การออกแบบสูตรยาง: สูตรพื้นฐาน สูตรสมรรถนะ และสูตรปฏิบัติ

ตามวัตถุประสงค์หลักของการออกแบบสูตรยาง สูตรสามารถแบ่งออกเป็นสูตรพื้นฐาน สูตรประสิทธิภาพ และสูตรปฏิบัติ

1、 สูตรพื้นฐาน

สูตรพื้นฐานหรือที่เรียกว่าสูตรมาตรฐาน โดยทั่วไปได้รับการออกแบบเพื่อวัตถุประสงค์ในการระบุยางดิบและสารเติมแต่ง เมื่อยางและสารผสมชนิดใหม่ปรากฏขึ้น จะมีการทดสอบประสิทธิภาพการประมวลผลขั้นพื้นฐาน คุณสมบัติทางกายภาพและทางกล หลักการออกแบบคือการใช้สัดส่วนการผสมแบบดั้งเดิมและแบบคลาสสิกเพื่อเปรียบเทียบ สูตรควรเรียบง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยสามารถทำซ้ำได้ดี

สูตรพื้นฐานรวมเฉพาะส่วนประกอบพื้นฐานที่สุดเท่านั้น และวัสดุยางที่ประกอบด้วยส่วนประกอบพื้นฐานเหล่านี้สามารถสะท้อนถึงทั้งประสิทธิภาพกระบวนการพื้นฐานของวัสดุยางและคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลพื้นฐานของยางวัลคาไนซ์ เรียกได้ว่าส่วนประกอบพื้นฐานเหล่านี้ขาดไม่ได้ บนพื้นฐานของสูตรพื้นฐาน ค่อยๆ ปรับปรุง เพิ่มประสิทธิภาพ และปรับเพื่อให้ได้สูตรที่มีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพบางอย่าง สูตรพื้นฐานของแต่ละแผนกมักจะแตกต่างกัน แต่สูตรพื้นฐานของกาวชนิดเดียวกันโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน

สูตรพื้นฐานสำหรับยางเสริมแรงในตัวเอง เช่น ยางธรรมชาติ (NR), ยางไอโซพรีน (IR) และยางคลอโรพรีน (CR) สามารถกำหนดสูตรด้วยยางบริสุทธิ์โดยไม่ต้องเสริมสารตัวเติม (สารเสริมแรง) ในขณะที่ยางบริสุทธิ์ที่ไม่มียางสังเคราะห์เสริมแรงในตัวเอง (เช่นยางบิวทาไดอีนสไตรีน ยางเอทิลีนโพรพิลีน ฯลฯ) คุณสมบัติทางกายภาพและทางกลต่ำและใช้งานไม่ได้ ดังนั้นการเสริมแรงสารตัวเติม (เสริมแรง ตัวแทน) จำเป็นต้องเพิ่ม

ตัวอย่างสูตรพื้นฐานที่เป็นตัวแทนมากที่สุดในปัจจุบันคือสูตรพื้นฐานสำหรับยางประเภทต่างๆ ที่เสนอโดยใช้ ASTTM (American Society for Testing and Materials) เป็นมาตรฐาน

สูตรมาตรฐานที่กำหนดโดย ASTM และสูตรพื้นฐานที่เสนอโดยโรงงานยางสังเคราะห์นั้นมีค่าอ้างอิงที่ดี วิธีที่ดีที่สุดคือพัฒนาสูตรพื้นฐานตามสถานการณ์เฉพาะของหน่วยและข้อมูลประสบการณ์สะสมของหน่วย ควรให้ความสนใจในการวิเคราะห์ข้อดีและข้อเสียของสูตรที่ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกันในปัจจุบัน ขณะเดียวกันก็พิจารณาการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่ในกระบวนการผลิตของผลิตภัณฑ์ใหม่และการปรับปรุงสูตร

2、 สูตรประสิทธิภาพ

สูตรประสิทธิภาพหรือที่เรียกว่าสูตรทางเทคนิค สูตรที่ออกแบบมาเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพบางประการ โดยมีเป้าหมายเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์และกระบวนการ และปรับปรุงคุณลักษณะบางประการ

สูตรประสิทธิภาพสามารถพิจารณาการรวมกันของคุณสมบัติต่างๆ บนพื้นฐานของสูตรพื้นฐานได้อย่างครอบคลุม เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของเงื่อนไขการใช้งานผลิตภัณฑ์ สูตรทดลองที่มักใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์คือ สูตรประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นสูตรที่ผู้ออกแบบสูตรใช้กันมากที่สุด

3、 สูตรปฏิบัติ

สูตรปฏิบัติหรือที่เรียกว่าสูตรการผลิตเป็นสูตรที่ออกแบบมาสำหรับผลิตภัณฑ์เฉพาะ

สูตรที่ใช้งานได้จริงควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น การใช้งาน ประสิทธิภาพกระบวนการ ต้นทุน และเงื่อนไขของอุปกรณ์อย่างครอบคลุม สูตรที่เป็นประโยชน์ที่เลือกควรสามารถตอบสนองเงื่อนไขการผลิตทางอุตสาหกรรม โดยบรรลุความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ต้นทุน และกระบวนการผลิต

ผลการทดลองของสูตรที่พัฒนาภายใต้สภาวะในห้องปฏิบัติการอาจไม่จำเป็นต้องเป็นผลลัพธ์สุดท้ายเสมอไป บ่อยครั้งที่อาจมีปัญหาทางเทคนิคบางประการเมื่อนำไปผลิต เช่น เวลาโค้กสั้น ประสิทธิภาพการอัดขึ้นรูปต่ำ ลูกกลิ้งกาวแบบรีด ฯลฯ ซึ่งต้องมีการปรับสูตรเพิ่มเติมโดยไม่เปลี่ยนแปลงเงื่อนไขประสิทธิภาพพื้นฐาน

บางครั้งจำเป็นต้องปรับประสิทธิภาพของกระบวนการโดยลดประสิทธิภาพทางกายภาพและทางกลและประสิทธิภาพการใช้งานลงเล็กน้อย ซึ่งหมายถึงการประนีประนอมระหว่างประสิทธิภาพทางกายภาพและทางกล ประสิทธิภาพการใช้งาน ประสิทธิภาพของกระบวนการ และความประหยัด แต่สิ่งสำคัญที่สุดคือต้องเป็นไปตามข้อกำหนดขั้นต่ำ ความต้องการ. ประสิทธิภาพกระบวนการของวัสดุยางถึงแม้จะเป็นปัจจัยสำคัญ แต่ก็ไม่ใช่ปัจจัยเดียวที่แน่นอน ซึ่งมักถูกกำหนดโดยเงื่อนไขการพัฒนาทางเทคโนโลยี

การปรับปรุงกระบวนการผลิตและเทคโนโลยีอุปกรณ์อย่างต่อเนื่องจะขยายความสามารถในการปรับตัวของวัสดุยาง เช่น การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ และการสร้างกระบวนการผลิตต่อเนื่องแบบอัตโนมัติ ทำให้สามารถแปรรูปวัสดุยางที่ก่อนหน้านี้ถือว่ามีประสิทธิภาพกระบวนการต่ำได้ อย่างไรก็ตาม ในการวิจัยและการใช้สูตรบางอย่าง จะต้องพิจารณาเงื่อนไขการผลิตเฉพาะและข้อกำหนดของกระบวนการในปัจจุบันด้วย

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ผู้ออกแบบสูตรไม่เพียงแต่ควรรับผิดชอบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเท่านั้น แต่ยังต้องพิจารณาถึงการบังคับใช้สูตรในกระบวนการผลิตต่างๆ ภายใต้เงื่อนไขที่เป็นอยู่ด้วย