配方設(shè)計,，就是根據(jù)產(chǎn)品的性能要求和工藝條件合理地選用原材料,，確定各種原材料的用量和配比關(guān)系,。橡膠材料是生膠與多種配合劑構(gòu)成的多相體系,，橡膠材料中各個組分之間存在著復(fù)雜的物理和化學(xué)作用,。目前尚不能用理論計算的方法確定各種原材料的配比,，也不能確切地推導(dǎo)出配方和物理性能之間的定量關(guān)系。在一定程度上仍依賴于長期積累的經(jīng)驗,。
近年來,，由于計算機技術(shù)和測試手段的迅速發(fā)展，不僅為橡膠配方設(shè)計提供了有效的數(shù)學(xué)工具和分析計算手段,，而且還可揭示配方組分與膠料性能之間的關(guān)系,。有力地促進了橡膠配方設(shè)計理論的發(fā)展，使橡膠配方逐步地從經(jīng)驗型向科學(xué)化的方向轉(zhuǎn)化,?？梢灶A(yù)見，隨著理論和實驗手段的進一步完善,，人們必將在前人豐富經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,，使配方設(shè)計方法逐步科學(xué)化，從而更準(zhǔn)確地預(yù)測產(chǎn)品的性能,，簡化實驗程序,，加快研究進程。
單純的天然橡膠或合成橡膠,，不論是未硫化膠還是硫化膠,，其性能都很差難以滿足使用要求。因此長期以來人們對提高橡膠性能,，改善加工方法,，延長使用壽命等進行了大量的實踐。結(jié)果表明,，必須在橡膠中加入各種助劑才能實現(xiàn)上述目的,，即必須通過合理的配方設(shè)計才能實現(xiàn),。
本章將首先闡明橡膠配方設(shè)計的意義、橡膠配方設(shè)計的特點,。對橡膠配方設(shè)計的原則以及橡膠配方性能的鑒定及測試作概括的介紹,。
*節(jié):橡膠配方設(shè)計的重要性
配方設(shè)計是一項專業(yè)性很強的技術(shù)工作，對產(chǎn)品質(zhì)量和成本有決定性的影響,，此外合理的配方又是保證加工性能的關(guān)鍵。因此配方設(shè)計在橡膠工藝中是個重要的環(huán)節(jié),。
配方設(shè)計的目的不單純是為了研究原材料的配比組合,，更重要的是了解原材料的基本性質(zhì)，各種配合體系對橡膠性能的影響,，以及與工藝性能的關(guān)系,，進而了解各種結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。在謀求經(jīng)濟合理的同時,，獲得的綜合性能,，制成物美價廉的產(chǎn)品。
以在配方工作中應(yīng)該注意積累一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù),，大量的經(jīng)驗規(guī)律可反映某些內(nèi)在規(guī)律性,，并注意擬合一切可能的經(jīng)驗方程，這對今后的配方設(shè)計工作和理論研究工作都有借鑒和指導(dǎo)意義,。一個稱職的配方設(shè)計人員,，應(yīng)該自覺的研究各種配方與性能的基本關(guān)系。總之,，配方設(shè)計工作是很有實際意義的工作,，其目的是要建立聚合物結(jié)構(gòu)理論與橡膠配方性能之間的有機，從而滿足各種實際要求,。橡膠配方設(shè)計需要做的工作很多,，要在短時間內(nèi)完成較大的工作量，必須運用各相關(guān)學(xué)科的先進技術(shù)和理論,，使配方設(shè)計工作*從憑經(jīng)驗工作的落后狀態(tài)中擺脫出來,。
第二節(jié):橡膠配方設(shè)計的特點
從開始發(fā)現(xiàn)硫黃硫化橡膠開始，橡膠配方設(shè)計已有多年的歷史,，在一個半世紀(jì)中,，膠料的配方設(shè)計經(jīng)歷了一個由低級到逐漸發(fā)展的過程。與其他材料配方不同,，橡膠配方設(shè)計有其固有的特點,，這些特點概括起來有如下幾方面：
一、橡膠配方的組成是多組分的一個橡膠配方起碼包括生膠聚合物,、硫化劑,、促進劑、活性劑、防老劑,、補強填充劑,、軟化劑等基本成分。一個合理的橡膠配合體系應(yīng)該包括聚合物,、硫化體系,、填充體系、防護體系,、軟化體系五大部分,。所以橡膠配方設(shè)計除單因素和雙因素變量設(shè)計外，更多的情況下是解決多因素變量問題,。
二,、橡膠配方設(shè)計是個因子水平數(shù)不等的試驗問題橡膠配方試驗中，因子的水平數(shù)往往不等,。運用拉丁方或正交表設(shè)計試驗時,，通常每個因子的水平數(shù)是相等的，這樣在安排試驗時將出現(xiàn)麻煩,。例如進行這樣一個配方設(shè)計：炭黑的品種作為一個因子,，需試驗兩種炭黑，即炭黑這個因子有二個水平,，而其他的因子（如軟化劑用量）各有三個水平,，那么我們在運用正交表.設(shè)計配方時，必須湊足炭黑因子也是三水平才能套用,。然而這種硬湊的做法是不合理的,，因為我們不需要為炭黑這個因素多試驗第三個炭黑品種，造成不必要的人力,、物力和時間浪費,。這樣就出現(xiàn)了活用正交表的問題，使許多水平數(shù)不等的試驗問題得以解決,。雖然這樣做配方設(shè)計的試驗安排和數(shù)據(jù)的計算分析顯得復(fù)雜一些,，不過以紙面上的配方設(shè)計和試驗結(jié)果計算的麻煩來換取人力、物力和時間的浪費,，還是合算的,。
三、橡膠配方中各組分之間有復(fù)雜的交互作用
所謂交互作用,，是指配方中原材料之間產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng),、加和效應(yīng)或?qū)棺饔谩＠?，各種促進劑之間,，防老劑之間的交互作用都很顯著,。一般配方設(shè)計時，對于這種交互作用有兩種辦法： ··
充分注意這種交互作用,，在試驗設(shè)計時,，盡可能周到的考慮它的作用和影響， 甚至可以把它作為一個因子去處理,。
避開交互作用的大因子,，把一對交互作用大的因子，分別安排在不同的兩組實驗中,，使同組試驗的因子保持相對的獨立性,，避免了強烈交互作用的干擾，從而使數(shù)據(jù)分析簡單容易,。
四、工藝因素有時對橡膠配方實施有重要作用
為了避免工藝因素的影響,，同一批配方試驗要固定在同一工藝條件下試驗,，否則將干擾統(tǒng)計分析，使數(shù)據(jù)的分析陷入混亂,。如果把起決定作用的工藝條件作為一個獨立的因子參與試驗設(shè)計,，那么配方工作者平日積累的實踐經(jīng)驗就十分重要了，否則實驗結(jié)果將是一堆雜亂無章的數(shù)據(jù),，找不出內(nèi)在的規(guī)律性,。
配方、工藝條件,、原材料,、設(shè)備、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計之間存在著強烈的依存和制約關(guān)系,。它們之間的關(guān)系可概括為圖,。
