材料成型和工藝

1、關(guān)于材料成型與工藝第一張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.1 概述 橡膠是一種高彈性的高分子化合物，在外力作用下能發(fā)生較大的形變，當(dāng)外力解除后，又能迅速恢復(fù)其原來(lái)形狀。 一、橡膠的類型 1、按來(lái)源分類 天然橡膠：天然橡膠樹(shù)、蟲(chóng)膠、琥珀等 合成橡膠：是以石油、煤為原料制備單體，通過(guò)加聚反應(yīng)或縮聚反應(yīng)合成的具有高彈性的高分子化合物。 2、合成橡膠分類 通用合成橡膠：丁苯橡膠、順丁橡膠、丁基橡膠等 特種合成橡膠：丁腈橡膠、硅橡膠、氟橡膠等第二張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 天然橡膠是從三葉橡膠樹(shù)等植物中采集的膠乳經(jīng)過(guò)凝固、干燥、加壓制成片狀生膠，再經(jīng)硫化處理成為可以使用的橡膠制

2、品。 制造各種輪胎以及工業(yè)橡膠制品，如膠管、膠帶和工業(yè)用橡膠雜品；日常生活用品如膠鞋、雨衣以及醫(yī)療衛(wèi)生用品等。天然橡膠第三張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月天然橡膠牛筋底，網(wǎng)狀填充給鞋幫提供最大限度的透氣性 天然橡膠手套天然橡膠應(yīng)用第四張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 人們常用的合成橡膠有丁苯橡膠，順丁橡膠和氯丁橡膠等。合成橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通及日常生活中。合成橡膠第五張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月輪胎制品合成橡膠的應(yīng)用第六張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、橡膠的組成 橡膠制品主要

3、組分是由生膠、再生膠、各種配合劑和增強(qiáng)材料等組成。 三、橡膠的成形性能 1流動(dòng)性 橡膠在一定的溫度、壓力作用下，能夠充滿型腔各個(gè)部分的性能稱為橡膠的流動(dòng)性。 2硫化性能 為改善橡膠的性能必須進(jìn)行硫化。 3熱性能 熱性能的影響因素是熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散率和體積熱容。 第七張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、橡膠加工的工藝過(guò)程 橡膠制品生產(chǎn)的基本過(guò)程包括：生膠的塑煉、膠料的混煉、橡膠成形和制品的硫化。 橡膠加工過(guò)程第八張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1塑煉 天然橡膠和多數(shù)合成橡膠塑性太低，與橡膠配合劑不易混合均勻，也難以加工成型，所以生膠需要塑煉。 常用的塑煉設(shè)備主要有開(kāi)放式煉膠機(jī)和

4、密閉式煉膠機(jī)。第九張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2混煉 將塑煉膠和各種配合劑，用機(jī)械方法使之完全均勻分散的過(guò)程稱為混煉。常用的混煉設(shè)備是開(kāi)煉機(jī)和密煉機(jī)。第十張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3成形 是將混煉膠制成所需形狀、尺寸和性能的橡膠制品的過(guò)程。 4硫化 即通過(guò)改變橡膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)(例如交聯(lián))而賦予橡膠彈性，或改善、提高并使橡膠彈性擴(kuò)展到更寬溫度范圍的工藝過(guò)程。 硫化是在一定溫度、時(shí)間和壓力下，混煉膠的線型大分子進(jìn)行交聯(lián)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過(guò)程。硫化使橡膠的塑性降低，彈性增加，抵抗外力變形的能力大大增加，并提高了其他物理和化學(xué)性能，使橡膠成為具有使用價(jià)值的工程材料。 硫化

5、是橡膠制品加工的最后一個(gè)工序。硫化的好壞對(duì)硫化膠的性能影響很大。第十一張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月幾種主要橡膠的玻璃化溫度及使用溫度范圍4.2 橡膠的特性 1、具有高彈性 2、玻璃化溫度低 高聚物由高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)的溫度。通常用Tg表示，往往沒(méi)有很固定的數(shù)值，隨著測(cè)定的方法和條件而改變。在此溫度以上，高聚物表現(xiàn)出彈性；在此溫度以下，高聚物表現(xiàn)出脆性。第十二張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 3 、橡膠易老化 橡膠及其制品在加工，貯存和使用過(guò)程中，由于受內(nèi)外因素的綜合作用而引起橡膠物理化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能的逐步變壞，最后喪失使用價(jià)值，這種變化叫做橡膠老化。 表面上表現(xiàn)為龜裂

6、、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色、長(zhǎng)霉等。4.3 常見(jiàn)的橡膠 1、天然橡膠 NR由橡膠樹(shù)采集膠乳制成,是異戊二烯的聚合物.具有很好的耐磨性、很高的彈性、扯斷強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率.在空氣中易老化,遇熱變粘,在礦物油或汽油中易膨脹和溶解,耐堿但不耐強(qiáng)酸. 是制作膠帶、膠管、膠鞋的原料，并適用于制作減震零件、輪胎等制品。第十三張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、丁苯橡膠（SBR）： 丁苯橡膠是由丁二烯和苯乙烯共聚制得的，是產(chǎn)量最大的通用合成橡膠。與天然膠比較，品質(zhì)均勻，異物少，具有更好耐磨性及耐老化性，但機(jī)械強(qiáng)度則較弱，可與天然膠摻合使用。 廣泛用于輪胎業(yè)、鞋業(yè)、布業(yè)及輸送帶行業(yè)等。第十四張，PPT

7、共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、順丁橡膠(BR)： 是丁二烯經(jīng)溶液聚合制得的，順丁橡膠具有特別優(yōu)異的耐寒性、耐磨性和彈性，還具有較好的耐老化性能。順丁橡膠絕大部分用于生產(chǎn)輪胎，少部分用于制造耐寒制品、緩沖材料以及膠帶、膠鞋等。順丁橡膠的缺點(diǎn)是抗撕裂性能較差，抗?jié)窕阅懿缓?。第十五張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、聚氨酯橡膠（ UR ） 是由聚酯（或聚醚）與二異氰酸脂類化合物聚合而成的。耐磨性能是所有橡膠中最高的。強(qiáng)度高、彈性好。 緩沖減震性好。耐油性和耐藥品性良好。耐低溫、耐臭氧、抗輻射、電絕緣、粘接性能良好。 可應(yīng)用于田徑場(chǎng)塑膠跑道，汽車保險(xiǎn)桿、方向盤(pán)及汽車外圍部件。煤礦及礦

8、山用傳送帶。還用于襯里和保護(hù)層，如耐油密封件，防塵密封件；電子元件和印刷電路的灌封材料。也可用在國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域，如航天系統(tǒng)中的聚氨酯絕熱材料，具有粘接性能優(yōu)異、高強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。第十六張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5、硅橡膠 硅橡膠具有優(yōu)異的耐熱性、耐寒性、介電性、耐臭氧和耐大氣老化等性能，硅橡膠突出的性能是使用溫度寬廣，能在-60（或更低的溫度）至+250（或更高的溫度）下長(zhǎng)期使用。在生物醫(yī)學(xué)工程中，硅橡膠是醫(yī)用高分子材料中特別重要的一類，它具有優(yōu)異的生理惰性，無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)腐蝕、抗凝血、與機(jī)體的相容性好，能經(jīng)受苛刻的消毒條件。根據(jù)需要可加工成管材、片材、薄膜及異形構(gòu)件，可用做醫(yī)療器械、

9、人工臟器等。第十七張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.4 橡膠成形方法 1壓延成形 指經(jīng)過(guò)混煉的膠料通過(guò)專用的壓延設(shè)備上兩對(duì)轉(zhuǎn)輥筒，利用兩輥筒之間的擠壓力，使膠料產(chǎn)生塑性延展變形，制成具有一定斷面尺寸規(guī)格、厚度和幾何形狀的片狀或薄膜狀聚合物或使紡織材料、金屬材料表面實(shí)現(xiàn)掛膠的工藝過(guò)程。 膠布?jí)貉庸に囘^(guò)程第十八張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2模壓成形 模壓成形是橡膠制品生產(chǎn)中應(yīng)用最早且最多的生產(chǎn)方法，是將預(yù)先壓延好的橡膠半成品按一定規(guī)格下料后置于壓制模具中，合模后在液壓機(jī)上按規(guī)定的工藝條件壓制，在加熱加壓的條件下，使膠料呈現(xiàn)塑性流動(dòng)充滿型腔，再經(jīng)一定的持續(xù)加熱時(shí)間后完成硫化

10、，再經(jīng)脫模和修邊后得到制品的成型方法。模壓法生產(chǎn)橡膠制品的工藝程序第十九張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 3擠出成形 使膠料在擠出機(jī)中塑化和熔融，并在一定的溫度和壓力下連續(xù)均勻地通過(guò)機(jī)頭?？讛D出成為具有一定的斷面形狀和尺寸的連續(xù)材料。 擠出成形的主要設(shè)備是橡膠擠出機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)同塑料擠出機(jī)。 第二十張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4注射成形 是一種將膠料直接從機(jī)筒注入閉合模具，硫化的生產(chǎn)工藝。 注射成形的主要設(shè)備是橡膠注射機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)同塑料注射機(jī)。國(guó)產(chǎn)臥式六模膠鞋注射機(jī)第二十一張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月附：纖維介紹 纖維是指柔韌、纖細(xì)，具有相當(dāng)長(zhǎng)度、強(qiáng)度、

11、彈性和吸濕性的絲狀物。大多數(shù)是不溶于水的有機(jī)高分子化合物，少數(shù)是無(wú)機(jī)物。聚丙烯晴纖維滌綸纖維第二十二張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月纖維天然纖維化學(xué)纖維膠黏纖維銅氨纖維醋酸纖維纖維素纖維錦綸系列纖維蛋白質(zhì)纖維滌綸系列纖維腈綸系列纖維聚乙烯醇系列纖維聚烯烴纖維含氯纖維耐高溫纖維其他纖維一、纖維的分類第二十三張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、常用纖維 1、聚酯纖維（滌綸纖維） 聚酯是由飽和的二元酸與二元醇通過(guò)縮聚反應(yīng)制得的一類線性高分子縮聚物。以聚酯為基礎(chǔ)制得的纖維稱為滌綸，是三大合成纖維（滌綸、錦綸、腈綸）之一，是最主要的合成纖維。 聚酯纖維即可以純紡也或以與其他纖維混紡制

12、成各種機(jī)織物和針織物。聚酯長(zhǎng)絲可用于織造薄紗女衫、帷幕窗簾等，與其他纖維混紡可制成各種棉型、毛型及中長(zhǎng)纖維紡織品。聚酯纖維在工業(yè)上可作為輪胎簾子線、制作運(yùn)輸帶、篷帆、繩索等。 第二十四張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、錦綸纖維（尼龍纖維） 錦綸纖維是以聚酰胺基礎(chǔ)制得的纖維，是三大合成纖維之一，也是一種主要的合成纖維。 聚酰胺纖維具有耐磨性好、耐疲勞強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度高、抗沖擊負(fù)荷性能優(yōu)異、容易染色及與橡膠的附著力好等突出性能，因此，聚酰胺纖維多用于作衣料和輪胎簾子線，其產(chǎn)量?jī)H次于聚酯纖維，居第二位。 第二十五張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、腈綸纖維 聚丙烯腈纖維大多數(shù)是以丙烯腈為主體的三元共聚物。工業(yè)生產(chǎn)中主要以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯等為第二單體，用量5%10%就可以減少聚丙烯腈分子間力，消除其脆性，從而可紡制成具有適當(dāng)彈性的合成纖維腈綸纖維。 聚丙烯纖維具有優(yōu)