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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  
* E/ d8 T, f: ~, ]7 C4 E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  
! }3 X6 ~4 o$ E9 M- m  g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  & K- x0 R- @8 `, o6 v
理的配方设计才能实现。  
% P7 m- Z8 `; w& [7 S7 \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  
% E( v1 w- H; C, {料的用量和配比关系。  2 O! u% f6 I8 n- h
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  . Z; k: c4 Q2 W* z
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  
  }6 i0 ?" M: ~8 B- @+ p" G5 }3 w8 ~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。  
, D) H1 e+ Z$ G! C+ a2 g; ]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  
9 Q  Q0 M9 i1 u% O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  
& m: M4 D  O5 s  }( L" c2 a; h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  
9 d4 R+ ~  d, {  M# Y: [# U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  
& s! P' M, R" n! p% I# b" I9 K! H3 [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。  
) p; W6 r( w  j. a3 V1 B" h! }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  % M7 ~# G" n# c6 w& c; i
则以及橡胶配方性能的鉴定及测试作概括的介绍。  
& m- s9 X6 J$ |# S$ f% C0 U) Q第一节橡胶配方设计的重要性  1 }2 j/ o7 T3 R* ^2 w! `+ r9 \$ ^
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  1 _: F. S% i1 I; a$ u. J8 V% s
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。  " t* E' T' x/ q+ o) s) h
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  & P' G: u2 y% T! y1 A
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  0 c9 _4 e- K0 K
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  ; y, k: |" T$ }
品。  
8 I2 G0 L+ S4 l& p5 A) N: 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  
3 p* T$ H6 u& U$ K; H7 y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  - c% h) ~% V. c2 d' \& V& P
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* J2 D7 u0 n9 P) {+ M8 f4 ?/ ~第一编橡胶配方设计  3 }  G6 B1 Q/ V  O- h
3 E3 \& _) D) S, i& a
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,  + o/ P* X) a" r* S
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  
9 h1 r  a) L8 o& [/ b- J/ g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。  + e) H* h/ F1 B, F2 L5 A  f
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  ' S& R! D: M9 a
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  
; p- Y9 ?& H, p' L" z( D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    C! u0 F& B4 v5 z8 ^) K
设计工作彻底从凭经验工作的落后状态中摆脱出来。  
) l$ {& j6 _% o3 ~) k4 o第二节橡胶配方设计的特点  " u  w) M8 _, Q+ ^# ?0 m6 j
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,  ! ^, x. I) K/ N) \
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  
" b+ J3 U6 m2 q2 `4 [' T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:  6 w9 p5 A. X0 b2 @' ]  h. F% h
一、橡胶配方的组成是多组分的  5 _4 E3 T1 I; x: A$ A- T' R3 T2 ^
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  
6 L: a6 K9 F1 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  
, g2 a% l9 {( ]$ k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,    R& L. t5 r2 b& e# b- s  m
更多的情况下是解决多因素变量问题。  
# f: c8 k* g. ~( d+ Q7 p二、橡胶配方设计是个因子水平数不等的试验问题  4 F% K6 N: s' C5 \" B/ Z% \" |
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  6 k0 P: Q4 Y$ N9 h! g0 J# w, c
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  9 P$ f+ B* @. y+ O2 C1 c5 h. l
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  / b/ d8 E5 |6 x) j# w( }
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  
6 i$ H$ i0 l* ~: q0 r- `6 i& S  I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  8 E. {7 o1 {" k! @7 ~
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  
+ x# k3 O6 m4 g4 B. I$ [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  
- L& o) w" k0 b: b/ A1 X7 }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  
( W5 Q( A6 o! X/ A算的麻烦来换取人力、物力和时间的浪费,还是合算的。  ! K7 @: A& I+ r) r' w2 C
三、橡胶配方中各组分之间有复杂的交互作用  5 j: ]" a1 B( I/ E
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  ! e5 R! V3 Y2 F* b
如,各种促进剂之间,防老剂之间的交互作用都很显著。  
2 K" I: W8 _6 [4 a一般配方设计时,对于这种交互作用有两种办法:  
4 K* _5 a! F/ i2 `2 n··  
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! L" u2 N" B$ f& r* }
. H, T% T) o: M; d- m9 h" b# H/ Z3 }/ I3 E' x3 t
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第一编橡胶配方设计  
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* s, _  J4 W! p, n2 b$ r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,  
9 s- V9 z! ~( p; g2 ?甚至可以把它作为一个因子去处理。  
& ?' f* v8 Y) d. J5 x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  + d& k, p2 l0 _; d7 n& t, L" b
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  - u* }( [: y$ t" ~( C
分析简单容易。  ; X  X! i0 f0 K9 D
四、工艺因素有时对橡胶配方实施有重要作用  3 s# f8 g6 J7 g. h& L
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  - |/ P, t' _! y# H
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  
% b1 t$ L. M9 D$ n& W* Q% B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  2 I; Y& N# F* g0 h& i+ w2 x
将是一堆杂乱无章的数据,找不出内在的规律性。  0 n& S; `1 Q3 g+ n, {
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  
. y, c, N, d: _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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