1橡胶配方基础

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%
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表1-2 橡胶体积分数配方计算示例
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体积分数配方常用于按体积计算成本。
(4)生产配方：取胶料的总质量等于炼胶机的容量 ，生胶及配合剂的含量分别以Kg来表示。
(3) 胶料成本计算示例
表1-5 胶料成本计算示例
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161×10-3kg 0.14172×10-3m3
=1136
1136
单位质量成本Pm＝
3.001元 ＝18.64元/kg 161×10-3kg
单位体积成本PV＝ 18.64 元/kg×1.136kg/L ＝ 21.175元/L
这是最常见的一种配方形式，用于配方设计 、配方研究和实验室研究等。
(2)质量分数配方：以胶料总质量为100%，生胶及 各种配合剂用量均以质量百分数来表示。
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%
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(3)体积分数配方：以胶料的总体积为100%，生胶 及各种配合剂的含量均以体积百分数来表示。
1橡胶配方基础
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2020年4月6日星期一
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。
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5.橡胶制品的成本计算 产品胶料成本的计算公式为：
P＝V×PV＝m×Pm= V×Pm×ρ P——产品胶料成本
例：计算用下表配方制作1200g橡胶产品的胶料成本
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1136
Pm＝ 18.64元/kg
PV＝ 21.175元/L
1136
1200×10-3kg
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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）
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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。
开炼机装胶量：Q＝DLγκ
Q－开炼机装胶量，Kg； L－辊筒长度，cm； κ－系数(0.0065~0.0085)
D－辊筒直径，cm； γ－胶料相对密度；
密炼机装胶量：Q＝κγV
Q－密炼机装胶量，Kg； V－密炼机容积；
γ－胶料相对密度；
κ－系数(0.65~0.85)
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表Biblioteka Baidu-3 常用开炼机的基本参数
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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。
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(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。
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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
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。
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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
理论密度＝
胶料总质量份数 胶料总体积份数
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表1-4 密度计算示例
kg/m3
L
161×10-3kg 0.14172×10-3m3
=1136
4.胶料成本的计算 (1)单位质量胶料成本的计算公式
Pm＝
∑(mi × Pi) ∑mi
Pm——单位质量胶料成本，元/公斤 mi——原材料单价，元/公斤
配方设计决定着产品质量、成本和加工性能。
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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。
胶料体积V＝
＝1.05634 L
1.136kg/L
制品胶料成本P＝ 1.2kg×18.64元/kg ＝ 22.368元
或 P＝ 1.05634 L×21.175元/L = 22.368元
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3.基本配方和生产配方的转换 生产配方＝基本配方×换算系数α Q 换算系数α＝ 基本配方总质量
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二、配方的有关计算
1.母炼胶形式的配方换算
母炼胶形式的配方换算方法有两种： 方法1：将基本配方转化成母炼胶形式的基本配方 再转化为生产配方。注意在转化为母炼胶基本配 方时要扣除母胶中其余配合剂的用量不能重复计 算。 方法2：将基本配方转化生产配方（暂不考虑母胶 ），再转化母炼胶的生产配方。同样注意扣除母 炼胶配方中各组分的质量。
1.橡胶配方的组成
橡胶配方简单地说就是一份生胶和各种配合剂用 量的配比表。
生产上的橡胶配方包含：胶料的名称代号及用途 ，生胶及各种配合剂的用量、含胶率，比重、成本及 胶料的物理机性能等。
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2.配方的表示形式
表1-1 橡胶配方的表示形式
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(1)基本配方：以生胶的质量为100份，其它配合剂 用量相应地以质量份数来表示。
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在实际生产中，有些配合剂往往以母炼胶或膏 剂的形式进行混炼，因此使用母炼胶或膏剂的配 方应进行换算。例如现有如下，基本配方：
其中促进剂M以母炼胶的形式加入。M母炼胶的质量 分数配方为： NR 90.00； 促M 10.00； 合计 100.00
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上述M母炼胶配方中M的含量为母炼胶总量的1/10， 而原基本配方中M用量为0.75质量份，所需M母炼胶为： 0.75/x=1/10，x=7.5，即7.5质量份M母炼胶中含有促进剂 M0.75质量份其余6.75质量份为天然胶,因此，原基本配方 应作如下修改：计算后配方如下。
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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。
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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
(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
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第二节 配方换算与成本核算
一、配方的表示形式
同一个橡胶配方，根据不同的需要、单位等可以 用4种不同的形式来表示。即基本配方、质量分数(质量 百分比)配方、体积分数(体积百分比)配方和生产配方。
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(2)单位体积胶料成本的计算公式
Pv＝
∑(mi × Pi)
∑mi ρ
＝
∑(mi × Pi)
∑(
mi ρ
)
Pv——单位体积胶料成本，元/公斤 ρ——原材料密度
单位体积成本与单位质量成本的关系： Pv ＝Pm × ρ 或 Pm ＝ Pv / ρ
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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。
2.含胶率的计算
含胶率是指生胶所含质量的百分率；含胶率 的计算可采用下列公式。
100(生胶质量份数)
含胶率＝
×100%
胶料总质量份数
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3.胶料密度的计算
胶料密度是单位体积的胶料质量。在由基本 配方换算成体积百分比配方的过程中，可以求得 胶料的总体积份数。以胶料基本配方中的总质量 份数除以胶料的总体积份数，其结果即为该配方 的理论密度，计算举例如表1-4所示。