橡胶配方设计鉴定方法

敛步随音

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  
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  
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  
理的配方设计才能实现。  
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  
料的用量和配比关系。  
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  
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  
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。  
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  
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  
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  
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  
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。  
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  
则以及橡胶配方性能的鉴定及测试作概括的介绍。  
第一节橡胶配方设计的重要性  
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  
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。  
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  
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  
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  
品。  
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  
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  
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第一编橡胶配方设计  

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，  
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  
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。  
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  
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  
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  
设计工作彻底从凭经验工作的落后状态中摆脱出来。  
第二节橡胶配方设计的特点  
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，  
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  
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：  
一、橡胶配方的组成是多组分的  
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  
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  
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，  
更多的情况下是解决多因素变量问题。  
二、橡胶配方设计是个因子水平数不等的试验问题  
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  
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  
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  
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  
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  
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  
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  
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  
算的麻烦来换取人力、物力和时间的浪费，还是合算的。  
三、橡胶配方中各组分之间有复杂的交互作用  
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  
如，各种促进剂之间，防老剂之间的交互作用都很显著。  
一般配方设计时，对于这种交互作用有两种办法：  
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6  

第一编橡胶配方设计  

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，  
甚至可以把它作为一个因子去处理。  
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  
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  
分析简单容易。  
四、工艺因素有时对橡胶配方实施有重要作用  
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  
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  
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  
将是一堆杂乱无章的数据，找不出内在的规律性。  
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  
系。它们之间的关系可概括为图。

tiantian999521

不错啊，