配方設(shè)計(jì)中的數(shù)學(xué)方法培訓(xùn)課件(.ppt

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1、課程名稱：橡膠配方設(shè)計(jì)原理及工藝學(xué)時(shí)：32參考書：1、《橡膠工業(yè)手冊(cè)》2、《現(xiàn)代橡膠配方設(shè)計(jì)》,楊清芝3、《現(xiàn)代橡膠工藝學(xué)》,楊清芝聯(lián)系：科技樓1211,橡塑工程教研室，　　　　64434860第一章　橡膠配方設(shè)計(jì)原理第二章特種橡膠制品第三章　配方設(shè)計(jì)中的數(shù)學(xué)方法第一章　橡膠配方設(shè)計(jì)原理第一節(jié)　橡膠配方設(shè)計(jì)基本概念第二節(jié)　橡膠配方設(shè)計(jì)的原則與程序第三節(jié)　橡膠配方設(shè)計(jì)的組成與表示方法第四節(jié)　配方設(shè)計(jì)與硫化膠物機(jī)性能關(guān)系第五節(jié)　配方設(shè)計(jì)與膠料工藝性能間的關(guān)系第二章特種橡膠制品第一節(jié)　耐燃橡膠第二節(jié)　海綿橡膠第三節(jié)　透明橡膠第四節(jié)

2、　吸水膨脹橡膠第五節(jié)　導(dǎo)電橡膠第三章　配方設(shè)計(jì)中的數(shù)學(xué)方法第一節(jié)　隨機(jī)變量及其分布第二節(jié)　數(shù)學(xué)期望及方差第三節(jié)　假設(shè)檢驗(yàn)第四節(jié)　方差分析第五節(jié)　試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析第六節(jié)　試驗(yàn)優(yōu)化與設(shè)計(jì)第一章　橡膠配方設(shè)計(jì)原理第一節(jié)　橡膠配方設(shè)計(jì)基本概念一、配方設(shè)計(jì)定義橡膠材料是生膠與多種配合劑構(gòu)成的多相體系。橡膠制品的性能取決于橡膠分子本身，以及各種配合劑性質(zhì)及它們之間的相互作用關(guān)系。定義：根據(jù)產(chǎn)品的性能要求及工藝條件，合理選用原材料，制訂各種原材料的用量配比關(guān)系的設(shè)計(jì)方法。配方設(shè)計(jì)決定著產(chǎn)品質(zhì)量、成本和加工性能。五大體系生膠體系硫化體系填充補(bǔ)強(qiáng)體系軟化增塑體

3、系防老體系二、需掌握的知識(shí)形態(tài)結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)備流變加工性能常規(guī)測(cè)試儀器分析測(cè)試技術(shù)原材料配合劑聚合物復(fù)合材料共混理論高化(合成具有特定組成結(jié)構(gòu)高分子)高物加工工藝原理配合劑化學(xué)優(yōu)選法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)回歸分析最優(yōu)化技術(shù)配方設(shè)計(jì)配方設(shè)計(jì)過程絕不是各種材料的簡(jiǎn)單搭配，而是在了解各種原理的基礎(chǔ)上，充分地發(fā)揮整個(gè)配方系統(tǒng)的協(xié)同效果，利用新技術(shù)得到最佳配比關(guān)系。需有厚實(shí)的高物、高化、橡膠工藝原理知識(shí)，并良好運(yùn)用。第二節(jié)　橡膠配方設(shè)計(jì)的原則與程序一、設(shè)計(jì)原則使產(chǎn)品性能滿足使用的要求或給定的指標(biāo)。在保證滿足使用性能或給定的指標(biāo)情況下，盡量節(jié)約原材料和降低成本，或者在不提高

4、成本情況下提高質(zhì)量。使膠料適合于混煉、壓延、壓出、硫化等工藝操作，以及有利于提高設(shè)備生產(chǎn)效率。要考慮產(chǎn)品各部位不同橡膠的整體配合，使各部件膠料在硫化速度上和硫化性能上達(dá)到協(xié)調(diào)。例如，輪胎胎面膠和緩沖層、簾布層間。保證質(zhì)量前提下，盡可能簡(jiǎn)化配方。最終使橡膠的性能、成本和工藝可行性三方面取得綜合平衡二、設(shè)計(jì)程序1．確定膠料技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)查研究，了解產(chǎn)品使用時(shí)的負(fù)荷、工作溫度、接觸介質(zhì)、使用壽命以及膠料在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中所起的作用，作為配方設(shè)計(jì)依據(jù)。2．收集技術(shù)資料收集國內(nèi)外有關(guān)同類產(chǎn)品或類似產(chǎn)品研制的技術(shù)資料作為配方設(shè)計(jì)參考。3．制定基本配方和性能試驗(yàn)項(xiàng)

5、目制定基本配方步驟如下：1）確定生膠的品種和用量。根據(jù)主要性能指標(biāo)確定主體膠料品種，用量與含膠率有關(guān)。2）確定硫化體系。根據(jù)生膠的類型和品種，硫化工藝及產(chǎn)品性能要求來確定。3）確定補(bǔ)強(qiáng)劑品種和用量。根據(jù)膠料性能、比重及成本確定。4）確定軟化劑品種和用量。根據(jù)生膠及填料種類，膠料性能及加工條件確定。5）確定防老劑品種和用量。根據(jù)產(chǎn)品使用環(huán)境的條件來確定。6）確定其它專用配合劑的品種和用量。（如著色劑，發(fā)泡劑等）性能測(cè)試項(xiàng)目：扯斷強(qiáng)度，定伸強(qiáng)度，扯斷伸長率，永久變形，硬度，回彈性，抗撕裂強(qiáng)度，熱老化性能等。加工性能：可塑度，焦燒性，硫化特性等。其它

6、如：生熱性，疲勞性，耐寒、耐熱性，耐臭氧老化性等?；鞜捘z4．進(jìn)行試驗(yàn)并選取最佳配方小試試驗(yàn)，選出最佳配方5．復(fù)試和擴(kuò)大中試6．確定生產(chǎn)配方生產(chǎn)配方包括：配方組份和用量，膠料性能指標(biāo)，塑煉、混煉條件，硫化條件等整套資料。補(bǔ)充：配方研究包括三方面：基礎(chǔ)配方性能配方生產(chǎn)配方第三節(jié)　橡膠配方設(shè)計(jì)的組成、表示方法及測(cè)試配方組成重量份重量百分?jǐn)?shù)％密度（g/cm3)體積百分?jǐn)?shù)％生產(chǎn)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合計(jì)16110010080.0有些配合劑以母膠形式加入膠料中，配方需進(jìn)行相應(yīng)換算。NR100S2.75促M(fèi)0.75ZnO5.00SA3.00防A1.00炭黑45.00合計(jì)157.5NR90促M(fèi)10合計(jì)100促M(fèi)以母膠配方加入，母膠配方：配方：主體橡膠硫化體系填充補(bǔ)強(qiáng)體系軟化體系防護(hù)體系其它助劑混煉條件壓延條件硫化條件時(shí)間溫度壓力結(jié)構(gòu)和形態(tài)：SEM、TEMDSC、XRD、DMTA、RPA化學(xué)組成及化學(xué)反應(yīng)：色譜紅外核磁共振物理機(jī)械性能：可塑度，焦燒硫化特性扯斷強(qiáng)度定伸應(yīng)力伸長率永久變形回彈性撕裂強(qiáng)

8、度耐磨性生熱性老化、耐油等三方塊原則：甲基丙烯酸鋅（ZDMA）對(duì)橡膠的增強(qiáng)作用TEM分析1μm100nm10~20nm（小角，電子云密度差異）PZDM