橡胶配方设计基础.ppt

第1章橡胶配方设计基础2.配方设计的意义①是橡胶制品生产过程中的重要技术依据.②对产品质量有决定性的影响.③对产品的经济成本也有决定性的影响例：设计胶管的内层胶使用环境：输送气体、输送泥浆、酸、碱、油类液体。二、橡胶配方的组成及表示形式2.配方的表示形式1.基本配方以质量份数表示（mi）：以生胶分数为100份其余配合剂相应质量份数表示2.质量百分数（mi%）：=mi/∑mi×100%以胶料总质量为100生胶和配合剂质量所占比例数来表示主要用于计算原材料质量成本和含胶率。3.体积百分数表示（Vi%）：=Vi/∑Vi×100%以胶料总体积为100生胶和配合剂体积所占比例数来表示主要用于计算原材料体积成本。4.生产配方（Mikg）：=Q/∑mi×mi取胶料的总质量等于炼胶机的装胶量Q各组分以实际用量表示。原材料名称(g/cm3)作业：将下述基本配方换算成其它形式表示的配方假设炼胶机的容量为31.50Kg要求写出换算公式。2023/12/152023/12/15（一）配方设计的内容1、确定硫化胶的主要性能及性能指标范围（1）已有成品：解剖成品测试性能（2）无成品：借鉴同类或相似产品或计算机模拟分析提出2、确定合适的工艺条件及指标值的范围实验研究确定3、确定主体材料和配合剂的品种与用量实验研究确定4、确定原材料的指标范围实验研究确定参考原材料出厂检测指标以满足制品性能要求为准。5、计算成本（二）配方设计的种类基础配方：标准配方仅包括最基本的组分采用传统的配合量以生胶和配合剂鉴定为目的反映胶料基本工艺性能及硫化胶基本物理机械性能的配方。基础配方的获得：（1）ASTM标准（2）根据实验的基本情况进行拟定（3）借鉴同类或类似产品的生产配方性能配方：技术配方全面考虑各种性能的搭配增加或调整基础配方的内容以满足制品使用条件的配方。实用配方：生产配方在满足要求的性能配方基础上结合实际生产条件所得的实用投产配方。基础配方、性能配方、实用配方是相互制约、相互影响的。例：橡胶基础配方：生胶：100份；硫磺：0.5-3.5份；促进剂：0.5-1.5份ZnO:1-10份；Hst：0.5-2.0份；防老剂：0.25-1.5份（三）配方设计的原则1.宗旨使橡胶制品的性能、成本和工艺可行性三方面取得最佳的综合平衡以最低的原材料消耗最短的时间最少工作量设计出性能优良并满足现有生产设备要求的配方。2.基本原则（1）在不降低产品质量的情况下降低成本（2）在保持成本不变的情况下提高产品的性能3.一般原则（1）满足制品的性能要求；（2）设计的配方易于加工（3）原材料价廉易得；（4）重点设计主要性能（5）充分考虑交互作用；（6）配方成本低能耗低（7）配方尽可能简化（8）符合环保与卫生要求（四）配方设计的基本程序（3）制订基本配方和性能试验项目（4）进行试验并选取最佳配方（试验室进行）以上配方设计程序可示意于下图1.4橡胶配方设计方法2023/12/15黄金分割法黄金分割点在线段L的0.618处故此法又称0.618法。这个方法的要点是先在配方试验范围[ab]的0.618点作第一次试验再在其对称点(试验范围的0.382处)作第二次试验比较两点试验的结果去掉“坏点”以外的部分。在剩下的部分继续取已试验点的对称点进行试验、比较和舍取逐步缩小试验范围。应用实例子午线轮胎子口包胶使用齐聚酯增硬。胶料要求为：硬度（邵氏A）达到85度；拉伸强度不小于20MPa；扯断伸长率不小于200%。平分法(对分法)如果在试验范围内目标函数是单调的要找出满足一定条件的最优点可以用平分法。平分法和黄金分割相似但平分法逼近最佳范围的速度更快在试验范围内每次都可以去掉试验范围的一半而且取点方便。①要求胶料物理性能要有一个标准或具体指标否则无法鉴别试验结果好坏以决定试验范围的取舍。②要知道原材料的化学性能及其对胶料物理性能的影响规律。能够从试验结果中直接分析该原材料的量是取大了或是取小了并作为试验范围缩小的判别原则。实例：得到胶料与黄铜钢丝帘线粘合力最高的680C用量。基本配方：天然胶SMR590BR10ZnO5SA0.5HAFCB60芳香操作油4促进剂0.7防焦剂PVI0.4S3Manbond680C的用量为0～2份。分批试验法这种方法是每批试验配方均匀地安排在试验范围内。例如：每批做4个实验我们可以先将实验范围(ab)均分为5份在其4个分点x1x2x3x4处做4个实验。将4个实验结果比较如果x3好则去掉小于x2和大于x4的部分留下