[分享]橡胶配方设计鉴定方法

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单纯的天然橡胶或合成橡胶，不论是未硫化胶还是硫化胶，其性能都很差难以满足  
使用要求。因此长期以来人们对提高橡胶性能，改善加工方法，延长使用寿命等进行了  
大量的实践。结果表明，必须在橡胶中加入各种助剂才能实现上述目的，即必须通过合  
理的配方设计才能实现。  
# l9 h5 a) |& h配方设计，就是根据产品的性能要求和工艺条件合理地选用原材料，确定各种原材  
! F4 ?$ O/ X! `* B/ Q9 P& Y料的用量和配比关系。  
* f, y9 I2 U/ k8 S+ J* f橡胶材料是生胶与多种配合剂构成的多相体系，橡胶材料中各个组分之间存在着复  
杂的物理和化学作用。目前尚不能用理论计算的方法确定各种原材料的配比，也不能确  
切地推导出配方和物理性能之间的定量关系。在一定程度上仍依赖于长期积累的经验。  
近年来，由于计算机技术和测试手段的迅速发展，不仅为橡胶配方设计提供了有效  
) `  J- L, {7 Q的数学工具和分析计算手段，而且还可揭示配方组分与胶料性能之间的关系。有力地促  
进了橡胶配方设计理论的发展，使橡胶配方逐步地从经验型向科学化的方向转化。可以  
预见，随着理论和实验手段的进一步完善，人们必将在前人丰富经验的基础上，使配方  
' H, ]  K9 w( q+ ]. \* w! I  Z设计方法逐步科学化，从而更准确地预测产品的性能，简化实验程序，加快研究进程。  
本章将首先阐明橡胶配方设计的意义、橡胶配方设计的特点。对橡胶配方设计的原  
( b, F" t% k& y$ N# j1 J# M% |则以及橡胶配方性能的鉴定及测试作概括的介绍。  
第一节橡胶配方设计的重要性  
6 S1 U  ~* N8 s- f# H0 u配方设计是一项专业性很强的技术工作，对产品质量和成本有决定性的影响，此外  
5 L# ^  i& G% t$ q6 y合理的配方又是保证加工性能的关键。因此配方设计在橡胶工艺中是个重要的环节。  
8 w* m  Y! ]! m配方设计的目的不单纯是为了研究原材料的配比组合，更重要的是了解原材料的基  
! D9 j8 l: K& r- ]0 ?7 M2 z5 @本性质，各种配合体系对橡胶性能的影响，以及与工艺性能的关系，进而了解各种结构  
. l* S" ?* _9 y3 J+ T. C/ Y与性能之间的关系。在谋求经济合理的同时，获得最好的综合性能，制成物美价廉的产  
品。  
7 }6 f) W! E: l) `尽管各种配方性能要求千变万化，但是在各种性能与结构之间却存在着某种规律性  
8 w8 g5 x! n' k6 u; X% [- W: C  M" m的东西。这种规律可以是反映配方设计中的某种趋势，也可以确定一定的定量范围。所  
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第一编橡胶配方设计  
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以在配方工作中应该注意积累一些基础数据，大量的经验规律可反映某些内在规律性，  
# V5 s$ c3 o5 x# H, k; i并注意拟合一切可能的经验方程，这对今后的配方设计工作和理论研究工作都有借鉴和  
指导意义。一个称职的配方设计人员，应该自觉的研究各种配方与性能的基本关系。  
: M; l* _# Y# ]/ |, I总之，配方设计工作是很有实际意义的工作，其目的是要建立聚合物结构理论与橡  
2 n0 a' m( ?5 C7 t. U* o, J6 q胶配方性能之间的有机联系，从而满足各种实际要求。橡胶配方设计需要做的工作很  
5 u# M9 d) _$ Y. h+ a多，要在短时间内完成较大的工作量，必须运用各相关学科的先进技术和理论，使配方  
设计工作彻底从凭经验工作的落后状态中摆脱出来。  
第二节橡胶配方设计的特点  
从年+发现硫黄硫化橡胶开始，橡胶配方设计已有多年的历史，  
在一个半世纪中，胶料的配方设计经历了一个由低级到高级逐渐发展的过程。与其他材  
料配方不同，橡胶配方设计有其固有的特点，这些特点概括起来有如下几方面：  
( w( I$ Q; q& _% x, B1 b/ h) D& g一、橡胶配方的组成是多组分的  
一个橡胶配方起码包括生胶聚合物、硫化剂、促进剂、活性剂、防老剂、补强填充  
剂、软化剂等基本成分。一个合理的橡胶配合体系应该包括聚合物、硫化体系、填充体  
系、防护体系、软化体系五大部分。所以橡胶配方设计除单因素和双因素变量设计外，  
8 R! A" k0 ?3 X" C: x  O7 B, |更多的情况下是解决多因素变量问题。  
2 l0 d/ X: Q. S" V. e  O& Z二、橡胶配方设计是个因子水平数不等的试验问题  
7 P& N5 R3 ?, j5 h3 ]橡胶配方试验中，因子的水平数往往不等。运用拉丁方或正交表设计试验时，通常  
; x2 i& F3 s+ }8 d, k每个因子的水平数是相等的，这样在安排试验时将出现麻烦。例如进行这样一个配方设  
计：炭黑的品种作为一个因子，需试验两种炭黑，即炭黑这个因子有二个水平，而其他  
/ i$ y4 V4 m6 Q" d% A$ f+ C1 v3 s的因子（如软化剂用量）各有三个水平，那么我们在运用正交表.设计配方时，必须  
凑足炭黑因子也是三水平才能套用。然而这种硬凑的做法是不合理的，因为我们不需要  
为炭黑这个因素多试验第三个炭黑品种，造成不必要的人力、物力和时间浪费。这样就  
出现了活用正交表的问题，使许多水平数不等的试验问题得以解决。虽然这样做配方设  
4 x; C% X9 c9 T+ \计的试验安排和数据的计算分析显得复杂一些，不过以纸面上的配方设计和试验结果计  
算的麻烦来换取人力、物力和时间的浪费，还是合算的。  
三、橡胶配方中各组分之间有复杂的交互作用  
- I: z- p  V1 K" |/ x, x所谓交互作用，是指配方中原材料之间产生的协同效应、加和效应或对抗作用。例  
如，各种促进剂之间，防老剂之间的交互作用都很显著。  
一般配方设计时，对于这种交互作用有两种办法：  
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8 i  H. H/ p1 O( M9 y, N第一编橡胶配方设计  

充分注意这种交互作用，在试验设计时，尽可能周到的考虑它的作用和影响，  
) L1 c7 T$ n: v+ x甚至可以把它作为一个因子去处理。  
9 a# p" r( Z) A( A# C% |$ A避开交互作用的大因子，把一对交互作用大的因子，分别安排在不同的两组实  
  a1 }7 r1 Z  O& v. T) d. Q- X验中，使同组试验的因子保持相对的独立性，避免了强烈交互作用的干扰，从而使数据  
# v0 f" Q2 w5 A3 k/ `9 m; U/ E7 Y$ z分析简单容易。  
, u3 I1 S; R- u# v2 N四、工艺因素有时对橡胶配方实施有重要作用  
为了避免工艺因素的影响，同一批配方试验要固定在同一工艺条件下试验，否则将  
* c4 o- y" S# B$ g5 K; u干扰统计分析，使数据的分析陷入混乱。如果把起决定作用的工艺条件作为一个独立的  
/ Y# K5 a) {# }' \因子参与试验设计，那么配方工作者平日积累的实践经验就十分重要了，否则实验结果  
将是一堆杂乱无章的数据，找不出内在的规律性。  
配方、工艺条件、原材料、设备、产品结构设计之间存在着强烈的依存和制约关  
系。它们之间的关系可概括为图。

清高

有一定的理论水平，不过我从事配方设计将20年，从来不按这样的罗辑设计的，总是寻找同类相似的实用配方进行修改，首先考滤的是操作性能。其次是重要的物性指标，最后进行综合测试。测试合格后，再进行修改，主要是将物性过高的指标降一点下来。将成本降到最低点。再测试一下主要指标，合格后，投入批量生产。这样可以省去前人已经做过的好多事，往往事半功倍，相信吧？

patrick2297

各人有各法！

tomsund

这是理论不是实际操作。
2 M* e9 ~% x1 _! @. V+ _; p要是每个配方都这样重新来一次可受不了的。呵呵。

agnz1106

有参考当然好，如果没有，就只能从头开始了。
, t% _2 H" g2 R4 x& V不过正交实验法是一个科学有效的方法，对于找出关键体系中的最佳配方，还是十分有效的。主要是效率高。值得推荐！

hailang

同意2楼意见,现在的老板拿到一个定单,都是要我们在第一时间拿出样品,只有在一些同类配方上修改,如果按照理论上的一套从头设计,那我们早就下岗了.

mxa

我是做布鞋的,鞋底的质量老是不过关,不是出这样的问题就是出那样的问题.最近又老是断底,希望各位专家给予指导.QQ78672758 邮箱:mxa01@163.com

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7楼的是不是填充剂太多了.

jianfu007

xuexi  zhong!