現(xiàn)代工業(yè)橡膠的配方設(shè)計(jì)原理及方法(存儲版)
【正文】 ， 即 2n因子的試驗(yàn)設(shè)計(jì)一般選用 L4（ 23） 、 L8（ 27） 、 L16（ 215） 實(shí)驗(yàn)號 A B C D E F G 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 2 2 2 3 1 2 2 1 1 2 2 4 1 2 2 2 2 1 1 5 2 1 2 1 2 1 2 6 2 1 2 2 1 2 1 7 2 2 1 1 2 2 1 8 2 2 1 2 1 1 2 ⑵ 對 n個(gè)因子的三水平試驗(yàn)設(shè)計(jì) ， 即 3n因子的試驗(yàn) 設(shè)計(jì)一般選用 L9（ 34） 、 L27（ 313） 正交表 。 300400500C1 C2 C3 可以看出采用正交試驗(yàn)法研究 NR/SBR吸水膨脹橡膠的性能，能夠定性和定量研究各因子對于吸水膨脹橡膠性能的影響。 ⑴ 確定幾個(gè)特定的配方因子變量之間是否存在相關(guān)性 ， 如果存在則找出合適的數(shù)學(xué)表達(dá)式 。 ⑵ 試驗(yàn)應(yīng)同批測試 。 配合劑的實(shí)際用量與水平的關(guān)系是： 配合劑實(shí)際用量 = 0水平用量 + 水平 * 間距 間距的選擇要適當(dāng) ， 太小達(dá)不到試驗(yàn)的目的 ，太大了方程的可靠性降低 。各因子水平最佳組合為 A3B2C3D3。 SC=19900. ? 因子的偏差平方和 : S因 SA+SB+SC=24400+139800+19900=184100 ? 總的偏差平方和 : S總 =(全體試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平方和 )CT =(3202+3602+ 試驗(yàn)?zāi)康模貉芯堪滋亢?、吸水樹脂、交?lián)劑硫黃的用量對吸水橡膠吸水性能和膠料性能的影響。 ⑶ 橡膠配方中配合劑之間的交互作用較多 ， 那些對膠料的性能有影響 。 x 0 = 1 / 2 { 94. 2 ( 1 . 5 2 2 . 0 2 )+97. 5 ( 2 . 0 2 )+( )}/{()+()+()} = 防老劑用量（質(zhì)量份） 拉伸強(qiáng)度保持率 /% 扯斷伸長保持率 /% 試驗(yàn)結(jié)果：防老劑 4020的用量為 。如果把試驗(yàn)范圍等分若干份，就叫均分法。 原試驗(yàn)配方：甲基乙烯基硅橡膠 1102 100， 白碳黑 5， 氧化鐵 5， DCP 2， 乙炔碳黑 40， 原膠料的體積電阻率為 Ω ? 在尋找最優(yōu)試驗(yàn)點(diǎn)時(shí) ， 常利用函數(shù)在某一局部區(qū)域的性質(zhì)和一些已知的數(shù)值來確定下一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn) ， 這樣一步步搜索 、 逼近 ， 最后達(dá)到最優(yōu)點(diǎn) 。 ? 增塑劑優(yōu)先選擇磷酸酯類增塑劑。 ? ⑵配合體系 ? 增加交聯(lián)密度是提高制品耐化學(xué)藥品的有效手段。常用的是丁腈橡膠和氯丁橡膠。工業(yè)上以脆性溫度作為橡膠制品耐寒性指標(biāo)。 ? ⑶ 防護(hù)體系 宜采用高效耐熱型防老劑，如防老劑 RD。 ? 4 配合體系對焦燒特性的影響 ? 焦燒產(chǎn)生的原因主要是硫化體系選擇不當(dāng)導(dǎo)致。可通過化學(xué)改性，或加入表面活性劑加以改進(jìn)。因此，要降低橡膠制品的永久變形性，必須是制品達(dá)到正硫化；若制品需在高溫下使用，用過氧化物進(jìn)行交聯(lián)，可降低制品壓縮永久變形性。 ? ⑷ 增塑體系 稀釋作用小的粘稠性增塑劑有利于耐疲勞性能的提高，但用量應(yīng)盡量降低。 ? 填充劑的用量不宜過多，否則會使硫化膠的定伸應(yīng)力和硬度增高，導(dǎo)致龜裂部位的應(yīng)力增大，加快龜裂的增長。 配合體系與 耐屈撓性能 的關(guān)系 橡膠在往復(fù)屈撓過程中，由于化學(xué)和機(jī)械的作用，在彎曲部分所產(chǎn)生的表面裂口稱為屈撓龜裂。 ? ⑵ 填充體系 ? 加入細(xì)粒子、高結(jié)構(gòu)性的炭黑能夠提高硫化膠的耐磨性能，以高結(jié)構(gòu)高耐磨爐黑最好。炭黑特別是細(xì)粒子活性炭黑，對硫化膠彈性的降低影響較大，對彈性要求高的膠料多采用中粒子炭黑。 ? ⑷ 增塑體系 增塑劑用量增加，定伸應(yīng)力降低。 ? ⑷ 增塑體系 適當(dāng)加入增塑劑有助于撕裂強(qiáng)度的提高，主要是一些樹脂類如古馬隆樹脂、酚醛樹脂等。 ? ⑶ 填充體系 一般而言，填充劑粒徑越小、比表面積越大、結(jié)構(gòu)性越高，補(bǔ)強(qiáng)效果越好。在硫化膠的測定項(xiàng)目中一般都包括這項(xiàng)指標(biāo)。 橡膠配方設(shè)計(jì)的程序 配方設(shè)計(jì)的基本程序包 ? ⑴ 調(diào)研 包括制品的使用條件，如溫度、壓力、是否接觸介質(zhì)、 使用的頻率等方面。生產(chǎn)中所用配方應(yīng)該包括： 膠料的名稱及代號、膠料的用途、各種配合劑的用量、生膠含量、密度以及膠料的物性 。 橡膠配方的表示方法及其計(jì)算 橡膠配方的表示方法 ? ⑴ 基本配方 基本配方是用質(zhì)量份數(shù)表示的配方，即以生膠的質(zhì)量為 100份，其它配合劑用量都以相對的質(zhì)量份數(shù)來表示。就純橡膠配合而言，天然橡膠和聚氨酯橡膠的拉伸強(qiáng)度最高，丁基橡膠、乙丙橡膠、氯丁橡膠次之，丁苯橡膠、丁腈橡膠較差。 配合體系與 撕裂強(qiáng)度 的關(guān)系 指將帶有切口的試片撕裂時(shí)所需的最大力，其單位為 N/m。 ? ⑵ 硫化體系 隨著交聯(lián)密度的增加，定伸應(yīng)力隨之增加。 ? ⑴ 橡膠品種 從結(jié)構(gòu)因素來說，分子鏈越柔順、分子間作用力越小的橡膠，其彈性越好。要具備良好的耐磨性能，硫化膠需同時(shí)具備較低的摩擦系數(shù)和優(yōu)異的物理機(jī)械性能。 ? 白色填料以粒徑為 20nm左右的白炭黑為最好，其次是氧化鋅。 ? ⑴ 橡膠品種 橡膠制品的耐屈撓性能主要取決于橡膠的品種。 配合體系與 耐疲勞性能 的關(guān)系 橡膠制品承受交變循環(huán)應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)所引起的局部結(jié)構(gòu)變化和內(nèi)部缺陷的發(fā)展過程，稱為橡膠的疲勞。 ? ⑴ 硫化體系 隨著交聯(lián)密度的增加，硫化膠的硬度增加。一般而言，填充劑的加入會使膠料的粘度增加。 影響生膠強(qiáng)度的因素包括生膠的分子量及其拉伸結(jié)晶性能。 ? 增塑劑的加入一般都具有延緩焦燒的作用。用的話應(yīng)選用熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)的類型。 ?對非結(jié)晶性橡膠，交聯(lián)密度低的對耐寒性有利； ?對結(jié)晶性橡膠，當(dāng)?shù)蜏亟Y(jié)晶成為影響耐寒性的主要矛盾時(shí)，則應(yīng)提高交聯(lián)密度降低結(jié)晶作用。 ? 增加填充劑用量有助于耐油性能的提高。 ? 填充劑應(yīng)選擇化學(xué)惰性的，如炭黑、陶土、硫酸鋇、滑石粉等，其中以硫酸鋇耐酸性最好。 ?橡膠配方單因素變量設(shè)計(jì)，即在所討論的變量區(qū)間內(nèi)，確定哪一個(gè)變量的性能最優(yōu)。 齊聚酯用量 （ 質(zhì)量份 ） 0 () () 膠料硬度 （ 邵爾 ） 79 83 85 86 拉伸強(qiáng)度 /Mpa 扯斷伸長率 /% 250 225 218 200 齊聚酯用量 （ 質(zhì)量份 ） 0 () () 15 膠料硬度 （ 邵爾 ） 79 86 88 89 拉伸強(qiáng)度 /Mpa 扯斷伸長率 /% 250 200 180 150 平分法 實(shí)例：得到膠料與黃銅鋼絲簾線粘合力最高的 680C用量。cm ； 乙炔碳黑用量至 60份，其體積電阻率為 21Ω 112用量 0 1 2 3 4 5 門尼粘度 64 61 57 53 52 52 300%定伸應(yīng)力 /MPa 14. 1 拉伸強(qiáng)度 /MPa
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