1、 什么叫配方設計，有何意義
根據(jù)
橡膠制品的性能要求，合理地選用原料，并制定各種原材料，用量配比表，這個過程叫
做配方設計。
配方設計的內(nèi)容包括三方面，即基礎配方，性能配方和生產(chǎn)配方?；A配方是專供研究或鑒定新膠種或新型配合劑用的，其配方組份的比例一般采用傳統(tǒng)的使用量，以便對比，并要求盡可能簡單。性能配方是為了達到某種特性要求進行的，其目的是為了滿足產(chǎn)品性能的要求以及工藝上的要求，提高某方面的特性及探索新的特性配合劑等。生產(chǎn)配方是在前面硬實的基礎上，結(jié)合實際生產(chǎn)條件所作的實用投產(chǎn)配方。
配方設計是
橡膠制品生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，其意在于：1）它是橡膠制品制品生產(chǎn)過程中的一個重要技術依據(jù)；2）它對產(chǎn)品質(zhì)量有決定的影響；3）它對產(chǎn)品的經(jīng)濟成本也有決定性的影響。
2、 配方設計的目的是什么？要搞好配方設計應具有哪些知識。
配方設計的目的是尋找各種配合組份的最宜配比組合，使膠料的性能、成本和工藝可能
性三方面取得最佳的綜合平衡。使產(chǎn)品達到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
在
橡膠制品中所使用的原材料有上千種之多，當它們配合在一起時，尤其在加工過程中，會產(chǎn)生各種各樣的物理或化學的變化。這些變化會直接影響制品的性能和使用壽命。任何一個配方工作人員要設計一個好的膠料配方，找出一種最適宜的各種原材料的配比組合，必須充分運用其掌握的各種知識，并付出大量的勞動才能達到。由于配方設計是一件頗為復雜的技術工作，因此配方設計人員必須掌握以下知識：生膠和原材料的特性及各種物理的，化學的反應的知識；生產(chǎn)設備及生產(chǎn)方法，生產(chǎn)原理的知識；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及使用條件的知識，國內(nèi)外技術發(fā)展的知識，以及原材料的來源，價格的知識等。
3、 配方設計的原則
為了達到配方設計的目的，通常在進行配方設計時應掌握以下原則：
1） 要使產(chǎn)品性能滿足使用的要求或給定的指標。
2） 在保證滿足使用性能或給定的指標的情況下盡量節(jié)約原材料和降低成本；或在不提
高產(chǎn)品成本的情況下提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
3） 要使膠料適合于混煉，壓延，壓出，硫化工藝操作以及有利于提高設備的生產(chǎn)率。
4） 要考慮產(chǎn)品各部位不同膠料的整體配合，使各部件膠料在硫化速度上和硫化膠性能
上達到協(xié)調(diào)。例如：對輪胎制品來說，要使胎面和緩沖面，簾布面的硫化速度相配合，使外層一致過硫而內(nèi)層不致欠硫，而且要使定伸強度性能從胎面至簾布層逐漸過渡。
5） 盡量避免有毒原材料，減少污染。同時要盡可能簡化配方。
4、 如何鑒定膠料配方的好壞
一個膠料配方是否合理，在半成品狀態(tài)主要看工藝性能。所謂工藝性能，通常是指膠料
在設備上操作時的綜合加工性能，最主要的有可塑度，粘度，均一性，收縮率等。對于成品來說，則主要表現(xiàn)在使用壽命和成本高低上。膠料的苣性能和制品使用性能，可以通過試驗室測定，并從測試數(shù)據(jù)上作出判斷。鑒定膠料配方的物理指標通常有如下幾項。
1) 可塑性或門尼粘度 （無名數(shù)）
2) 門尼焦燒時間 （分）
3) 硫化特性（T10、T90） （分）
4) 扯斷強度 [MPa（公斤/厘米2）]
5) 300%定伸強度 [MPa（公斤/厘米2）]
6) 伸長率 （%）
7) 永久變形 （%）
8) 硬度 （邵氏、度）
9) 老化系數(shù) （無名數(shù)）
10) 回彈率 （%）
11) 撕裂強度 [KN/m（公斤/cm）]
12) 耐磨耗 （CC/1.61KM）
13) 壓縮變形（%）和壓縮生熱 （℃）
14) 屈撓龜裂 （裂口等級/屈撓次數(shù)）
15) 其他：如耐油性，耐磨性，粘著性等。
其中1-3項是對膠料加工性能的測試，從硫化特性一項中還要定出最宜硫化時間。
4-11項是對各種膠料通用的測試指標，是作為各種膠料的最基本性能反指標。
12-15項是特種性能指標，視產(chǎn)品的類型而定。
5、 進行配方設計的程序
具體設計膠料配方時，一般按下述程序進行。
1） 確實膠料的技術要求，通過調(diào)查研究，明確產(chǎn)品技術要求，然后根據(jù)要求制定產(chǎn)品
的性能指標。著重了解產(chǎn)品的使用條件，如使用溫度、壓力、接觸介質(zhì)，使用負荷，使用壽命及膠料在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中所起的作用等。
2） 收集技術資料，主要了解同類產(chǎn)品或類似產(chǎn)品所做過的配方試驗情況，技術經(jīng)驗，
收集技術資料作為配方設計時參考。
3） 制訂基本配方和性能試驗項目，技術要求確定之后，就要制定配方設計的試驗方案。
一般先訂出一系列平行方案，再根據(jù)各方案制訂出基本試驗配方和變量試驗范圍。制定基本試驗配方時，首先考慮生膠，硫化劑，促進劑，活性劑，補強劑，軟化劑，防老劑等一般膠料必須的成分，其次根據(jù)各種具體要求來適當選用填充劑，顏料，其他配合劑，配合劑品種和變更范圍可利用數(shù)學方法如優(yōu)法，等高線圖解法，正交試驗設計法，電子計算機設計法，可減少試驗次數(shù)，獲得最佳配比。
膠料性能試驗項目主要有：強伸性能，永久變形，硬度，回彈性，抗撕裂，熱老化等，從加工性考慮有可塑性，焦燒，硫化特性等項目，根據(jù)使用性能，還可選做生熱性，疲勞，耐熱，耐臭氧老化，粘著力等。
4）進行試驗并選取得最佳配方，基本配方制訂好后，就可按照它進行試驗室的小配合試驗，試驗時，先將配制的膠料硫化成各種標準試樣，然后按所制訂的試驗項目逐一進行測試并記錄試驗結(jié)果。再進行對比取舍，從中選出綜合平衡性能最好的配方。
5）復試和擴大中試，選取的試驗配方一般再復試次數(shù)如其性能穩(wěn)定合格，則進行擴大試即車間規(guī)模的試驗，并試制成具體產(chǎn)品。從試中可以確定成品的性能及最宜的工藝條件。
6）確定生產(chǎn)配方，經(jīng)上述程序，對選定配方逐步修正到適合車間生產(chǎn)條件為止，最后即可把配方及工藝條件確定下來作為生產(chǎn)配方。生產(chǎn)配方包括配方組份、用量、膠料性能指標，工藝條件（即塑煉、混煉、硫化等條件）等整理資料。
6、基本配方中原材料是如何進行選擇的
原材料選用恰當與否是配方設計的關鍵。配方人員應掌握各種原材料的理化性能，資源供應及價格成本情況。確定基本配方中配方組份與用量可按下列步驟進行。
1） 確定生膠的品種：根據(jù)主要性能指標確定生膠種類（單用或并用）
2） 確定硫化體系：根據(jù)生膠的類型，施工要求及產(chǎn)品性能確定。
3） 確定補強劑填充劑的種類與用量：根據(jù)膠料性能，比重，成本及含膠率確定。
4） 確定軟化劑增塑劑的品種和用量：根據(jù)膠種，填料種類，膠料性能加工條件確定。
5） 確定防老劑品種與用量，根據(jù)產(chǎn)品使用環(huán)境的條件來確定。
6） 確定其化專用配合劑，根據(jù)產(chǎn)品的特性要求。
7、
橡膠制品配方的表示方法
同一個橡膠制品配方，根據(jù)不同部門的需要可用不同形式來表示，表示方法常有下列四種：
1） 重量份配方，是以重量份數(shù)表示的配方。即以生膠的重量為100份，其他配合劑用
量都相應地以凈量份數(shù)表示。這種形式是最基本的表示形式，故又稱為基本配方，常在生產(chǎn)上和實驗室使用。
2） 重量百分數(shù)配方，以膠料總重量為100，生膠及各種配合劑用量都以重量百分數(shù)表
示。這種配方可以從基本配方中算出。
3）體積百分數(shù)配方，以膠料的總體積為100，生膠及各種配合劑的用量都以體積百分數(shù)來表示。這種配方可以從基本配方算出。
4）生產(chǎn)配方，是符合生產(chǎn)上用的重量配方。它是取膠料的總重量等于煉膠機的用量，生膠及配合劑的含量分別以公斤數(shù)來表示。這種配方也是以基本配方算得。
8、四種配方形式的作用
四種配方形式以第一種為普遍，在進行配方設計時，首先制定出這種基本配方形式，在生產(chǎn)上和試驗室都常采用，其他三種形式都是以這種形式換算出來。重量百分數(shù)配方和體積百分數(shù)配方都很有實用意義，顯示了膠料中生膠的和各種配合劑的重量或體積百分數(shù)含量，大多數(shù)制品的生產(chǎn)，都是以重量或體積來計算其經(jīng)濟價值的，所以可以利用這兩種配方形式對成品或半成品進行成本核算及比較原材料的消耗。生產(chǎn)配方由于配方膠料的總重量與煉膠機的容量是一致的，而且各組份又是以公斤為單位，便于工人稱量配合，所以是生產(chǎn)中實際使用的配方形式。生產(chǎn)配方中還包含較祥細的內(nèi)容，其中包括：膠料的名稱、代號，膠料的物理機械性能，快檢標準及工藝要點等，因而它是生產(chǎn)過程中的重要依據(jù)。
9、橡膠制品配方形式的換算及其計算
在四種配方中，第二、第三、四種是從基本配方換算得來的。其換算方法如下：
1） 重量百分數(shù)的換算：
這種換算是求基本配方中各成分的重量百分數(shù)。換算時用最基本配方的的總份數(shù)去除每一組份的重量份數(shù)再乘以100即可。公式如下：
基本配方中組分重量份數(shù)
配方組分重量百分數(shù)= ×100
基本配方總重量份數(shù)
2） 體積百分的換算：
計算體積百分數(shù)，首先要在原材料技術標準中查出膠料各種組份的比重，（見后附表），再用比重除該組份的重量，即得該組分的體積，
基本配方組分的重量份數(shù)
配方組分體積=
該組分的比重
然后將各組分的體積加起來求出總體積，再按下公式即可求出體積百分數(shù)配方
基本配方中組分的體積
配方組分體積百分數(shù)= ×100
基本配方的總體積
3） 生產(chǎn)配方的換算：
計算生產(chǎn)配方時首先根據(jù)技術條件規(guī)定的容量確定每車混煉膠的重量即煉膠機一次
容量，然后用基本配方的總重量份去除煉膠機的一次容量即可得出換算系數(shù)：
煉膠機一次容量（kg）
換算系數(shù)=
基本配方的總重量份
（注：開煉機一次裝膠容量V=0.042DLd 英制
V=0.0065DLd 公制
式中：V—容量（kg） D—輥筒直徑 吋或厘米
L—輥筒長度 吋或厘米。 d—膠料比重
密煉機一次裝膠重量=密煉機的總?cè)莘e×f
f—為填充系數(shù)，一般在0.48-0.75之間）
然后用換算系數(shù)去乘基本配方中各種配合劑的重量份數(shù)，即得出生產(chǎn)配方各組分的重量，生產(chǎn)配方各組分的重量=基本配方各組分的重量份×換算系數(shù)。
10、膠料的比重和含膠率及計算
膠料的比重是一項重量的技術指標，利用膠料的比重可初步估計橡膠制品的膠型和質(zhì)量；計算膠料的重量和體積；控制膠料的混煉的均勻程度，檢查膠料有否漏加或錯加原料；核算膠料配方成本等。在配方設計中膠料的比重是由各組分的比重計算出來的，首先由各組分的比重算出各組分的體積，再將組份的體積相加得出膠料總體積，然后用總體積去除基本配方的總重量，即得膠料的計算比重
基本配方的總重量份
膠料的比重=
總體積
但這樣算出來的結(jié)果實際上是未硫化膠料的計算比重，硫化膠比重計算比重要稍大些，因為硫化后，硫磺的體積大約縮小到原來的四分之一，因此精確的計算應把硫磺的比重當作“8”，但對一般軟質(zhì)膠來說，由于硫磺用量較小，可以忽略不計。
膠料的含膠率在橡膠制品配方中是一項重要的技術指標，它對制品的性能，膠料加工工藝性能，制品的成本都具有很大的影響，對于各個不同制品，都要適當?shù)乜刂坪z率，不能過大或過小。
膠料的含膠率是用配方中生膠的重量除以膠料的總重量，也就是重量百分數(shù)形式中的生膠的百分數(shù)。
生膠的重量
含膠率= ×100
膠料總量
