橡膠配方基礎(chǔ)（配方的換算與成本核算）

———橡膠配方基礎(chǔ)（配方的換算與成本核算）一、配方的表示形式

橡膠配方簡單地說，就是一份表示生膠、聚合物和各種配合劑用量的配比表。但生產(chǎn)配方則包含更詳細(xì)的內(nèi)容，其中包括：膠料的名稱及、膠料的用途、生膠及各種配合劑的用量、含膠率、相對(duì)密度、成本、膠料的工藝性能和硫化膠的物理性能等。

同一個(gè)橡膠配方，根據(jù)不同的需要、單位等可以用4種不同的形式來表示。即基本配方、質(zhì)量分?jǐn)?shù)（質(zhì)量百分比）配方、體積分?jǐn)?shù)（體積百分比）配方和生產(chǎn)配方見表1-9。

表1-9橡膠配方的表示形式

原材料名稱

基本配方／質(zhì)量份

質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方／％

體積分?jǐn)?shù)配方／％

生產(chǎn)配方/kg

NR

100

62.20

76.70

50.0

硫黃

3

1.86

1.03

1.5

促進(jìn)劑M

1

0.60

0.50

0.5

氧化鋅

5

23.10

0.63

2.5

硬脂酸

2

1.24

1.54

1.0

炭黑

50

31.00

19.60

25.0

合計(jì)

161

100.00

100.00

80.50

⑴基本配方

以質(zhì)量份來表示的配方，其中規(guī)定生膠的總質(zhì)量份為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。這是最常見的一種配方形式，用于配方設(shè)計(jì)、配方研究和實(shí)驗(yàn)室等。

⑵質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方

以質(zhì)量分?jǐn)?shù)（質(zhì)量百分比）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)（質(zhì)量百分比）來表示。

這種配方可以直接從基本配方導(dǎo)出。

質(zhì)量百分比配方是以基本配方的總質(zhì)量為100％，然后求出生膠及各種配合劑所占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。即：⑶體積分?jǐn)?shù)配方

以體積分?jǐn)?shù)（體積百分比）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)（體積百分比）來表示。

這種配方也可從基本配方導(dǎo)出，其算法是將基本配方中生膠及各種配合劑的質(zhì)量份數(shù)分別除以各自的密度，求出它們的體積份數(shù)，然后以膠料的總體積為100％，分別求出它們的體積分?jǐn)?shù)（體積百分比）。

體積分?jǐn)?shù)配方計(jì)算示例見表1-10。

表1-10配方計(jì)算示例

原材料名稱

基本配方／質(zhì)量份

相對(duì)密度

體積份

體積分?jǐn)?shù)／％

NR

100

0.92

108.70

76.70

硫黃

3

2.05

1.46

1.03

促進(jìn)劑M

1

1.42

0.70

0.50

氧化鋅

5

5.57

0.90

0.63

硬脂酸

2

0.92

2.18

1.54

炭黑

50

1.80

27.78

19.60

合計(jì)

161

141.72

100.00

注：體積分?jǐn)?shù)配方常用于按體積計(jì)算成本。

⑷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。生產(chǎn)配方的總質(zhì)量常等于煉膠機(jī)的容量，各種煉膠機(jī)的容量可依據(jù)有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算或按實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。例如使用開煉機(jī)混煉時(shí)，煉膠的容量Q，用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

（1-1）

式中

Q煉膠機(jī)裝膠量，kg；

D輥筒直徑，crn；

輥筒長度，crn；

膠料相對(duì)密度；

k系數(shù)(0.0065~0.0085)。

常用開煉機(jī)規(guī)格型號(hào)如下表1-11：

表1-11常用開煉機(jī)的基本參數(shù)

型號(hào)

XK-250

XK-300

XK-360

X（S）K-400A

X（S）K-450A

X（S）K-560

輥筒工作直徑（㎜）

250

300

360

400

450

560

輥筒工作長度（㎜）

620

750

900

1000

1200

1530

前輥筒線速度（m/min）

14.4

15.1

16.25

18.65

24.5

29.09

前后輥筒速比（m/min）

1：1.17

1：1.27

1：1.25

1：1.27

1：1.27

1：1.2

最大輥距（㎜）

8

8

10

10

15

20

一次加料量（kg）

10-15

15-20

20-25

18-35

25-50

50-65

驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率（kw）

18.5

22

30

37

55

75

練習(xí)（一）

根據(jù)實(shí)訓(xùn)中心現(xiàn)有開煉機(jī)分別為XK-160（6寸）、XK-250（10寸）、XK-360（14寸）、XK-400（16寸）煉膠容量各有多少？分組分別計(jì)算。

密煉機(jī)裝膠容量Q，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。

（1-2）

膠料相對(duì)密度；

k系數(shù)(0.65～0.85)。

V密煉機(jī)容積

從基本配方轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)配方可用下列公式計(jì)算：用換算系數(shù)乘以基本配方中各組分的質(zhì)量份，即可得到生產(chǎn)配方中各組分的實(shí)際用量。

除以基本配方總質(zhì)量即得換算系數(shù)：例如表中生產(chǎn)配方的總質(zhì)量為(即裝膠量)為80.5kg，基本配方總質(zhì)量為161g，則

換算系數(shù)

天然橡膠的實(shí)際用量=0.1500=50(kg)，其他組分的實(shí)際用量也依此類推。

二、配方的有關(guān)計(jì)算

1．母煉膠形式的配方換算

生產(chǎn)中有些配合劑為了便于稱量、加入、減少損耗減少飛揚(yáng)、配方保密等常以母煉膠形式存在，對(duì)此相應(yīng)配方中以母煉膠出現(xiàn)，因而則配方計(jì)算存在相應(yīng)轉(zhuǎn)換。其相應(yīng)轉(zhuǎn)算方式有二種。

方法1：將基本配方轉(zhuǎn)化成母煉膠形式的基本配方再轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)配方。注意在轉(zhuǎn)化為母煉膠基本配方時(shí)要扣除母膠中其余配合劑的用量不能重復(fù)計(jì)算

方法2：將基本配方轉(zhuǎn)化生產(chǎn)配方（暫不考慮母膠），再轉(zhuǎn)化母煉膠的生產(chǎn)配方。同樣注意扣除母煉膠配方中各組分的質(zhì)量

在實(shí)際生產(chǎn)中，有些配合劑往往以母煉膠或膏劑的形式進(jìn)行混煉，因此使用母煉膠或膏劑的配方應(yīng)進(jìn)行換算。例如現(xiàn)有如下，基本配方：

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

NR

100.00

硬脂酸

3.00

硫磺

2.75

防老劑A

1.00

促M(fèi)

0.75

HAF

45.00

氧化鋅

5.00

合計(jì)

157.50

其中促進(jìn)劑M以母煉膠的形式加入。M母煉膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方為：

NR90.00合計(jì)100.00

促M(fèi)10.00

上述M母煉膠配方中M的含量為母煉膠總量的1/10，而原基本配方中M用量為0.75質(zhì)量份，所需M母煉膠為：=7.5，即7.5質(zhì)量份M母煉膠中含有促進(jìn)劑M0.75質(zhì)量份其余6.75質(zhì)量份為天然膠,因此，原基本配方應(yīng)作如下修改：計(jì)算后配方

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

NR

93.25

硬脂酸

3.00

硫磺

2.75

防老劑A

1.00

促M(fèi)母膠

7.5

HAF

45.00

氧化鋅

5.00

合計(jì)

157.50

2．含膠率的計(jì)算

含膠率是指生膠所含質(zhì)量的百分率；含膠率的計(jì)算可采用下列公式。3．膠料密度的計(jì)算

膠料密度是單位體積的膠料質(zhì)量。在由基本配方換算成體積百分比配方的過程中，可以求得膠料的總體積份數(shù)。以膠料基本配方中的總質(zhì)量份數(shù)除以膠料的總體積份數(shù)，其結(jié)果即為該配方的理論密度，計(jì)算舉例如表1-12所示。表1-12密度計(jì)算舉例

原材料名稱

基本配方，份

密度，kg/cm3

體積，份

理論密度，kg/m3

天然橡膠

100.00

920

0.10870

硫黃

3.00

2050

0.00146

促進(jìn)劑M

1.00

1420

0.00070

氧化鋅

5.00

5570

0.00090

硬脂酸

2.00

920

0.00218

炭黑

50.00

1800

0.02778

合計(jì)

161

0.14172

理論密度也稱為計(jì)算密度，實(shí)際上為未硫化膠的密度。一般，硫化膠的密度比理論密度要稍大些。因?yàn)榱蚧罅螯S的體積大約能縮小到原來的1/4（橡膠體積不變）。而且隨著硫黃用量增大，交聯(lián)密度增大，密度也隨之增加。

4．膠料的成本計(jì)算

單位質(zhì)量膠料成本可按公式計(jì)算

（1-3）

式中

單位質(zhì)量膠料成本，元/公斤

原材料單價(jià)，元/公斤

單位體積膠料成本可按公式計(jì)算

（1-3a）

式中：

――單位體積膠料成本，元/公斤。

單位體積成本與單位質(zhì)量成本的關(guān)系如下：或者

舉例說明如下

原材料名稱

基本配方，份

體積，份

單價(jià)，元/kg

配方單價(jià)

理論密度，kg/m3

天然橡膠

100

0.1087

25

2.5

硫黃

3

0.00146

4.8