利用控制圖監(jiān)控聚丁二烯橡膠的力學(xué)性能

湯妍雯，劉曉旭，曹帥英，劉俊保

(1 國家合成橡膠質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心 中國石油蘭州化工研究中心，甘肅蘭州 730060；2 蘭州中石油潤滑油添加劑有限公司，甘肅蘭州 730060；)

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利用控制圖監(jiān)控聚丁二烯橡膠的力學(xué)性能

湯妍雯1，劉曉旭2，曹帥英1，劉俊保1

(1 國家合成橡膠質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心 中國石油蘭州化工研究中心，甘肅蘭州 730060；2 蘭州中石油潤滑油添加劑有限公司，甘肅蘭州 730060；)

摘要：對國內(nèi)某合成橡膠廠生產(chǎn)的聚丁二烯橡膠(BR)9000產(chǎn)品的力學(xué)性能進(jìn)行檢驗，繪制X-R(或S)控制圖，聚丁二烯橡膠產(chǎn)品的力學(xué)性能檢驗有較高的系統(tǒng)控制能力和隨機(jī)控制能力，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。根據(jù)X-R(或S)控制圖，測定聚丁二烯橡膠的25min 300%定伸應(yīng)力時，系統(tǒng)誤差控制在±1MPa的范圍，隨機(jī)誤差應(yīng)小于0.28MPa，標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于1.5MPa；測定聚丁二烯橡膠的拉伸強(qiáng)度時，系統(tǒng)誤差控制在±1.7MPa的范圍，隨機(jī)誤差應(yīng)小于4.4MPa，標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于2.3MPa；測定聚丁二烯橡膠的扯斷伸長率時，系統(tǒng)誤差控制在±39%的范圍，隨機(jī)誤差應(yīng)小于97%，標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于51%。

關(guān)鍵詞：控制圖，監(jiān)控，聚丁二烯橡膠，力學(xué)性能

國家合成橡膠質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心對國內(nèi)某合成橡膠廠生產(chǎn)的聚丁二烯橡膠(BR)9000連續(xù)進(jìn)行12次的檢驗，根據(jù)300%定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率等各項參數(shù)檢驗數(shù)據(jù)，統(tǒng)計繪制X-R(或S)控制圖，考察其產(chǎn)品的質(zhì)量，同時監(jiān)測儀器是否處于正常狀態(tài)，從而有效控制聚丁二烯橡膠產(chǎn)品檢驗的質(zhì)量。通過統(tǒng)計和分析，為企業(yè)檢驗聚丁二烯橡膠產(chǎn)品提供技術(shù)支撐。

1實驗部分

1.1樣品

國內(nèi)某橡膠廠生產(chǎn)的聚丁二烯橡膠(BR)9000，優(yōu)級品。

1.2儀器設(shè)備與助劑和試劑

英國FARREL 公司VH-109型開煉機(jī)、美國RCM公司RCM″24×24″-100T型平板硫化機(jī)、美國英斯特朗公司INSTRON 5564型萬能材料試驗機(jī)；美國產(chǎn)ASTM IRB №7炭黑、美國孟山都化學(xué)品公司產(chǎn)硫化促進(jìn)劑TBBS、蘭州黃河鋅品有限責(zé)任公司產(chǎn)優(yōu)級品氧化鋅、西安西峰化工有限公司產(chǎn)優(yōu)級品硫磺、北京化學(xué)試劑公司產(chǎn)分析純硬脂酸、美國產(chǎn)ASTM103#操作油。

1.3檢驗方法

按照GB/T 528-2009[1]測定力學(xué)性能、GB/T 8660-2008[2]進(jìn)行橡膠混煉與硫化。

2結(jié)果與討論

2.1控制圖的繪制原理

表1　控制圖的控制極限

2.2檢驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

根據(jù)300%定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率等各項參數(shù)檢驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果見表2。

表2　檢驗項目統(tǒng)計值

2.3硫化膠力學(xué)性能

硫化膠力學(xué)性能按照GB/T 528-2009測試，12批次樣品，每次獨立測定3次，將300%定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計。

25min 300%定伸應(yīng)力X控制圖的上、下限根據(jù)表1、表2計算：

由每組檢驗次數(shù)n=3，查控制圖用系數(shù)表[3]，得A2=1.023。于是

35min 300%定伸應(yīng)力X控制圖的上、下限根據(jù)表1、表2計算：

由每組檢驗次數(shù)n=3，查控制圖用系數(shù)表，得A2=1.023。于是

50min 300%定伸應(yīng)力X控制圖的上、下限根據(jù)表1、表2計算：

由每組檢驗次數(shù)n=3，查控制圖用系數(shù)表，得A2=1.023。于是

圖1　25min 300%定伸應(yīng)力檢驗結(jié)果的平均值控制圖

圖2　35min 300%定伸應(yīng)力檢驗結(jié)果的平均值控制圖

圖3　50min 300%定伸應(yīng)力檢驗結(jié)果的平均值控制圖

根據(jù)同樣的道理，計算25min、35min、50min 300%定伸應(yīng)力R控制圖(圖省略)的控制上下限值分別為2.6、0；2.8、0；2.6、0。計算25min、35min、50min 300%定伸應(yīng)力S控制圖(圖省略)的控制上下限值分別為1.3、0；1.5、0；1.3、0。

35min 拉伸強(qiáng)度X控制圖的上、下限根據(jù)表1、表2計算：

由每組檢驗次數(shù)n=3，查控制圖用系數(shù)表，得A2=1.023。于是

圖4　35min拉伸強(qiáng)度檢驗結(jié)果的平均值控制圖

根據(jù)同樣的道理，計算35min拉伸強(qiáng)度R控制圖(圖省略)的控制上下限值分別為4.4、0。35min 拉伸強(qiáng)度S控制圖(圖省略)的控制上下限值分別為2.3、0。

35min 扯斷伸長率X控制圖的上、下限根據(jù)表1、表2計算：

由每組檢驗次數(shù)n=3，查控制圖用系數(shù)表，得A2=1.023。于是

圖5　35min 扯斷伸長率檢驗結(jié)果的平均值控制圖

根據(jù)同樣的道理，計算35min扯斷伸長率R控制圖(圖省略)的控制上下限值分別為97、0。35min扯斷伸長率S控制圖(圖省略)的控制上下限值分別為51、0。

根據(jù)控制圖判穩(wěn)準(zhǔn)則，可認(rèn)定X圖處于穩(wěn)定狀態(tài)，實驗室在聚丁二烯橡膠硫化膠力學(xué)性能檢驗時，有較高的系統(tǒng)控制能力。

3結(jié)論

通過12次的聚丁二烯橡膠硫化膠力學(xué)性能測試，X-R(或S)控制圖，說明其硫化膠的力學(xué)性能穩(wěn)定，實驗室有較高的系統(tǒng)控制能力和隨機(jī)控制能力，

檢驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠的。整個硫化膠力學(xué)性能檢驗系統(tǒng)處于良好狀態(tài)。

應(yīng)用X-R(或S)控制圖，測定聚丁二烯橡膠25min 300%定伸應(yīng)力時，系統(tǒng)誤差控制在±1MPa范圍，隨機(jī)誤差(測試極差)應(yīng)小于0.28MPa，標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于1.5MPa；測定聚丁二烯橡膠的拉伸強(qiáng)度時，系統(tǒng)誤差控制在±1.7MPa范圍，隨機(jī)誤差應(yīng)小于4.4MPa，標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于2.3MPa；測定聚丁二烯橡膠的扯斷伸長率時，系統(tǒng)誤差控制在±39%范圍，隨機(jī)誤差應(yīng)小于97%，標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于51%。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝君芳，丁曉英，趙凌云，等. GB/T 528-2009硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[2] 章火山，吳毅，于洪洸，等. GB/T 8660-2008溶液聚合型聚丁二烯橡膠(BR)評價方法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[3] 周尊英.實用統(tǒng)計技術(shù)指南[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003：212.

Monitoring of Mechanical Properties of Butadiene Rubber Using Control Chart

TANG Yan-wen1，LIU Xiao-xu2，CAO Shuai-ying1，LIU Jun-bao1

(1 National Quality Supervision and Inspection Center of Synthetic Rubber，Lanzhou Petrochemical Research Center，Petro China，Lanzhou 730060，Gansu，China；2 Lanzhou Lubricating Oil Additive Co.，Ltd. Petro China，Lanzhou 730060，Gansu，China)

Abstract：The mechanical properties of butadiene rubber (BR) 9000 were tested，and the control chart of X-R (or S) were drawn. Based on X-R (or s) control chart，the determination of butadiene rubber 25min 300% tensile stress，the system error control in the range of ±1MPa and random error should be less than 0.28MPa and standard deviation should be less than 1.5MPa. Determination of tensile strength of butadiene rubber，system error control in a range of ±1.7MPa，the random error should be less than 4.4MPa and standard deviation should be less than 2.3MPa. Determination of butadiene rubber elongation at break time，system error control in the range of ±39% and random error should be less than 97%，the standard deviation should be less than 51%.

Key words：control chart，monitor，butadiene rubber，mechanical properties

中圖分類號：TQ 333.2