炭黑補強是最佳選擇，兩者的綜合性能較好，增加硬度能力強，其中又以細粒徑炭黑的效果最好，但高硬度膠料需要大量的填充，如果單用細粒徑炭黑的話，煉膠、硫化等工藝都會出現嚴重問題，所以細粒徑炭黑與大粒徑炭黑配合使用的效果最好，比如N330/N550搭配。其它弱補強性填料盡量不用，由于這些填料增加硬度的能力弱，達到目標硬度需要比炭黑、白炭黑更大量的填充，造成膠料綜合性能下降以及工藝性能降低。

三、增塑劑

高硬度膠料需要大量的填充補強劑，造成煉膠、硫化等工藝問題，適量的增塑劑還是要添加的，盡管增塑劑會降低膠料的硬度。增塑劑的選用以固體增塑劑為宜，比如固體古馬隆等。

四、硫化劑

提高膠料的交聯密度，有利于提高膠料的硬度。對于硫黃硫化體系而言，增加促進劑的用量，尤其是TMTD類促進劑，有利于提高硬度。硫化用量的增加也可以提高交聯密度，提升膠料的硬度，比如硫黃用量達到30～50質量份時可以制備硬質橡膠，但硫黃的用量與促進劑的用量都增加時，容易產生噴霜現象，用量需要平衡。此外，對于硫黃硫化體系，高硬度膠料由于高填充的緣故，混煉以及硫化加工的生熱加大，容易造成焦燒現象，所以保險起見，配合防焦劑也是大有好處的，比如CTP等。

對于過氧化物硫化體系而言，增加過氧化物用量可以提高硬度，但不宜過高，可以選擇多種過氧化物硫化劑并用，此外加入助交聯劑能明顯提升膠料的交聯密度，比如對DCP硫化劑，可以加入TAIC、PDM（HVA-2）、TAC、PL-400（TMPTMA），當然也可以選用硫黃作助交聯劑。

增加橡膠硬度的幾種常用材料

1、炭黑是橡膠制品增硬的首選

炭黑特性是對橡膠硬度有影響的。

各種炭黑對橡膠硬度的影響，炭黑可以通用到各種膠種中，不過要想用炭黑增加橡膠硬度，需要選擇N110、N220、N330等硬質炭黑。而N550、N660、N770、N990等軟質炭黑，那是用來增強橡膠耐拉伸性能的，并不能增加橡膠硬度。

炭黑粒徑對橡膠硬度的影響

炭黑的粒徑與橡膠硫化膠的硬度關系緊密，可以說炭黑粒徑越小，橡膠硫化膠的硬度越大，在橡膠用系列炭黑中，N110的硬度是最高的，也是粒徑最小的橡膠用炭黑。

炭黑結構對橡膠硬度的影響

炭黑的結構也會影響到橡膠的硬度，炭黑的結構越高，橡膠硫化膠的硬度越大，在同等粒徑下，高結構的炭黑比第結構的炭黑的橡膠硫化膠的硬度大。

炭黑含量對橡膠強度的影響因素

炭黑的添加量也會影響到橡膠強度的，炭黑的配合量增加，硫化膠的硬度增加。但是結晶橡膠的的硬度增膠幅度要大于非結晶橡膠，所以在同一炭黑配合量下，結晶橡膠的硫化膠硬度要高于非結晶橡膠。

炭黑目數對橡膠硬度的影響

炭黑在使用之前都會進行研墨的，無論是購買的顆粒炭黑還是粉狀炭黑在使用之前通常是需要研墨的，可見炭黑目數也是對橡膠有一定影響的。當然炭黑研墨也是為了讓炭黑更好的分散到膠料中。

炭黑對橡膠拉伸強度的影響

拉伸強度表征制品能夠抵抗拉伸破壞的極限能力。他同耐磨性，抗撕裂強度成為硫化膠質量的三大補強標準。首先，炭黑配合量增加而增加。其次，炭黑的比表面積與拉伸強度呈正比關系，而炭黑結構對拉伸強度相關性不太明顯。但在炭黑配合量較高或較低時拉伸強度受炭黑結構的影響較大。

增加炭黑用量是獲得高硬度硫化膠的經典方法，但實際上炭黑用量有一定限度，其用量超過85份后，繼續加大用量硬度提高并不明顯，一般單用炭黑很難得到硬度（邵爾A）大于90的硫化膠，即使能夠達到，其膠料的工藝加工性能也很差，必須在配方中加入增塑劑，加入增塑劑后加工性能好了，但是不利于增加制品的硬度。目前有效的增硬方法是選用能參與硫化反應或與大分子產生某種化學作用的添加劑，以提供某些能提高硬度的結構因素。

2、高苯乙烯樹脂

一般丁苯橡膠中苯乙烯含量為23.5±1%，含量達40%以上的稱高苯乙烯（high styrene rubber，HSR），結合苯乙烯80±10%則為丁苯樹脂（styrene butadiene resin）。高苯乙烯樹脂(HSR)是苯乙烯質量分數為50%～90%的苯乙烯-丁二烯共聚物，由于苯乙烯含量較大，HSR具有較好的耐老化性能、較高的硬度和剛性。HSR與橡膠共混并用可提高膠料的硬度。由于其組成中的苯乙烯含量較高，使其制品的耐磨性能、耐老化性能、硬度、鋼性、撕裂強度和定伸強度大幅度提高；因含有雙鍵，所以可用硫磺硫化，在高硬度下具有柔軟性。高苯乙烯橡膠具有優良的流變性能，加工性能優良，壓延出型后，收縮率小，可用于制硬橡膠板、橡膠地板的補強劑，其并用量一般在40±10%之間。

3、齊聚酯

齊聚酯又名低聚酯，是甲基丙烯酸酯低聚物，齊聚酯是粘度各不相同的粘稠液體，其液體狀態在加工過程中是臨時增塑劑，而在硫化過程中又參與硫化反應，賦予硫化膠較高的交聯密度。齊聚酯的化學結構特點是分子末端含有不飽和雙鍵，在過氧化物引發劑存在的情況下，齊聚酯與橡膠產生共交聯鍵，使硫化膠的交聯密度增大，從而導致硫化膠的定伸應力和硬度大大提高。隨齊聚酯分子中雙鍵含量增加，所形成的交聯鍵數量也隨之增加，其定伸應力和硬度也隨之增大。

齊聚酯能增大膠料的交聯密度，而在交聯密度過高時，網鏈不能均勻承載，易集中于局部網鏈上，使有效網鏈數減少，所以齊聚酯用量過大時，拉伸強度和拉斷伸長率等性能，因為交聯密度過高，而下降較大。

4、不飽和羧酸鹽

不飽和羧酸鹽是新近發展起來的一種新型補強填料，他表現出與傳統補強劑炭黑白炭黑不同的補強效果和特點。不飽和羧酸鹽的通式可以表示為：Mn+(RCOO-)n，其中M 表示價態為n 的金屬離子，R 為不飽和烴基，以β-苯基丙烯酸、甲基丙烯酸(MAA)、馬來酸(MA)等的鈉、鎂和鋅鹽為主。它作為補強填充劑加入橡膠后，由于自身具有雙鍵，在硫化時可以參與交聯反應，提高膠料的交聯密度，從而提高膠料的硬度。

使用不飽和羧酸鹽補強橡膠具有如下一些特點：

1、在相當寬的硬度范圍內都有很高的強度；

2、隨著不飽和羧酸鹽用量的增加，膠料的粘度變化不大，具有良好的加工性能；

3、在高硬度時，仍具有較高的伸長率；

4、較高的彈性、較低的生熱；

5、隨著不飽和羧酸鹽的加入，硫化膠的壓縮永久變形增大；

6、與金屬的粘合性能良好。

不飽和羧酸鹽加入后，會增加膠料的粘性，尤其會增加膠料粘模的傾向，為硫化工序帶來麻煩，其用量不宜過大。

5、液體橡膠

液體橡膠是各橡膠的低聚產物，由于分子量較低，呈液態，它可以代替增塑劑使用，以避免使用增塑劑對膠料硬度的下降。常見的有液體順丁橡膠、液體乙丙橡膠、液體丁腈橡膠等，液體橡膠在混煉、硫化等加工工序，起到軟化劑作用，改善工藝性，硫化后與橡膠一樣參與交聯反應，提高交聯密度，有利于提高膠料的硬度。

6、橡塑并用

塑料的剛性都比橡膠的大，與橡膠并用可以改善膠料的挺性，硫化后提升膠料的硬度。常見的橡塑并用有EPDM/PP、NBR/PVC等。由于橡膠與塑料在硫化時不能產生共交聯鍵，以及并用比例和混煉工藝的差異會造成兩相分離等微觀原因，盡管明顯提升了膠料的硬度，但是膠料其它性能均會受到不同程度的影響，因根據產品技術要求謹慎選擇。