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一、配方研究的类型" ?* J+ k6 [- P8 x% C: U
配方设计是一项专门性很强的技术工作,配方研究的内容包括基础配方、性能配方和生产配方。+ o( t& |' T. R5 t6 |# }7 W) f/ G
基础配方是专供研究、鉴定新胶种和新型配合剂而使用的配方。配方中所用的组分应尽可能简单。配方的主要目的是试验或研究新型原材料的特性,探扭亏为盈其对工艺过程和产品性能的影响,将这些数据提供给工业生产,以便参考应用。所有新型原材料在应用于生产以前都必须经过这一步骤。
5 W$ d. P( f% {# t9 X性能配方是为了满足或改善制品的性能要求而设计的一系列研究配方。要设计一个优异的配方,使橡胶制品达到质高、成本低的目的是一件极繁重的工作,必须设计出许多研究配方才能筛选出合适的配方。这一系列的研究配方可以分为两个方面。一是技术性能方面的研究,即在充分研究产品的结构等征和技术条件的基础上,大量查阅有关技术资料,熟练掌握各种橡胶原材料的性能特点,根据产品的具体要求进行的配方研究。它决定着产品的使用性能、耐久性和成本。另一方面是工艺性能的研究。因为往往在实验室中的试验结果良好,但在中间试验性生产和大生产中所得到的结果并非理想。所以在完成技术性能方面的研究之后,尚须对配方的工艺性能进行研究,如混炼、压延、压出等的操作性能。这些研究对于消灭生产中的残次品、降低加工成本和工艺管理有重大意义。
P1 t1 y& { l9 e! J二、配方设计的原则和程序6 ]% |& l/ y$ r$ V
配方设计原则/ z' Y8 G) P9 S& f& C8 E
为使胶料的加工性能、制品的使用性能和成本三方面尽可能取得最佳的综合平衡,在进行配方设计时,通常应掌握如下几个原则。
, T! Z/ z$ t0 Y1 C0 T# n必须对制品的性能要求、使用条件等有充分正确的认识,从而能依据指标进行有针对性的设计。即不可随意降低指标,也不能一味求高,浪费贵重原材料。为确保制品满足规定的指标要求,半成品胶料的性能一般应高于成品指标的15%左右。
. H" B2 ~9 o$ w要照顾制品的主要性能,而对其它性能应取得综合平衡。例如在设计耐热运输带配方时,首先应满足耐热的要求,设计耐油配方时首先要解决耐油问题等。在解决好上述主要矛盾的同时,兼顾制品的其它性能。
, w- K6 _% y6 Y; d k+ K0 f对多部件制品,必须从产品的整体考虑各部位胶料使用性能和硫化速度等的协调配合。
3 J3 s; i; Q2 F( D要考虑胶料加工性能和制品使用性能的平衡。为此必须熟悉制品制造的全过程,在不影响或较少影响制品质量的前提下,应使胶料易于混炼,并具有压延、压出所需的流动性,成型贴合时所需的粘着性、硫化时的模内流动性、硫化平坦性和快速硫化等问题。好的加工性能有得提高设备生产率,保障生产的顺利进行以及制品的质量。
" J M. V# l0 `2 X3 s3 Z在保证满足制品使用性能或符合规定指标的前提下尽可能节约原材料和降低成本,或在不提高制品成本的情况下提高产品的质量。
1 D% Y- D& u( q) P: n* \7 s1 U要考虑各配合剂之间的内在联系和相互作用。如酸性填料(槽黑、陶土等)对DCP硫化的干扰;具有活泼氢原子的促进剂、防老剂对树脂硫化的干扰;促进剂MB防护效果的促进作用以及促进剂M的抑制作用等。
9 T. P3 Y) E" [应避免使用有毒原材料,减少污染和公害,加强劳动保护,确保操作人员的健康和环境的清洁。
* ^6 s( d8 O" J, g" }7 N在保证制品质量的前提下,配方要尽可能简化,选用应尽量立足于国内,立足于本地,使原材料的来源有充分保证。# V4 `$ m9 h+ l9 Z4 C
配方设计程序
' f# l% `( W$ r1 _4 e, M& d) `在橡胶工厂中提出或变更胶料配方的机会很多。通常,制定胶料配方的程序包括下述几个步骤。
- `! t/ w0 V6 o1 {. @调查研究和收集资料在调查研究中,着重了解制品的使用条件和性能要求,如制品使用时的负荷、工作温度、接触介质、使用寿命、胶料在制品结构中所处的作用等,从而明确产品技术要求。然后根据这些要求制定出产品的性能指标,作为配方设计的依据。
& ]' D" X% x/ I0 y/ f$ F9 e收集资料主要是了解同类或类似产品所作过的配方试验情况和技术经验;了解各胶种、配合剂的性能和发展情况;了解加工过程的设备条件和技术规程等,为进行配方设计时作参考。
/ R. r% i( {8 u T- a3 a U依据产品性能指标,初步制定出一系列性能配方在调查研究的基础上,分析所占有的资料,选择生胶和各种配合剂,初步制定出一系列性能配方,并确定出性能试验项目。制定配方的步骤如下。 J/ t# j4 ]' a& t e3 Y. \
依据胶料的性质和用途,即主要性能指标,克定生胶品种(单用或并用)及含胶率。
0 J: B8 p/ [' x/ C依据生胶的类型和品种、施工要求(如采取的硫化工艺方法和条件等)及制品性能特点(硫化胶网构特性)确定硫化体系的组成和用量。' H, T# H5 J! g) _. b: d9 U$ {- _
依据胶料性能、工艺及成本等要求,确定补强填充剂的品种、用量及胶料依据生胶及填料性能(硬度、弹性、耐寒性等),加工条件等确定软化(增塑)剂的品种和用量。+ V9 p/ u" m# d6 R# ?1 |+ c
依据产品的使用环境条件确定防老剂的品种和用量。
_7 u6 t6 p; B3 S) W2 i' q依据产品的特性要求选择着色剂、发孔剂、阻燃剂等专用配合剂的品种和用量。$ N" y6 O1 r3 ~( F. i5 S6 [
性能试验项目通常包括强伸性能、永久变形、硬度、回弹性、撕裂强度、热老化等。从加工性考虑还有可塑度、焦燃、硫化特性等项目。此外根据制品的使用性能要求还需选做其它的项目,如生热性、疲劳、耐油、耐热、耐臭氧老化、附着力、磨耗等。
! m, h! G4 s% [- k3 u+ v反复试验,筛选最佳配方制定出的一系列性能配方在试验室内进行小配合试验、反复试验、反复修改、筛选出合理的最佳配方。, {- f) a; @+ @, D" R" w( P
复试和扩大中试选取的最佳配方一般应通过数次复试,如性能稳定合格,则可进行配方和工艺条件确定下来作为生产配方。
9 z* N! z! W; P' H0 L# y* {% L, h8 q: ?确定生产配方通过上述程序,对选定的配方逐步修正到适合车间生产条件为止,把配方和工艺条件确定下来作为生产配方。1 t% [ D& j7 r% e5 e+ C
作为生产配方的内容应包括配方组分、用量、胶料性能指标、工艺条件(主要是混乱炼条件、硫化条件)等整套资料。7 ~: M/ E+ t0 p4 \0 B
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