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[分享] 橡胶配方设计鉴定方法

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发表于 2007-6-3 10:16:22 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国湖南衡阳

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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  & [4 n, J9 @  s+ N1 T5 n$ h* R
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  
9 r( |  @8 o& e6 d1 p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  2 [3 v! e! U/ D+ j. T8 G) I
理的配方设计才能实现。  
% F; J$ m% O5 _( e4 w" B% z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  
( m$ H4 B7 c. ?! L! g料的用量和配比关系。  
- s& Q. Q. v6 \  K7 \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  
8 G5 V# p6 e, a" Q2 W& O' B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  
9 {/ |/ q- d' p& q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。  : b( f- h6 j3 P
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  
$ v$ ]& c0 \* z# |: E3 W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  : q3 v$ {- b( q2 a3 |
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  
8 n5 g* k& W, \4 W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  
6 }# e/ v0 v+ k9 i5 r  Y' m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。  
, ~; `' ]2 }* l$ ?. N2 s" L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  , C- l" N2 {; ]. p" z
则以及橡胶配方性能的鉴定及测试作概括的介绍。  
& ?' h! {, G& ^/ F* B5 M6 g: f2 }第一节橡胶配方设计的重要性  
" d" L8 l. r1 S1 g9 G% G; E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 e+ I% {2 \3 m, `% F/ s/ Q" J
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。  : P$ H" U; v% p. n6 k3 a1 q
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  
& \7 L' g! e) h/ |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  + m; b& `% A( O$ C/ Q
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  
# _% q0 b- M) K品。  
. w$ w) G) @4 N) ~% \1 s2 u0 I* y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  - E# y/ s: e8 ~8 ?: ^* ]
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  4 @  V# p7 }0 o( U  v5 b
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6 O: O! K" L1 Y. M' V第一编橡胶配方设计  9 C* h/ a  D8 E# y8 c; x
8 ]6 }( f* L; C/ I8 T) n9 q4 r
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,  
' D% P4 O3 J. J/ g; l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  1 A' N& ^2 I0 Z+ g( i
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。  - }1 e& w/ t$ x6 T! J4 M
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  0 ]4 G) e2 X  X
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  2 S% \; @6 Z/ m5 w3 b9 \* t# P
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  
7 }; ?9 p" X/ e$ w: ?3 R设计工作彻底从凭经验工作的落后状态中摆脱出来。  
1 c0 C% N. o; u1 M. w& b7 M第二节橡胶配方设计的特点  ( i, z5 [, [! m) ?% y
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,  ( W: ?/ ]0 V& t6 X& j7 W! x
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  
9 m6 ^  `, }' ?: C& L2 k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:  ( K! M& o% P- R  |- j
一、橡胶配方的组成是多组分的  ! H" |# _9 h  K; |/ A5 L  n
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    Y, c; U6 Y+ d
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  
. j6 s; I6 O( W) i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,  0 p7 z9 Z! Z# `, j2 q1 J8 B
更多的情况下是解决多因素变量问题。  
$ h( y1 f- @2 r6 n二、橡胶配方设计是个因子水平数不等的试验问题  : w3 O1 o' o6 K; Z6 M7 Q- n4 B
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  8 i+ g1 B, ?, O" U+ ]" [5 @
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  1 `# i! a3 o! F9 z" i0 I5 K7 g
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  
0 z9 D7 G) }/ a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  2 ]- ]. s0 B+ K
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  . `7 Z- ?" a! h' z$ a) z% K
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  9 a7 K- F) c# g& P9 ]
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  8 c, D) u! b3 V
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  
0 v- P9 }+ u+ c) S6 U4 a算的麻烦来换取人力、物力和时间的浪费,还是合算的。  
! G0 Z# S2 K# D% E5 B; d/ I3 R( a& g三、橡胶配方中各组分之间有复杂的交互作用  * L: O! q5 V% t! z0 v; K9 w# c
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  
- V. D! Z. z% i# C- s! g6 l6 `$ b如,各种促进剂之间,防老剂之间的交互作用都很显著。  
4 H2 U! [5 X# f$ c一般配方设计时,对于这种交互作用有两种办法:  / K( N( f" z+ O9 d3 h6 y" `/ J
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第一编橡胶配方设计  # X$ d6 B& ]4 O3 J5 l6 r) H7 e$ E

% E2 |; B0 {# W# q% n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,  
. R; c/ d! k2 t( l1 t甚至可以把它作为一个因子去处理。  , X! `  f6 P2 F6 C" H
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  
, b' N2 H5 D4 R$ `# _( {( {7 o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  
; K, d6 C) U: A, l分析简单容易。  + h- N3 M3 L3 ]1 d/ N& v/ B% b% r9 g5 Z# U
四、工艺因素有时对橡胶配方实施有重要作用  
/ {: u  {% R' S+ s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  5 u7 W7 N; m( E( H) p) o
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  
5 ?. j4 F- \$ e* @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  
: j5 ?+ b' J+ V+ z! x# e将是一堆杂乱无章的数据,找不出内在的规律性。  ) v" |. e, [* }3 q* _
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  
! F+ a7 a6 [) _3 o系。它们之间的关系可概括为图。
发表于 2007-6-4 21:07:43 | 显示全部楼层 来自: 中国陕西西安
怎么没有下文了,还望楼主继续!
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