利用控制圖監控聚丁二烯橡膠的力學性能

湯妍雯，劉曉旭，曹帥英，劉俊保

(1 國家合成橡膠質量監督檢驗中心 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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利用控制圖監控聚丁二烯橡膠的力學性能

湯妍雯1，劉曉旭2，曹帥英1，劉俊保1

(1 國家合成橡膠質量監督檢驗中心 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：對國內某合成橡膠廠生產的聚丁二烯橡膠(BR)9000產品的力學性能進行檢驗，繪制X-R(或S)控制圖，聚丁二烯橡膠產品的力學性能檢驗有較高的系統控制能力和隨機控制能力，結果準確可靠。根據X-R(或S)控制圖，測定聚丁二烯橡膠的25min 300%定伸應力時，系統誤差控制在±1MPa的范圍，隨機誤差應小于0.28MPa，標準偏差應小于1.5MPa；測定聚丁二烯橡膠的拉伸強度時，系統誤差控制在±1.7MPa的范圍，隨機誤差應小于4.4MPa，標準偏差應小于2.3MPa；測定聚丁二烯橡膠的扯斷伸長率時，系統誤差控制在±39%的范圍，隨機誤差應小于97%，標準偏差應小于51%。

關鍵詞：控制圖，監控，聚丁二烯橡膠，力學性能

國家合成橡膠質量監督檢驗中心對國內某合成橡膠廠生產的聚丁二烯橡膠(BR)9000連續進行12次的檢驗，根據300%定伸應力、拉伸強度、扯斷伸長率等各項參數檢驗數據，統計繪制X-R(或S)控制圖，考察其產品的質量，同時監測儀器是否處于正常狀態，從而有效控制聚丁二烯橡膠產品檢驗的質量。通過統計和分析，為企業檢驗聚丁二烯橡膠產品提供技術支撐。

1實驗部分

1.1樣品

國內某橡膠廠生產的聚丁二烯橡膠(BR)9000，優級品。

1.2儀器設備與助劑和試劑

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

1.3檢驗方法

按照GB/T 528-2009[1]測定力學性能、GB/T 8660-2008[2]進行橡膠混煉與硫化。

2結果與討論

2.1控制圖的繪制原理

表1　控制圖的控制極限

2.2檢驗數據統計

根據300%定伸應力、拉伸強度、扯斷伸長率等各項參數檢驗數據進行了統計，統計結果見表2。

表2　檢驗項目統計值

2.3硫化膠力學性能

硫化膠力學性能按照GB/T 528-2009測試，12批次樣品，每次獨立測定3次，將300%定伸應力、拉伸強度、扯斷伸長率數據進行統計。

25min 300%定伸應力X控制圖的上、下限根據表1、表2計算：

由每組檢驗次數n=3，查控制圖用系數表[3]，得A2=1.023。于是

35min 300%定伸應力X控制圖的上、下限根據表1、表2計算：

由每組檢驗次數n=3，查控制圖用系數表，得A2=1.023。于是

50min 300%定伸應力X控制圖的上、下限根據表1、表2計算：

由每組檢驗次數n=3，查控制圖用系數表，得A2=1.023。于是

圖1　25min 300%定伸應力檢驗結果的平均值控制圖

圖2　35min 300%定伸應力檢驗結果的平均值控制圖

圖3　50min 300%定伸應力檢驗結果的平均值控制圖

根據同樣的道理，計算25min、35min、50min 300%定伸應力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 拉伸強度X控制圖的上、下限根據表1、表2計算：

由每組檢驗次數n=3，查控制圖用系數表，得A2=1.023。于是

圖4　35min拉伸強度檢驗結果的平均值控制圖

根據同樣的道理，計算35min拉伸強度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、下限根據表1、表2計算：

由每組檢驗次數n=3，查控制圖用系數表，得A2=1.023。于是

圖5　35min 扯斷伸長率檢驗結果的平均值控制圖

根據同樣的道理，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。

根據控制圖判穩準則，可認定X圖處于穩定狀態，實驗室在聚丁二烯橡膠硫化膠力學性能檢驗時，有較高的系統控制能力。

3結論

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

檢驗結果準確可靠的。整個硫化膠力學性能檢驗系統處于良好狀態。

應用X-R(或S)控制圖，測定聚丁二烯橡膠25min 300%定伸應力時，系統誤差控制在±1MPa范圍，隨機誤差(測試極差)應小于0.28MPa，標準偏差應小于1.5MPa；測定聚丁二烯橡膠的拉伸強度時，系統誤差控制在±1.7MPa范圍，隨機誤差應小于4.4MPa，標準偏差應小于2.3MPa；測定聚丁二烯橡膠的扯斷伸長率時，系統誤差控制在±39%范圍，隨機誤差應小于97%，標準偏差應小于51%。

參考文獻

[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力應變性能的測定[S].北京：中國標準出版社，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：中國標準出版社，2008.

[3] 周尊英.實用統計技術指南[M].北京：中國標準出版社，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