橡膠材料與配方第八章 橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法

1、2022/7/29橡膠材料與配方第八章 橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法學(xué)習(xí)目的與要求：熟悉配方設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容；掌握配方設(shè)計(jì)的原則和程序；掌握橡膠配方的組成；掌握橡膠配方的表示方法；掌握配方設(shè)計(jì)基本知識(shí)初步具備分析橡膠配方和進(jìn)行橡膠配方設(shè)計(jì)的能力。橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法配方設(shè)計(jì)：就是根據(jù)產(chǎn)品的性能要求和工藝條件，通過試驗(yàn)、優(yōu)化、鑒定，合理地選用原材料，確定各種原材料的用量配比關(guān)系。任何一種橡膠制品的膠料，都需要通過配方設(shè)計(jì)，把主體材料與各種配合劑配合在一起，組成一個(gè)多組分體系，其中每一組分都起一定的作用。例如：硫化體系(包括交聯(lián)劑、助

2、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑、活性劑)可使線型的橡膠大分子通過化學(xué)交聯(lián)，形成一個(gè)立體空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使可塑的粘彈性膠料，轉(zhuǎn)變成高彈性的硫化膠；補(bǔ)強(qiáng)填充劑則能保證膠料具有要求的力學(xué)性能，改善加工工藝性能和降低成本；軟化劑等加工助劑可使膠料具有必要的工藝性能，改善耐寒性，也可降低成本；防老劑能擔(dān)高硫化膠的耐老化性能，并對(duì)各種類型的老化起防護(hù)作用。橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法第一節(jié) 橡膠配方設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求橡膠配方設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)包括：確定符合制品工作性能要求的硫化膠的主要性能以及這些性能指標(biāo)值的范圍；確定適于生產(chǎn)設(shè)備和制造工藝所必須的膠料的工藝性能以及這些性能指標(biāo)值的范圍；選擇能達(dá)到膠料和硫化膠指定性能的

3、主體材料和配合劑，并確定其用量比。配方設(shè)計(jì)是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)積累的過程，要求有科學(xué)的態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)！配方設(shè)計(jì)人員在工作中應(yīng)注意積累、收集、匯總有關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法第二節(jié) 橡膠配方設(shè)計(jì)的原則與程序一、配方設(shè)計(jì)的原則橡膠配方設(shè)計(jì)的原則可以概括如下：保證硫化膠具有指定的技術(shù)性能，使產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)；在膠料和產(chǎn)品制造過程中加工工藝性能良好，使產(chǎn)品達(dá)到高產(chǎn)；成本低、價(jià)格便宜；所用的生膠、聚合物和各種原材料容易得到；勞動(dòng)生產(chǎn)率高，在加工制造過程中能耗少；符合環(huán)境保護(hù)及衛(wèi)生要求。橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法在許多情況下，配方設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下基本原則：在不降低質(zhì)量的情況下，降低膠料

4、的成本；在不提高膠料成本的情況下，提高產(chǎn)品質(zhì)量。要使橡膠制品的性能、成本和工藝可行性三方面取得最佳的綜合平衡、用最少物質(zhì)消耗、最短時(shí)間、最小工作量，通過科學(xué)的配方設(shè)計(jì)方法，掌握原材料配合的內(nèi)在規(guī)律，設(shè)計(jì)出實(shí)用配方。橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法二、配方設(shè)計(jì)的程序 1基礎(chǔ)配方 以生膠和配合劑的鑒定為目的。當(dāng)某種橡膠和配合劑首次面世時(shí)，以此檢驗(yàn)其基本的加工性能和物理性能。目前較有代表性的基礎(chǔ)配方實(shí)例是以ASTM(美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì))作為標(biāo)準(zhǔn)提出的各類橡膠的基礎(chǔ)配方。見教材配方表8-1-16 2性能配方又稱技術(shù)配方：為達(dá)到某種性能要求而進(jìn)行的配方設(shè)計(jì)，其目的是為了滿足產(chǎn)品的性能要求和工藝要求，提

5、高某種特性等。性能配方應(yīng)在基礎(chǔ)配方的基礎(chǔ)上全面考慮各種性能的搭配，以滿足制品使用條件的要求為準(zhǔn)。通常研制產(chǎn)品時(shí)所作的試驗(yàn)配方就是性能配方，是配方設(shè)計(jì)者用得最多的一種配方。橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法3實(shí)用配方 （生產(chǎn)配方） 配方設(shè)計(jì)程序：橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法配方設(shè)計(jì)的幾個(gè)研究階段：研究、分析同類產(chǎn)品和近似產(chǎn)品生產(chǎn)中所使用的配方；制定基本配方，并在這個(gè)基礎(chǔ)上制定連續(xù)改進(jìn)配方；根據(jù)確定的計(jì)劃，在試驗(yàn)室條件下制定出改進(jìn)配方的膠料，并進(jìn)行試驗(yàn)，選出其中最優(yōu)的配方，作為下一步試制配方；在生產(chǎn)或中間生產(chǎn)的條件下進(jìn)行擴(kuò)試，制備膠料進(jìn)行工藝(混煉、壓出、壓延等)和物理性能試驗(yàn)；做出試制

6、品，并按照標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件進(jìn)行試驗(yàn)。橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法第三節(jié) 橡膠配方的組成及表示方法根據(jù)不同的需要可以用4種不同的形式來表示。(1)基本配方 以質(zhì)量份來表示的配方，即以生膠的質(zhì)量為100份，其他配合劑用量都以相應(yīng)的質(zhì)量份數(shù)表示。這種配方稱為基本配方，常用于實(shí)驗(yàn)室中。(2)質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方 以質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示的配方，即以膠料總質(zhì)量為100，生膠及各種配合劑都以質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示。這種配方可以直接從基本配方導(dǎo)出。(3)體積分?jǐn)?shù)配方 以體積分?jǐn)?shù)來表示的配方，即以膠料的總體積為100，生膠及各種配合劑都以體積分?jǐn)?shù)來表示。(4)生產(chǎn)配方 符合生產(chǎn)使用要求的質(zhì)量配方，稱為生產(chǎn)配方。 如何計(jì)算配方的

7、含膠率？體積百分?jǐn)?shù)配方和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配方如何得到的？依據(jù)基本配方如何計(jì)算膠料的密度？單位體積成本和單位質(zhì)量成本對(duì)于實(shí)際產(chǎn)品哪個(gè)更具有針對(duì)性？橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法型號(hào) TypeXK-250XK-300XK-360XK-400AXK-450AXK-560輥筒工作直徑 Working diameter of rolls（mm） 250300360400450560輥筒工作長度 Working length of rolls（mm） 620750900100012001530前輥筒線速度 Working lingear speed of front roll（m/min） 14.415.

8、116.2518.6524.529.09前后輥筒速比 Friction ratio of front and rear roll（m/min） 1：1.171：1.271：1.251：1.271：1.271：1.2最大輥距 Max gap （mm） 8810101520驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 Driving motor power（kw） 18.52230375575橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法裝膠容量的計(jì)算任務(wù)：選兩組同學(xué)分別計(jì)算XK-250和XK-360的裝膠容量式中 Q 煉膠機(jī)裝膠量，kg；D 輥筒直徑，crn；L 輥筒工作段長度，cm;膠料相對(duì)密度；k系數(shù)(0.00650.0085)。橡

9、膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法以XK-400為例計(jì)算：橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法兩組學(xué)生代表講解生產(chǎn)配方計(jì)算過程同組同學(xué)補(bǔ)充學(xué)生討論老師總結(jié)橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法原材料名稱基本配方質(zhì)量份原材料名稱基本配方質(zhì)量份NR100硬脂酸3.00硫磺2.75防老劑A1.00促M(fèi)0.75HAF45.00氧化鋅5.00合計(jì)157.50橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法天然橡膠生產(chǎn)配方用量：橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)工藝的需要，有些配合劑是以母煉膠或藥膏的形式加入。因此使用母煉膠或者藥膏的形式進(jìn)行換算。 如：其中促進(jìn)劑

10、M以母煉膠的形式加入。如果母煉膠形式加入。母煉膠配方為：天然橡膠 90 促進(jìn)劑M 60 合計(jì)150從母煉膠配方可以看出，每150份母煉膠中含有促進(jìn)劑M 60份。而配方中促進(jìn)劑M的用量為0.75份，因此應(yīng)加入母煉膠為：橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法x=1.875(份) 母煉膠中天然橡膠份數(shù)為1.125份因此配方修改為：原材料名稱基本配方質(zhì)量份原材料名稱基本配方質(zhì)量份NR98.875硬脂酸3.00硫磺2.75防老劑A1.00促M(fèi)母煉膠1.875HAF45.00氧化鋅5.00合計(jì)157.50橡膠配方設(shè)計(jì)的基本概念及配方鑒定方法如果按照每車裝膠容量34公斤計(jì)算生產(chǎn)配方為：原材料名稱基本配方質(zhì)量份生產(chǎn)配方/kg原材料名稱基本配方質(zhì)量份生產(chǎn)配方/kgNR98.87521.34硬脂酸3.000.65硫磺2.750.59防老劑A1.000.22促M(fèi)母煉膠1.8750.41HAF45.009.71氧化鋅5.001.0.8合計(jì)157.5034橡膠配方設(shè)計(jì)的基本