配方设计中的数学方法培训课件(.ppt

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1、课程名称：橡胶配方设计原理及工艺学时：32参考书：1、《橡胶工业手册》2、《现代橡胶配方设计》,杨清芝3、《现代橡胶工艺学》,杨清芝联系：科技楼1211,橡塑工程教研室，　　　　64434860第一章　橡胶配方设计原理第二章特种橡胶制品第三章　配方设计中的数学方法第一章　橡胶配方设计原理第一节　橡胶配方设计基本概念第二节　橡胶配方设计的原则与程序第三节　橡胶配方设计的组成与表示方法第四节　配方设计与硫化胶物机性能关系第五节　配方设计与胶料工艺性能间的关系第二章特种橡胶制品第一节　耐燃橡胶第二节　海绵橡胶第三节　透明橡胶第四节

2、　吸水膨胀橡胶第五节　导电橡胶第三章　配方设计中的数学方法第一节　随机变量及其分布第二节　数学期望及方差第三节　假设检验第四节　方差分析第五节　试验数据回归分析第六节　试验优化与设计第一章　橡胶配方设计原理第一节　橡胶配方设计基本概念一、配方设计定义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。定义：根据产品的性能要求及工艺条件，合理选用原材料，制订各种原材料的用量配比关系的设计方法。配方设计决定着产品质量、成本和加工性能。五大体系生胶体系硫化体系填充补强体系软化增塑体

3、系防老体系二、需掌握的知识形态结构机械设备流变加工性能常规测试仪器分析测试技术原材料配合剂聚合物复合材料共混理论高化(合成具有特定组成结构高分子)高物加工工艺原理配合剂化学优选法实验设计回归分析最优化技术配方设计配方设计过程绝不是各种材料的简单搭配，而是在了解各种原理的基础上，充分地发挥整个配方系统的协同效果，利用新技术得到最佳配比关系。需有厚实的高物、高化、橡胶工艺原理知识，并良好运用。第二节　橡胶配方设计的原则与程序一、设计原则使产品性能满足使用的要求或给定的指标。在保证满足使用性能或给定的指标情况下，尽量节约原材料和降低成本，或者在不提高

4、成本情况下提高质量。使胶料适合于混炼、压延、压出、硫化等工艺操作，以及有利于提高设备生产效率。要考虑产品各部位不同橡胶的整体配合，使各部件胶料在硫化速度上和硫化性能上达到协调。例如，轮胎胎面胶和缓冲层、帘布层间。保证质量前提下，尽可能简化配方。最终使橡胶的性能、成本和工艺可行性三方面取得综合平衡二、设计程序1．确定胶料技术要求进行调查研究，了解产品使用时的负荷、工作温度、接触介质、使用寿命以及胶料在产品结构中所起的作用，作为配方设计依据。2．收集技术资料收集国内外有关同类产品或类似产品研制的技术资料作为配方设计参考。3．制定基本配方和性能试验项

5、目制定基本配方步骤如下：1）确定生胶的品种和用量。根据主要性能指标确定主体胶料品种，用量与含胶率有关。2）确定硫化体系。根据生胶的类型和品种，硫化工艺及产品性能要求来确定。3）确定补强剂品种和用量。根据胶料性能、比重及成本确定。4）确定软化剂品种和用量。根据生胶及填料种类，胶料性能及加工条件确定。5）确定防老剂品种和用量。根据产品使用环境的条件来确定。6）确定其它专用配合剂的品种和用量。（如着色剂，发泡剂等）性能测试项目：扯断强度，定伸强度，扯断伸长率，永久变形，硬度，回弹性，抗撕裂强度，热老化性能等。加工性能：可塑度，焦烧性，硫化特性等。其它

6、如：生热性，疲劳性，耐寒、耐热性，耐臭氧老化性等。混炼胶4．进行试验并选取最佳配方小试试验，选出最佳配方5．复试和扩大中试6．确定生产配方生产配方包括：配方组份和用量，胶料性能指标，塑炼、混炼条件，硫化条件等整套资料。补充：配方研究包括三方面：基础配方性能配方生产配方第三节　橡胶配方设计的组成、表示方法及测试配方组成重量份重量百分数％密度（g/cm3)体积百分数％生产配方（kg)NR10062.110.9276.7050S31.862.051.001.5M10.621.420.500.5ZnO53.15.570.602.5SA21.240.92

7、1.601炭黑5031.061.8019.6025合计16110010080.0有些配合剂以母胶形式加入胶料中，配方需进行相应换算。NR100S2.75促M0.75ZnO5.00SA3.00防A1.00炭黑45.00合计157.5NR90促M10合计100促M以母胶配方加入，母胶配方：配方：主体橡胶硫化体系填充补强体系软化体系防护体系其它助剂混炼条件压延条件硫化条件时间温度压力结构和形态：SEM、TEMDSC、XRD、DMTA、RPA化学组成及化学反应：色谱红外核磁共振物理机械性能：可塑度，焦烧硫化特性扯断强度定伸应力伸长率永久变形回弹性撕裂强

8、度耐磨性生热性老化、耐油等三方块原则：甲基丙烯酸锌（ZDMA）对橡胶的增强作用TEM分析1μm100nm10~20nm（小角，电子云密度差异）PZDM