橡膠配方基礎(chǔ)講座

1、第一章第一章 橡膠配方基礎(chǔ)橡膠配方基礎(chǔ)主講：陳曉松主講：陳曉松第一節(jié)橡膠配方知識(shí)第一節(jié)橡膠配方知識(shí)一、概述一、概述1.橡膠配方概念橡膠配方概念橡膠材料是生膠與多種配合劑構(gòu)成的多相體橡膠材料是生膠與多種配合劑構(gòu)成的多相體系。橡膠制品的性能取決于橡膠分子本身，以及系。橡膠制品的性能取決于橡膠分子本身，以及各種配合劑性質(zhì)及它們之間的相互作用關(guān)系。各種配合劑性質(zhì)及它們之間的相互作用關(guān)系。橡膠配方：橡膠配方：根據(jù)產(chǎn)品的根據(jù)產(chǎn)品的性能要求性能要求及及工藝條件工藝條件，合，合理選用原材料理選用原材料(種類及規(guī)格種類及規(guī)格)，并制訂各種原材料，并制訂各種原材料的用量配比關(guān)系的方案或表格。的用量配比關(guān)系的方案或

2、表格。配方設(shè)計(jì)決定著產(chǎn)品配方設(shè)計(jì)決定著產(chǎn)品質(zhì)量質(zhì)量、成本成本和和加工性能加工性能。2.橡膠配方設(shè)計(jì)的意義橡膠配方設(shè)計(jì)的意義(1)是橡膠制品生產(chǎn)過程中的重要技術(shù)依據(jù)；是橡膠制品生產(chǎn)過程中的重要技術(shù)依據(jù)；(2)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有決定性的影響；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有決定性的影響；(3)對(duì)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)成本也有決定性的影響。對(duì)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)成本也有決定性的影響。3.橡膠配方設(shè)計(jì)的基本要求橡膠配方設(shè)計(jì)的基本要求(1)原材料使用合理；原材料使用合理；(2)制品質(zhì)量高；制品質(zhì)量高；(3)工藝性能好。工藝性能好。4.橡膠配方設(shè)計(jì)的原則橡膠配方設(shè)計(jì)的原則(1)宗旨宗旨 使橡膠制品的使橡膠制品的性能性能、成本成本和和工藝可行性工藝可行性

3、三方三方面取得最佳的綜合平衡，以面取得最佳的綜合平衡，以最低的原材料消耗最低的原材料消耗，最短的時(shí)間最短的時(shí)間，最少工作量最少工作量設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良并滿足設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良并滿足現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備要求的配方?，F(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備要求的配方。(2)基本原則基本原則在不降低產(chǎn)品質(zhì)量的情況下降低成本；在不降低產(chǎn)品質(zhì)量的情況下降低成本；在保持成本不變的情況下提高產(chǎn)品的性能。在保持成本不變的情況下提高產(chǎn)品的性能。(3)一般原則一般原則滿足制品的性能要求；滿足制品的性能要求；設(shè)計(jì)的配方易于加工；設(shè)計(jì)的配方易于加工；原材料價(jià)廉易得；原材料價(jià)廉易得；重點(diǎn)設(shè)計(jì)主要性能；重點(diǎn)設(shè)計(jì)主要性能；充分考慮交互作用；充分考慮交互作用；配方成本

4、低，能耗低；配方成本低，能耗低；配方盡可能簡(jiǎn)化；配方盡可能簡(jiǎn)化；符合環(huán)保與衛(wèi)生要求。符合環(huán)保與衛(wèi)生要求。5.橡膠配方包含的五大體系橡膠配方包含的五大體系(1)生膠體系生膠體系(高聚物單用或并用高聚物單用或并用)：母體材料或基體材料；：母體材料或基體材料；(2)硫化體系：硫化體系：與橡膠大分子起化學(xué)作用，使橡膠由線型大與橡膠大分子起化學(xué)作用，使橡膠由線型大分子變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高橡膠性能、穩(wěn)定形態(tài)的體分子變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高橡膠性能、穩(wěn)定形態(tài)的體系。系。(3)補(bǔ)強(qiáng)填充體系：補(bǔ)強(qiáng)填充體系：在橡膠中加入炭黑等補(bǔ)強(qiáng)劑或其它填充在橡膠中加入炭黑等補(bǔ)強(qiáng)劑或其它填充劑，提高其力學(xué)性能，改善工藝性能，或者

5、降低制品成劑，提高其力學(xué)性能，改善工藝性能，或者降低制品成本。本。(4)防護(hù)體系：防護(hù)體系：加入防老劑，延緩橡膠的老化，提高制品的加入防老劑，延緩橡膠的老化，提高制品的使用壽命。使用壽命。(5)增塑體系：增塑體系：降低制品硬度和混煉膠的粘度，改善加工工降低制品硬度和混煉膠的粘度，改善加工工藝性能。藝性能。二、橡膠配方的類型二、橡膠配方的類型橡膠配方按照用途可分為基礎(chǔ)配方、性能配橡膠配方按照用途可分為基礎(chǔ)配方、性能配方及實(shí)用配方。方及實(shí)用配方。實(shí)用配方（生產(chǎn)配方）實(shí)用配方（生產(chǎn)配方）性能配方（技術(shù)配方）性能配方（技術(shù)配方）基礎(chǔ)配方（標(biāo)準(zhǔn)配方）基礎(chǔ)配方（標(biāo)準(zhǔn)配方）1.基礎(chǔ)配方基礎(chǔ)配方(標(biāo)準(zhǔn)配方標(biāo)準(zhǔn)

6、配方)僅包括最基本的組分，采用傳統(tǒng)的配合量，僅包括最基本的組分，采用傳統(tǒng)的配合量，以生膠和配合劑鑒定為目的，反映膠料基本工藝以生膠和配合劑鑒定為目的，反映膠料基本工藝性能及硫化膠基本物理機(jī)械性能的配方。性能及硫化膠基本物理機(jī)械性能的配方?；A(chǔ)配方的獲得基礎(chǔ)配方的獲得(1)ASTM標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)；(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本情況進(jìn)行擬定；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本情況進(jìn)行擬定；(3)借鑒同類或類似產(chǎn)品的生產(chǎn)配方。借鑒同類或類似產(chǎn)品的生產(chǎn)配方。2.性能配方性能配方(技術(shù)配方技術(shù)配方)全面考慮各種性能的搭配，增加或調(diào)整基礎(chǔ)全面考慮各種性能的搭配，增加或調(diào)整基礎(chǔ)配方的內(nèi)容，以滿足制品使用條件的配方。配方的內(nèi)容，以滿足制品使用

7、條件的配方。3.實(shí)用配方實(shí)用配方(生產(chǎn)配方生產(chǎn)配方)在滿足要求的性能配方基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際生在滿足要求的性能配方基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件所得的實(shí)用投產(chǎn)配方。產(chǎn)條件所得的實(shí)用投產(chǎn)配方。實(shí)用配方是在基本配方、性能配方試驗(yàn)的基實(shí)用配方是在基本配方、性能配方試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件所作的實(shí)用投產(chǎn)配方。礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件所作的實(shí)用投產(chǎn)配方。三、橡膠配方設(shè)計(jì)程序三、橡膠配方設(shè)計(jì)程序(1)確定產(chǎn)品的技術(shù)要求，根據(jù)要求制訂產(chǎn)品的性確定產(chǎn)品的技術(shù)要求，根據(jù)要求制訂產(chǎn)品的性能指標(biāo)能指標(biāo) 配方設(shè)計(jì)的依據(jù)配方設(shè)計(jì)的依據(jù)(2)詳細(xì)收集技術(shù)資料，了解同類或類似產(chǎn)品所做過詳細(xì)收集技術(shù)資料，了解同類或類似產(chǎn)品所做過的

8、配方試驗(yàn)情況、技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的配方試驗(yàn)情況、技術(shù)經(jīng)驗(yàn) 配方設(shè)計(jì)的參考配方設(shè)計(jì)的參考(3)制訂基本試驗(yàn)配方和變量試驗(yàn)范圍。制訂基本試驗(yàn)配方和變量試驗(yàn)范圍。(4)進(jìn)行試驗(yàn)室的小配合試驗(yàn)與數(shù)據(jù)整理進(jìn)行試驗(yàn)室的小配合試驗(yàn)與數(shù)據(jù)整理 選出綜合選出綜合平衡性能的最佳配方。平衡性能的最佳配方。 (5)將選取的配方進(jìn)行復(fù)試和擴(kuò)大中試將選取的配方進(jìn)行復(fù)試和擴(kuò)大中試 確定生產(chǎn)配確定生產(chǎn)配方方第二節(jié)配方換算與成本核算第二節(jié)配方換算與成本核算一、配方的表示形式一、配方的表示形式同一個(gè)橡膠配方，根據(jù)不同的需要、單位等可以同一個(gè)橡膠配方，根據(jù)不同的需要、單位等可以用用4種不同的形式來表示。即種不同的形式來表示。即基本配方基本配

9、方、質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(質(zhì)量質(zhì)量百分比百分比)配方配方、體積分?jǐn)?shù)體積分?jǐn)?shù)(體積百分比體積百分比)配方配方和和生產(chǎn)配方生產(chǎn)配方。1.橡膠配方的組成橡膠配方的組成橡膠配方橡膠配方簡(jiǎn)單地說就是一份生膠和各種配合劑用簡(jiǎn)單地說就是一份生膠和各種配合劑用量的配比表。量的配比表。生產(chǎn)上的橡膠配方生產(chǎn)上的橡膠配方包含：膠料的名稱代號(hào)及用途，包含：膠料的名稱代號(hào)及用途，生膠及各種配合劑的用量、含膠率，比重、成本及膠生膠及各種配合劑的用量、含膠率，比重、成本及膠料的物理機(jī)性能等。料的物理機(jī)性能等。 表表1-1 橡膠配方的表示形式橡膠配方的表示形式2.配方的表示形式配方的表示形式(1)基本配方：基本配方：以生膠的質(zhì)量

10、為以生膠的質(zhì)量為100份，其它配合份，其它配合劑用量相應(yīng)地以質(zhì)量份數(shù)來表示。劑用量相應(yīng)地以質(zhì)量份數(shù)來表示。(2)質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方：質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方：以膠料總質(zhì)量為以膠料總質(zhì)量為100%，生膠及，生膠及各種配合劑用量均以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來表示。各種配合劑用量均以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來表示。 這是最常見的一種配方形式，用于配方設(shè)計(jì)、這是最常見的一種配方形式，用于配方設(shè)計(jì)、配方研究和實(shí)驗(yàn)室研究等。配方研究和實(shí)驗(yàn)室研究等。 生膠和各種配合生膠和各種配合劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)生膠和各種配合劑的質(zhì)量份數(shù)生膠和各種配合劑的質(zhì)量份數(shù)膠料總質(zhì)量份數(shù)膠料總質(zhì)量份數(shù)100%(3)體積分?jǐn)?shù)配方：體積分?jǐn)?shù)配方：以膠料的總體積為以膠料的總

11、體積為100%，生膠，生膠及各種配合劑的含量均以體積百分?jǐn)?shù)來表示。及各種配合劑的含量均以體積百分?jǐn)?shù)來表示。 生膠和各種配合生膠和各種配合劑的體積份數(shù)劑的體積份數(shù)生膠和各種配合劑的質(zhì)量份數(shù)生膠和各種配合劑的質(zhì)量份數(shù)生膠和各種配合劑的密度生膠和各種配合劑的密度生膠和各種配合生膠和各種配合劑的體積百分?jǐn)?shù)劑的體積百分?jǐn)?shù)生膠和各種配合劑的體積份數(shù)生膠和各種配合劑的體積份數(shù)膠料總體積份數(shù)膠料總體積份數(shù)100%表表1-2 橡膠體積分?jǐn)?shù)配方計(jì)算示例橡膠體積分?jǐn)?shù)配方計(jì)算示例體積分?jǐn)?shù)配方常用于按體積計(jì)算成本。體積分?jǐn)?shù)配方常用于按體積計(jì)算成本。(4)生產(chǎn)配方：生產(chǎn)配方：取膠料的總質(zhì)量等于煉膠機(jī)的容量，取膠料的總質(zhì)量

12、等于煉膠機(jī)的容量，生膠及配合劑的含量分別以生膠及配合劑的含量分別以Kg來表示。來表示。 開煉機(jī)裝膠量：開煉機(jī)裝膠量：QDL Q開煉機(jī)裝膠量，開煉機(jī)裝膠量，Kg； D輥筒直徑，輥筒直徑，cm；L輥筒長度，輥筒長度，cm； 膠料相對(duì)密度；膠料相對(duì)密度；系數(shù)系數(shù)(0.00650.0085) 密煉機(jī)裝膠量：密煉機(jī)裝膠量：QVQ密煉機(jī)裝膠量，密煉機(jī)裝膠量，Kg； V密煉機(jī)容積；密煉機(jī)容積；膠料相對(duì)密度；膠料相對(duì)密度； 系數(shù)系數(shù)(0.650.85) 表表1-3 常用開煉機(jī)的基本參數(shù)常用開煉機(jī)的基本參數(shù)3.基本配方和生產(chǎn)配方的轉(zhuǎn)換基本配方和生產(chǎn)配方的轉(zhuǎn)換生產(chǎn)配方基本配方生產(chǎn)配方基本配方換算系數(shù)換算系數(shù)換算系

13、數(shù)換算系數(shù)基本配方總質(zhì)量基本配方總質(zhì)量Q二、配方的有關(guān)計(jì)算二、配方的有關(guān)計(jì)算1.母煉膠形式的配方換算母煉膠形式的配方換算母煉膠形式的配方換算方法有兩種：母煉膠形式的配方換算方法有兩種：方法方法1：將基本配方轉(zhuǎn)化成母煉膠形式的基本配方將基本配方轉(zhuǎn)化成母煉膠形式的基本配方再轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)配方。注意在轉(zhuǎn)化為母煉膠基本配再轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)配方。注意在轉(zhuǎn)化為母煉膠基本配方時(shí)要扣除母膠中其余配合劑的用量不能重復(fù)計(jì)方時(shí)要扣除母膠中其余配合劑的用量不能重復(fù)計(jì)算。算。方法方法2：將基本配方轉(zhuǎn)化生產(chǎn)配方（暫不考慮母將基本配方轉(zhuǎn)化生產(chǎn)配方（暫不考慮母膠），再轉(zhuǎn)化母煉膠的生產(chǎn)配方。同樣注意扣除膠），再轉(zhuǎn)化母煉膠的生產(chǎn)配方。同樣

14、注意扣除母煉膠配方中各組分的質(zhì)量。母煉膠配方中各組分的質(zhì)量。在實(shí)際生產(chǎn)中，有些配合劑往往以在實(shí)際生產(chǎn)中，有些配合劑往往以母煉膠母煉膠或或膏膏劑劑的形式進(jìn)行混煉，因此使用母煉膠或膏劑的配的形式進(jìn)行混煉，因此使用母煉膠或膏劑的配方應(yīng)進(jìn)行換算。例如現(xiàn)有如下，基本配方：方應(yīng)進(jìn)行換算。例如現(xiàn)有如下，基本配方：其中促進(jìn)劑其中促進(jìn)劑M以母煉膠的形式加入。以母煉膠的形式加入。M母煉膠的質(zhì)量母煉膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方為：分?jǐn)?shù)配方為：NR 90.00；促；促M(fèi)10.00；合計(jì)；合計(jì)100.00上述上述M母煉膠配方中母煉膠配方中M的含量為母煉膠總量的的含量為母煉膠總量的1/10，而原基本配方中而原基本配方中M用量為用量為

15、0.75質(zhì)量份，所需質(zhì)量份，所需M母煉膠為：母煉膠為：0.75/x=1/10，x=7.5，即，即7.5質(zhì)量份質(zhì)量份M母煉膠中含有促進(jìn)劑母煉膠中含有促進(jìn)劑M0.75質(zhì)量份其余質(zhì)量份其余6.75質(zhì)量份為天然膠質(zhì)量份為天然膠,因此，原基本配方因此，原基本配方應(yīng)作如下修改：計(jì)算后配方如下。應(yīng)作如下修改：計(jì)算后配方如下。2.含膠率的計(jì)算含膠率的計(jì)算含膠率是指生膠所含質(zhì)量的百分率；含膠率含膠率是指生膠所含質(zhì)量的百分率；含膠率的計(jì)算可采用下列公式。的計(jì)算可采用下列公式。含膠率含膠率100(生膠質(zhì)量份數(shù)生膠質(zhì)量份數(shù))膠料總質(zhì)量份數(shù)膠料總質(zhì)量份數(shù)100%3.膠料密度的計(jì)算膠料密度的計(jì)算膠料密度是單位體積的膠料質(zhì)

16、量。在由基本膠料密度是單位體積的膠料質(zhì)量。在由基本配方換算成體積百分比配方的過程中，可以求得配方換算成體積百分比配方的過程中，可以求得膠料的總體積份數(shù)。以膠料基本配方中的總質(zhì)量膠料的總體積份數(shù)。以膠料基本配方中的總質(zhì)量份數(shù)除以膠料的總體積份數(shù)，其結(jié)果即為該配方份數(shù)除以膠料的總體積份數(shù)，其結(jié)果即為該配方的理論密度，計(jì)算舉例如表的理論密度，計(jì)算舉例如表1-4所示。所示。理論密度理論密度膠料總質(zhì)量份數(shù)膠料總質(zhì)量份數(shù)膠料總體積份數(shù)膠料總體積份數(shù)表表1-4 密度計(jì)算示例密度計(jì)算示例kg/m3L16110-3kg0.1417210-3m3=11364.膠料成本的計(jì)算膠料成本的計(jì)算(1)單位質(zhì)量膠料成本的計(jì)

17、算公式單位質(zhì)量膠料成本的計(jì)算公式Pm(mi Pi)miPm單位質(zhì)量膠料成本，元單位質(zhì)量膠料成本，元/公斤公斤mi原材料單價(jià)，元原材料單價(jià)，元/公斤公斤(2)單位體積膠料成本的計(jì)算公式單位體積膠料成本的計(jì)算公式Pv單位體積膠料成本，元單位體積膠料成本，元/公斤公斤原材料密度原材料密度Pv(mi Pi)mi(mi Pi)mi( )單位體積成本與單位質(zhì)量成本的關(guān)系：?jiǎn)挝惑w積成本與單位質(zhì)量成本的關(guān)系： Pv Pm 或或Pm Pv / (3) 膠料成本計(jì)算示例膠料成本計(jì)算示例表表1-5 膠料成本計(jì)算示例膠料成本計(jì)算示例16110-3kg0.1417210-3m3=11361136單位體積成本單位體積成本PV 18.64 元元/kg1.136kg/L 21.175元元/L單位質(zhì)量成本單位質(zhì)量成本Pm3.001元元16110-3kg18.64元元/kg5.橡膠制品的成本計(jì)算橡膠制品的成本計(jì)算