【橡膠技術(shù)網(wǎng) - 配方設(shè)計】

 一、配方概念

橡膠配方反映膠料中各種材料（橡膠和配合劑）種類、規(guī)格、配比（用量）的方子（方案、表）。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對于橡膠制品的性能要求也不斷提高，目前的橡膠配方中除了已有的硫化體系，補(bǔ)強(qiáng)、填充體系，防護(hù)體系以及軟化增塑體系外，為了賦予膠料特殊的性能，還經(jīng)常使用一些特殊用途的助劑，例如防焦劑、塑解劑、分散劑、增容劑、硬化劑、增粘劑、防粘劑、潤滑劑、脫模劑、消泡劑、增量劑、抗靜電劑、阻燃劑、芳香劑、除臭劑、改性劑、均化劑、發(fā)泡劑、發(fā)泡助劑、著色劑等，因此配方設(shè)計現(xiàn)已發(fā)展到如下組分：①主體材料（天然橡膠、合成橡膠、橡膠與樹脂共混物等）；②硫化體系；③補(bǔ)強(qiáng)、填充體系；④防護(hù)體系；⑤加工工藝、操作體系；⑥特殊性能體系。此外有時為了便于配方的管理和使用可注明配方膠料名稱、配方膠料用途、配方膠料代號、配方膠料性能參數(shù)、配方膠料主要工藝方法和工藝條件等。作為配方的核心來說是配方中材料種類、材料規(guī)格、材料配比。

配方設(shè)計就是根據(jù)產(chǎn)品的性能要求和工藝條件，通過試驗(yàn)、優(yōu)化、鑒定，合理地選用原材料，確定各種原材料的用量配比關(guān)系的過程。

二、配方的形式

橡膠配方按用途可分基礎(chǔ)配方、性能配方、實(shí)用配方三種。

1．基礎(chǔ)配方

    基礎(chǔ)配方又稱標(biāo)準(zhǔn)配方，一般是以生膠和配合劑的鑒定為目的。當(dāng)某種橡膠和配合劑首次面世時，以此檢驗(yàn)其基本的加工性能和物理性能。其設(shè)計的原則是采用傳統(tǒng)的配合量，以便對比；配方應(yīng)盡可能的簡化，重現(xiàn)性較好。基礎(chǔ)配方僅包括最基本的組分，由這些基本的組分組成的膠料，既可反映出膠料的基本工藝性能，又可反映硫化膠的基本物理性能�？梢哉f，這些基本組分是缺一不可的。在基礎(chǔ)配方的基礎(chǔ)上，再逐步完善、優(yōu)化，以獲得具有某些特性要求的性能配方。不同部門的基礎(chǔ)配方往往不同，但同一膠種的基礎(chǔ)配方基本上大同小異。

天然橡膠(NR)、異戊橡膠(IR)和氯丁橡膠(CR)可用不加補(bǔ)強(qiáng)劑的純膠配合，而一般合成橡膠的純膠配合，其物理機(jī)械性能太差而無實(shí)用性，所以要添加補(bǔ)強(qiáng)劑。目前較有代表性的基礎(chǔ)配方實(shí)例是以ASTM(美國材料試驗(yàn)協(xié)會)作為標(biāo)準(zhǔn)提出的各類橡膠的基礎(chǔ)配方。硅橡膠配方一般應(yīng)包括補(bǔ)強(qiáng)劑（白炭黑)、結(jié)構(gòu)控制劑。硫化劑的用量可根據(jù)填料用量而變化。硫化劑多用易分散的濃度為50％的膏狀物。

   在設(shè)計基礎(chǔ)配方時，ASTM規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)配方和合成橡膠廠提出的基礎(chǔ)配方是很有參考價值的�；�礎(chǔ)配方最好是根據(jù)本單位的具體情況進(jìn)行擬定，以本單位積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。還應(yīng)該注意分析同類產(chǎn)品和類似產(chǎn)品現(xiàn)行生產(chǎn)中所用配方的優(yōu)缺點(diǎn)，同時也要考慮到新產(chǎn)品生產(chǎn)過程中和配方改進(jìn)中新技術(shù)的應(yīng)用。

    2．性能配方

    又稱技術(shù)配方。為達(dá)到某種性能要求而設(shè)計的配方，其目的是為了滿足產(chǎn)品的性能要求和工藝要求，提高某種特性等。性能配方應(yīng)在基礎(chǔ)配方的基礎(chǔ)上全面考慮各種性能的搭配，以滿足制品使用條件的要求為準(zhǔn)。通常研制產(chǎn)品時所作的試驗(yàn)配方就是性能配方，是配方設(shè)計者用得最多的一種配方。

    3．實(shí)用配方

又稱生產(chǎn)配方。為制造某一具體制品及滿足具體生產(chǎn)工藝而設(shè)計的配方

在試驗(yàn)室條件下研制的配方，其試驗(yàn)結(jié)果并不是最終的結(jié)果，往往在投人生產(chǎn)時會產(chǎn)生一些工藝上的困難，如焦燒時間短、壓出性能不好、壓延粘輥等，這就需要在不改變基本性能的條件下，進(jìn)一步調(diào)整配方。在某些情況下不得不采取稍稍降低物理性能和使用性能的方法來調(diào)整工藝性能，也就是說在物理性能、使用性能和工藝性能之間進(jìn)行折衷。膠料的工藝性能，雖然是個重要的因素，但并不是絕對的惟一的因素，往往由技術(shù)發(fā)展條件所決定。生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)裝備技術(shù)的不斷完善，會擴(kuò)大膠料的適應(yīng)性，例如準(zhǔn)確的溫度控制以及自動化連續(xù)生產(chǎn)過程的建立，就使我們有可能對以前認(rèn)為工藝性能不理想的膠料進(jìn)行加工了。但是無論如何，在研究和應(yīng)用某一配方時，必須要考慮到具體的生產(chǎn)條件和現(xiàn)行的工藝要求。換言之，配方設(shè)計者不僅要負(fù)責(zé)成品的質(zhì)量，同時也要充分考慮到現(xiàn)有條件下，配方在各個生產(chǎn)工序中的適用性。

實(shí)用配方即是在前兩種配方(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。實(shí)用配方要全面考慮使用性能、工藝性能、體積成本、設(shè)備條件等因素，最后選出的實(shí)用配方應(yīng)能夠滿足工業(yè)化生產(chǎn)條件，使產(chǎn)品的性能、成本、長期連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)工藝達(dá)到最佳的平衡。

案例分析（分析配方）

內(nèi)容：分析下列配方存在哪些缺點(diǎn)？說明各體系組成

安排：列出幾種實(shí)用配方案例，每組一個配方進(jìn)行分析，各組輪流（所有案例進(jìn)行總輪流）一人進(jìn)行發(fā)言探討，其它同學(xué)補(bǔ)充，教師最后總結(jié)（體系全面（特別是主體材料、硫化體系等）、用量正常合理、配色正確）。

表1-1轎車子午線輪胎臺面膠

表1-2 子午線胎側(cè)膠

表1-3 子午線輪胎帶束層膠

表1-4 油皮層膠配方

表1-5 布膠鞋黑大底配方

表1-6 草綠色圍條配方

表1-7  耐油密封圈配方

表1-8 食品膠管內(nèi)層膠