橡胶配方基础

第一章橡胶配方基础主讲：陈晓松第一节橡胶配方知识一、概述1.橡胶配方概念橡胶材料是生胶与多种配合剂构成的多相体系。橡胶制品的性能取决于橡胶分子本身，以及各种配合剂性质及它们之间的相互作用关系。橡胶配方：根据产品的性能要求及工艺条件，合理选用原材料(种类及规格)，并制订各种原材料的用量配比关系的方案或表格。配方设计决定着产品质量、成本和加工性能。2.橡胶配方设计的意义(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。3.橡胶配方设计的基本要求(1)原材料使用合理；(2)制品质量高；(3)工艺性能好。4.橡胶配方设计的原则(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。5.橡胶配方包含的五大体系(1)生胶体系(高聚物单用或并用)：母体材料或基体材料；(2)硫化体系：与橡胶大分子起化学作用，使橡胶由线型大分子变为三维网状结构，提高橡胶性能、稳定形态的体系。(3)补强填充体系：在橡胶中加入炭黑等补强剂或其它填充剂，提高其力学性能，改善工艺性能，或者降低制品成本。(4)防护体系：加入防老剂，延缓橡胶的老化，提高制品的使用寿命。(5)增塑体系：降低制品硬度和混炼胶的粘度，改善加工工艺性能。二、橡胶配方的类型橡胶配方按照用途可分为基础配方、性能配方及实用配方。实用配方（生产配方）性能配方（技术配方）基础配方（标准配方）1.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。2.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。3.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。

实用配方是在基本配方、性能配方试验的基础上，结合实际生产条件所作的实用投产配方。三、橡胶配方设计程序(1)确定产品的技术要求，根据要求制订产品的性能指标→配方设计的依据(2)详细收集技术资料，了解同类或类似产品所做过的配方试验情况、技术经验→配方设计的参考(3)制订基本试验配方和变量试验范围。(4)进行试验室的小配合试验与数据整理→选出综合平衡性能的最佳配方。

(5)将选取的配方进行复试和扩大中试→确定生产配方第二二节节配配方方换换算算与与成成本本核核算算一、、配配方方的的表表示示形形式式同一一个个橡橡胶胶配配方方，，根根据据不不同同的的需需要要、、单单位位等等可可以以用用4种种不不同同的的形形式式来来表表示示。。即即基本本配配方方、质量量分分数数(质量量百百分分比比)配方方、体积积分分数数(体积积百百分分比比)配方方和生产产配配方方。1.橡橡胶胶配配方方的的组组成成橡胶胶配配方方简单单地地说说就就是是一一份份生生胶胶和和各各种种配配合合剂剂用用量量的的配配比比表表。。生产产上上的的橡橡胶胶配配方方包含含：：胶胶料料的的名名称称代代号号及及用用途途，，生生胶胶及及各各种种配配合合剂剂的的用用量量、、含含胶胶率率，，比比重重、、成成本本及及胶胶料料的的物物理理机机性性能能等等。。表1-1橡橡胶胶配配方方的的表表示示形形式式2.配配方方的的表表示示形形式式(1)基基本本配配方方：：以生生胶胶的的质质量量为为100份份，，其其它它配配合合剂剂用用量量相相应应地地以以质质量量份份数数来来表表示示。。(2)质质量量分分数数配配方方：：以胶胶料料总总质质量量为为100%，，生生胶胶及及各各种种配配合合剂剂用用量量均均以以质质量量百百分分数数来来表表示示。。这是是最最常常见见的的一一种种配配方方形形式式，，用用于于配配方方设设计计、、配配方方研研究究和和实实验验室室研研究究等等。。生胶和各种配合剂的质量百分数生胶和各种配合剂的质量份数胶料总质量份数＝×100%(3)体体积积分分数数配配方方：：以胶胶料料的的总总体体积积为为100%，，生生胶胶及及各各种种配配合合剂剂的的含含量量均均以以体体积积百百分分数数来来表表示示。。生胶和各种配合剂的体积份数生胶和各种配合剂的质量份数生胶和各种配合剂的密度＝生胶和各种配合剂的体积百分数生胶和各种配合剂的体积份数胶料总体积份数＝×100%表1-2橡胶胶体体积积分分数数配配方方计计算算示示例例体积积分分数数配配方方常常用用于于按按体体积积计计算算成成本本。。(4)生生产产配配方方：：取胶胶料料的的总总质质量量等等于于炼炼胶胶机机的的容容量量，，生生胶胶及及配配合合剂剂的的含含量量分分别别以以Kg来来表表示示。。开炼炼机机装装胶胶量量：：Q＝＝DLγγκκQ－－开开炼炼机机装装胶胶量量，，Kg；；D－－辊辊筒筒直直径径，，cm；；L－－辊辊筒筒长长度度，，cm；；γγ－－胶胶料料相相对对密密度度；；κ－－系系数数(0.0065~0.0085)密炼炼机机装装胶胶量量：：Q＝＝κκγγVQ－－密密炼炼机机装装胶胶量量，，Kg；；V－－密密炼炼机机容容积积；；γ－－胶胶料料相相对对密密度度；；κκ－－系系数数(0.65~0.85)表1-3常用用开开炼炼机机的的基基本本参参数数3.基基本本配配方方和和生生产产配配方方的的转转换换生产产配配方方＝＝基基本本配配方方××换换算算系系数数αα换算系数α＝基本配方总质量Q二、、配配方方的的有有关关计计算算1.母母炼炼胶胶形形式式的的配配方方换换算算母炼炼胶胶形形式式的的配配方方换换算算方方法法有有两两种种：：方法法1：：将基基本本配配方方转转化化成成母母炼炼胶胶形形式式的的基基本本配配方方再再转转化化为为生生产产配配方方。。注注意意在在转转化化为为母母炼炼胶胶基基本本配配方方时时要要扣扣除除母母胶胶中中其其余余配配合合剂剂的的用用量量不不能能重重复复计计算算。。方法法2：：将基基本本配配方方转转化化生生产产配配方方（（暂暂不不考考虑虑母母胶胶）），，再再转转化化母母炼炼胶胶的的生生产产配配方方。。同同样样注注意意扣扣除除母母炼炼胶胶配配方方中中各各组组分分的的质质量量。。在实实际际生生产产中中，，有有些些配配合合剂剂往往往往以以母炼炼胶胶或膏剂剂的形形式式进进行行混混炼炼，，因因此此使使用用母母炼炼胶胶或或膏膏剂剂的的配配方方应应进进行行换换算算。。例例如如现现有有如如下下，，基基本本配配方方：：其中中促促进进剂剂M以以母母炼炼胶胶的的形形式式加加入入。。M母母炼炼胶胶的的质质量量分分数数配配方方为为：：NR90.00；；促促M10.00；；合合计计100.00上述述M母母炼炼胶胶配配方方中中M的的含含量量为为母母炼炼胶胶总总量量的的1/10，，而而原原基基本本配配方方中中M用用量量为为0.75质质量量份份，，所所需需M母母炼炼胶胶为为：：0.75/x=1/10，，x=7.5，，即即7.5质质量量份份M母母炼炼胶胶中中含含有有促促进进剂剂M0.75质质量量份份其其余余6.75质质量量份份为为天天然然胶胶,因因此此，，原原基基本本配配方方应应作作如如下下修修改改：：计计算算后后配配方方如如下下。。2.含含胶胶率率的的计计算算含胶胶率率是是指指生生胶胶所所含含质质量量的的百百分分率率；；含含胶胶率率的的计计算算可可采采用用下下列列公公式式。。含胶率＝100(生胶质量份数)胶料总质量份数×100%3.胶胶料料密密度度的的计计算算胶料料密密度度是是单单位位体体积积的的胶胶料料质质量量。。在在由由基基本本配配方方换换算算成成体体积积百百分分比比配配方方的的过过程程中中，，可可以以求求得得胶胶料料的的总总体体积积份份数数。。以以胶胶料料基基本本配配方方中中的的总总质质量量份份数数除除以以胶胶料料的的总总体体积积份份数数，，其其结结果果即即为为该该配配方方的的理理论论密密度度，，计计算算举举例例如如表表1-4所所示示。。理论密度＝胶料总质量份数胶料总体积份数表1-4密度计计算示示例kg/m3L161×10-3kg0.14172×10-3m3=11364.胶胶料成成本的的计算算(1)单位位质量量胶料料成本本的计计算公公式Pm＝∑(mi×Pi)∑miPm——单单位质质量胶胶料成成本，，元/公斤斤mi——原原材料料单价价，元元/公公斤(2)单位位体积积胶料料成本本的计计算公公式Pv——单单位体体积胶胶料成成本，，元/公斤斤ρ———原材材料密密度Pv＝∑(mi×Pi)∑miρ＝∑(mi×Pi)miρ∑()单位体体积成成本与与单位位质量量成本本的关关系：：Pv＝Pm×ρρ或或Pm＝Pv/ρρ(3)胶