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嘉峪檢測網(wǎng) 2017-10-23 13:57
配方分析、配方還原、未知物分析
一、橡膠配方的表示形式
橡膠配方簡單地說，就是一份表示生膠、聚合物和各種配合劑用量的配比表。但生產(chǎn)配方則包含更詳細(xì)的內(nèi)容，其中包括：膠料的名稱及代號(hào)、膠料的用途、生膠及各種配合劑的用量、含膠率、相對(duì)密度、成本、膠料的工藝性能和硫化膠的物理性能等。
同一個(gè)橡膠配方，根據(jù)不同的需要、單位等可以用4種不同的形式來表示。即基本配方、質(zhì)量分?jǐn)?shù)（質(zhì)量百分比）配方、體積分?jǐn)?shù)（體積百分比）配方和生產(chǎn)配方見表1-9。
表1-9 橡膠配方的表示形式
|
原材料名稱 |
基本配方／質(zhì)量份 |
質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方／％ |
體積分?jǐn)?shù)配方／％ |
生產(chǎn)配方/kg |
|
NR |
100 |
62.20 |
76.70 |
50.0 |
|
硫黃 |
3 |
1.86 |
1.03 |
1.5 |
|
促進(jìn)劑M |
1 |
0.60 |
0.50 |
0.5 |
|
氧化鋅 |
5 |
23.10 |
0.63 |
2.5 |
|
硬脂酸 |
2 |
1.24 |
1.54 |
1.0 |
|
炭黑 |
50 |
31.00 |
19.60 |
25.0 |
|
合 計(jì) |
161 |
100.00 |
100.00 |
80.50 |
⑴基本配方
以質(zhì)量份來表示的配方，其中規(guī)定生膠的總質(zhì)量份為100份，其他配合劑用量都以相應(yīng)的質(zhì)量份數(shù)表示，這種配方稱為基本配方。這是最常見的一種配方形式，用于配方設(shè)計(jì)、配方研究和實(shí)驗(yàn)室等。
⑵質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方
以質(zhì)量分?jǐn)?shù)（質(zhì)量百分比）來表示的配方，即以膠料總質(zhì)量為100％，生膠及各種配合劑都以質(zhì)量分?jǐn)?shù)（質(zhì)量百分比）來表示。
這種配方可以直接從基本配方導(dǎo)出。
質(zhì)量百分比配方是以基本配方的總質(zhì)量為100％，然后求出生膠及各種配合劑所占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。即：
⑶體積分?jǐn)?shù)配方
以體積分?jǐn)?shù)（體積百分比）來表示的配方，即以膠料的總體積為100％，生膠及各種配合劑都以體積分?jǐn)?shù)（體積百分比）來表示。
這種配方也可從基本配方導(dǎo)出，其算法是將基本配方中生膠及各種配合劑的質(zhì)量份數(shù)分別除以各自的密度，求出它們的體積份數(shù)，然后以膠料的總體積為100％，分別求出它們的體積分?jǐn)?shù)（體積百分比）。
體積分?jǐn)?shù)配方計(jì)算示例見表1-10。
表1-10 配方計(jì)算示例
|
原材料名稱 |
基本配方／質(zhì)量份 |
相對(duì)密度 |
體積份 |
體積分?jǐn)?shù)／％ |
|
NR |
100 |
0.92 |
108.70 |
76.70 |
|
硫黃 |
3 |
2.05 |
1.46 |
1.03 |
|
促進(jìn)劑M |
1 |
1.42 |
0.70 |
0.50 |
|
氧化鋅 |
5 |
5.57 |
0.90 |
0.63 |
|
硬脂酸 |
2 |
0.92 |
2.18 |
1.54 |
|
炭黑 |
50 |
1.80 |
27.78 |
19.60 |
|
合 計(jì) |
161 |
— |
141.72 |
100.00 |
注：體積分?jǐn)?shù)配方常用于按體積計(jì)算成本。
⑷生產(chǎn)配方
符合生產(chǎn)使用要求的質(zhì)量配方，稱為生產(chǎn)配方。生產(chǎn)配方的總質(zhì)量常等于煉膠機(jī)的容量，各種煉膠機(jī)的容量可依據(jù)有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算或按實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
例如使用開煉機(jī)混煉時(shí)，煉膠的容量Q，用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
（1-1）
式中
Q ——煉膠機(jī)裝膠量，kg；
D ——輥筒直徑，crn；
——輥筒長度，crn；
——膠料相對(duì)密度；
k——系數(shù)(0.0065~0.0085)。
常用開煉機(jī)規(guī)格型號(hào)如下表1-11：
表1-11常用開煉機(jī)的基本參數(shù)
|
型號(hào) |
XK-250 |
XK-300 |
XK-360 |
X（S）K-400A |
X（S）K-450A |
X（S）K-560 |
|
輥筒工作直徑（㎜） |
250 |
300 |
360 |
400 |
450 |
560 |
|
輥筒工作長度（㎜） |
620 |
750 |
900 |
1000 |
1200 |
1530 |
|
前輥筒線速度（m/min） |
14.4 |
15.1 |
16.25 |
18.65 |
24.5 |
29.09 |
|
前后輥筒速比（m/min） |
1：1.17 |
1：1.27 |
1：1.25 |
1：1.27 |
1：1.27 |
1：1.2 |
|
最大輥距 （㎜） |
8 |
8 |
10 |
10 |
15 |
20 |
|
一次加料量 （kg） |
10-15 |
15-20 |
20-25 |
18-35 |
25-50 |
50-65 |
|
驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率（kw） |
18.5 |
22 |
30 |
37 |
55 |
75 |
練習(xí)（一）
根據(jù)實(shí)訓(xùn)中心現(xiàn)有開煉機(jī)分別為XK-160（6寸）、XK-250（10寸）、XK-360（14寸）、XK-400（16寸）煉膠容量各有多少？分組分別計(jì)算。
密煉機(jī)裝膠容量Q，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。
（1-2）
——膠料相對(duì)密度；
k——系數(shù)(0.65～0.85)。
V——密煉機(jī)容積
從基本配方轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)配方可用下列公式計(jì)算：
用換算系數(shù) 乘以基本配方中各組分的質(zhì)量份，即可得到生產(chǎn)配方中各組分的實(shí)際用量。
除以基本配方總質(zhì)量即得換算系數(shù)α：
例如表中生產(chǎn)配方的總質(zhì)量為(即裝膠量 )為80.5kg，基本配方總質(zhì)量為161g，則
換算系數(shù)
天然橡膠的實(shí)際用量=0.1×500=50(kg)，其他組分的實(shí)際用量也依此類推。
二、橡膠配方的有關(guān)計(jì)算
1．母煉膠形式的配方換算
生產(chǎn)中有些配合劑為了便于稱量、加入、減少損耗減少飛揚(yáng)、配方保密等常以母煉膠形式存在，對(duì)此相應(yīng)配方中以母煉膠出現(xiàn)，因而則配方計(jì)算存在相應(yīng)轉(zhuǎn)換。其相應(yīng)轉(zhuǎn)算方式有二種。
方法1：將基本配方轉(zhuǎn)化成母煉膠形式的基本配方再轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)配方。注意在轉(zhuǎn)化為母煉膠基本配方時(shí)要扣除母膠中其余配合劑的用量不能重復(fù)計(jì)算
方法2：將基本配方轉(zhuǎn)化生產(chǎn)配方（暫不考慮母膠），再轉(zhuǎn)化母煉膠的生產(chǎn)配方。同樣注意扣除母煉膠配方中各組分的質(zhì)量
在實(shí)際生產(chǎn)中，有些配合劑往往以母煉膠或膏劑的形式進(jìn)行混煉，因此使用母煉膠或膏劑的配方應(yīng)進(jìn)行換算。例如現(xiàn)有如下，基本配方：
|
原材料名稱 |
基本配方／質(zhì)量份 |
原材料名稱 |
基本配方／質(zhì)量份 |
|
NR |
100.00 |
硬脂酸 |
3.00 |
|
硫磺 |
2.75 |
防老劑A |
1.00 |
|
促M(fèi) |
0.75 |
HAF |
45.00 |
|
氧化鋅 |
5.00 |
合計(jì) |
157.50 |
其中促進(jìn)劑M以母煉膠的形式加入。M母煉膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方為：
NR 90.00 合計(jì) 100.00
促M(fèi) 10.00
上述M母煉膠配方中M的含量為母煉膠總量的1/10，而原基本配方中M用量為0.75質(zhì)量份，所需M母煉膠為：
=7.5，即7.5質(zhì)量份M母煉膠中含有促進(jìn)劑M0.75質(zhì)量份其余6.75質(zhì)量份為天然膠,因此，原基本配方應(yīng)作如下修改：計(jì)算后配方
|
原材料名稱 |
基本配方／質(zhì)量份 |
原材料名稱 |
基本配方／質(zhì)量份 |
|
NR |
93.25 |
硬脂酸 |
3.00 |
|
硫磺 |
2.75 |
防老劑A |
1.00 |
|
促M(fèi)母膠 |
7.5 |
HAF |
45.00 |
|
氧化鋅 |
5.00 |
合計(jì) |
157.50 |
2．含膠率的計(jì)算
含膠率是指生膠所含質(zhì)量的百分率；含膠率的計(jì)算可采用下列公式。
3．膠料密度的計(jì)算
膠料密度是單位體積的膠料質(zhì)量。在由基本配方換算成體積百分比配方的過程中，可以求得膠料的總體積份數(shù)。以膠料基本配方中的總質(zhì)量份數(shù)除以膠料的總體積份數(shù)，其結(jié)果即為該配方的理論密度，計(jì)算舉例如表1-12所示。
表1-12 密度計(jì)算舉例
|
原材料名稱 |
基本配方，份 |
密度，kg/cm3 |
體積，份 |
理論密度，kg/m3 |
|
天然橡膠 |
100.00 |
920 |
0.10870 |
|
|
硫黃 |
3.00 |
2050 |
0.00146 |
|
|
促進(jìn)劑M |
1.00 |
1420 |
0.00070 |
|
|
氧化鋅 |
5.00 |
5570 |
0.00090 |
|
|
硬脂酸 |
2.00 |
920 |
0.00218 |
|
|
炭黑 |
50.00 |
1800 |
0.02778 |
|
|
合計(jì) |
161 |
0.14172 |
理論密度也稱為計(jì)算密度，實(shí)際上為未硫化膠的密度。一般，硫化膠的密度比理論密度要稍大些。因?yàn)榱蚧罅螯S的體積大約能縮小到原來的1/4（橡膠體積不變）。而且隨著硫黃用量增大，交聯(lián)密度增大，密度也隨之增加。
4．膠料的成本計(jì)算
單位質(zhì)量膠料成本可按公式計(jì)算
（1-3）
式中
——單位質(zhì)量膠料成本，元/公斤
——原材料單價(jià)，元/公斤
單位體積膠料成本可按公式計(jì)算
（1-3a）
式中：
――單位體積膠料成本，元/公斤。
單位體積成本與單位質(zhì)量成本的關(guān)系如下：
或者
舉例說明如下
|
原材料名稱 |
基本配方，份 |
體積，份 |
單價(jià)，元/kg |
配方單價(jià) |
理論密度，kg/m3 |
|
天然橡膠 |
100 |
0.1087 |
25 |
2.5 |
|
|
硫黃 |
3 |
0.00146 |
4.8 |
0.0144 |
|
|
促進(jìn)劑M |
1 |
0.0007 |
36 |
0.036 |
|
|
氧化鋅 |
5 |
0.0009 |
12 |
0.06 |
|
|
硬脂酸 |
2 |
0.00218 |
7.8 |
0.0156 |
|
|
炭黑 |
50 |
0.02778 |
7.5 |
0.375 |
|
|
合計(jì) |
161 |
0.14172 |
3.001 |
5．橡膠制品的成本計(jì)算
產(chǎn)品膠料成本可按下列公式計(jì)算
其中P為產(chǎn)品膠料成本。
如果用上述配方制作的某一橡膠制品的質(zhì)量為1200g，則制品的體積為：
V＝m/ρ=1200/1.136=1056.34（cm3）=1.05634（L）
制品膠料成本=1.2（㎏）×18.64 （元/㎏）
=22.368（元）
也可以用體積計(jì)算
制品膠料成本=1.05634（L）×21.175 （元/L）
=22.368（元）
來源：AnyTesting
