成型工藝學(xué)第六章橡膠加工工藝課件

第六章

橡膠加工工藝

第一節(jié)概述第二節(jié)橡膠制品原材料及配方設(shè)計(jì)第三節(jié)橡膠的塑煉第四節(jié)橡膠的混煉第五節(jié)橡膠的壓延第六節(jié)橡膠的壓出第七節(jié)橡膠的硫化

第六章

橡膠加工工藝橡膠加工系指生膠及其配合劑經(jīng)過一系列化學(xué)與物理作用制成橡膠制品的過程。主要包括塑煉、混煉、壓延、壓出、成型和硫化等工序。第一節(jié)概述一．橡膠工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位

1結(jié)構(gòu)材料（彈性、強(qiáng)度）：輪胎、減震材料、密封材料、防腐材料、絕緣材料等。2功能材料（光、熱、電、磁、聲等功能）可以用作聲學(xué)橡膠、磁性運(yùn)輸帶、特種電熱片等。（2）分類：ⅰ實(shí)心輪胎：A.優(yōu)點(diǎn)：制造方便，工藝簡單，啟動(dòng)阻力小。B.缺點(diǎn)：緩沖性能差，動(dòng)力消耗大，不適合高速車輛。C.適用性：起重車、電瓶車等。ⅱ充氣輪胎：A.耐磨好，負(fù)荷量大，緩沖性好。B.適用：汽車、飛機(jī)和拖拉機(jī)等。第一節(jié)概述2.膠帶（1）運(yùn)輸膠帶特點(diǎn)：連續(xù)化、效率高、經(jīng)濟(jì)、前景廣闊。適用：礦山、冶金、煤炭、化工、建筑、水電、航運(yùn)和鐵路等。（2）傳動(dòng)膠帶ⅰ平型膠帶ⅱ三角帶ⅲ其它：同步齒形帶、無級(jí)變速帶、高速環(huán)形帶等。第一節(jié)概述3.膠管（1）按使用特性分類：耐壓膠管、吸引膠管、耐壓吸引兩用膠管。（2）按材料和用途分類：全膠、夾布、編織、纏繞、針織膠管等。4.膠鞋：解放鞋、工礦鞋、運(yùn)動(dòng)鞋等。5.橡膠工業(yè)雜品（橡膠“雜件”）如油封、膠輥、空氣彈簧、膠布和膠板等。第一節(jié)概述2.橡膠工業(yè)的建立

（1）1823年建立了世界上第一個(gè)橡膠加工廠，生產(chǎn)防水膠布。（2）1826年，漢考克（hancock）發(fā)明開煉機(jī)及橡膠的塑煉。以后逐漸形成了塑煉、混煉、壓延、壓出、成型這一完整的加工過程。

第一節(jié)概述

（3）1839年，美國科學(xué)家固特異(Goodyear)發(fā)現(xiàn)橡膠的硫化。1839年：天然橡膠產(chǎn)量為388噸，1937年達(dá)到100萬噸。（4）1916年，開始用炭黑補(bǔ)強(qiáng)；發(fā)明了密煉機(jī)。3．合成橡膠的發(fā)展（1）1918年，德國首先人工合成了橡膠；（2）1932年，蘇聯(lián)開始生產(chǎn)丁鈉橡膠；（3）第二次世界大戰(zhàn)期間，丁苯橡膠（1937）和氯丁橡膠（1935）投產(chǎn)；（4）二十世紀(jì)60年代，合成橡膠多達(dá)30多種，產(chǎn)量遠(yuǎn)超過天然橡膠。（5）目前世界橡膠產(chǎn)量2000多萬噸。第一節(jié)概述

五.橡膠工業(yè)和科技發(fā)展趨勢(shì)1.對(duì)原有橡膠開發(fā)新用途；2.對(duì)原有生產(chǎn)和加工技術(shù)繼續(xù)改進(jìn)；3.綠色輪胎及其它新產(chǎn)品的研究和開發(fā)；4.熱塑性彈性體的研究開發(fā)；SBS(44%)、TPO(29%)、TPU(13%)、PET(5%)、其它（9%）。5.橡膠配合劑的造粒和復(fù)配技術(shù)。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

一.橡膠

（一）分類1.天然橡膠：含有5%非橡膠物質(zhì)。

2.合成橡膠：

通用合成橡膠：用以代替天然膠生產(chǎn)輪胎及其它常用橡膠制品，如：丁苯、順丁、氯按性能用途丁、丁基、異戊等。

特種合成橡膠：具有耐寒、耐熱、耐臭氧、耐油等特性，用來制造特種條件下使用的橡膠制品。三元乙丙、硅橡膠、氟橡膠、丙烯酸酯橡膠、氯醇橡膠、聚硫橡膠、CSM、CPE、PU等。按物理性狀：捆包膠、顆粒膠、粉末膠、液體橡膠、乳膠、橡膠溶液等。合成橡膠

2.物理機(jī)械性能：（1）機(jī)械強(qiáng)度高，自補(bǔ)強(qiáng)性好（結(jié)晶）；（2）彈性好，伸長率達(dá)1000%；（3）耐曲撓疲勞性好；（4）透氣性、電性能和耐寒性好；（5）滯后損失小。3.工藝加工性能好。4.化學(xué)作用：易發(fā)生加成、取代、氧化、交聯(lián)等反應(yīng)。5.溶解性能：（1）易溶于汽油、苯、二硫化碳和鹵代烴等。（2）難溶于乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)（三）合成橡膠1.丁苯橡膠：占總產(chǎn)量的50%以上。

（1）分類ⅰ.按組成分類：丁苯-10（30、50），數(shù)字代表苯乙烯所占重量份數(shù)。

苯乙烯含量大，耐磨性和硬度提高；苯乙烯含量小，耐寒性提高，加工溫度降低。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)（2）優(yōu)點(diǎn)：ⅰ耐熱性好；ⅱ耐老化性好；ⅲ耐磨性好；ⅳ價(jià)廉。（3）缺點(diǎn)：ⅰ彈性、耐屈撓龜裂性和耐撕裂性差；ⅱ滯后損失小;ⅲ耐寒性和耐溶劑性差；ⅳ工藝加工性能差。（4）適用：輪胎、膠管、膠帶、電纜、膠鞋、日用品等。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

2．順丁橡膠（BR）:Tg為105℃（1）分類：ⅰ高順式順丁橡膠：95%以上；ⅱ中順式順丁橡膠：85～95%；ⅲ低順式順丁橡膠：32～40%。順式含量增大，物理機(jī)械性能提高；順式含量減小，低溫性能提高，加工性能、耐磨性、彈性、伸長率等降低。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

（2）主要優(yōu)點(diǎn)：ⅰ彈性最好；原因：順式含量高，分子排列規(guī)整。ⅱ耐低溫性能最好；原因：玻璃化溫度低，為105℃。ⅲ耐磨性優(yōu)異；ⅳ滯后損失小，生熱少。3．異戊橡膠（IR，IsopereneRubber)（1）優(yōu)點(diǎn)：ⅰ凝膠少，雜質(zhì)少，質(zhì)地均勻；ⅱ加工性能好，易塑煉，流動(dòng)性好，壓出收縮小；ⅲ彈性好，生熱少，抗龜裂性好；ⅳ耐水性、電絕緣性、耐老化性比天然橡膠好。(原因是非橡膠質(zhì)少。)

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

（2）缺點(diǎn)：ⅰ硫化速度慢；原因是硫化活性劑蛋白質(zhì)少；ⅱ填料分散差；ⅲ生膠強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度差。

（3）適用：與天然橡膠相似。ⅱ電絕緣性好；（丁基為2小時(shí)，EPDM為2個(gè)月）ⅲ耐腐蝕性好；（對(duì)極性化學(xué)品如酸堿好，烯烴差）

ⅳ沖擊彈性好。（回彈率達(dá)50～60%，僅次于順丁膠和天然膠。）

（3）缺點(diǎn)：ⅰ硫化速度慢；ⅱ不易并用；（混溶性差）ⅲ自粘性、互粘性差，粘合難；ⅳ加工性能差。

（4）用途：耐熱運(yùn)輸帶、蒸汽膠管、防水材料、電線、電纜、膠板等。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

5.氯丁橡膠（CR，ChloropreneRubber）（1）分類：ⅰ硫磺調(diào)節(jié)型（G型，相當(dāng)于國產(chǎn)通用型）

ⅱ非硫磺調(diào)節(jié)型（W型，54-1型）ⅲ其它：粘接型、氯丙膠、氯苯膠等。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

（2）優(yōu)點(diǎn)：ⅰ機(jī)械強(qiáng)度高，伸長率高，（近于天然膠）；ⅱ耐侯性、耐臭氧優(yōu)異；（僅次于乙丙和丁基橡膠）ⅲ耐熱性好；（150℃短期使用，90～110℃使用4個(gè)月）ⅳ耐燃性最好；（自熄）ⅴ耐無機(jī)酸堿性好，耐油性好（僅次于丁基膠）。

（3）缺點(diǎn)：ⅰ.儲(chǔ)存穩(wěn)定性差，易硫化變質(zhì)；ⅱ.電絕緣性差；ⅲ.耐寒性差；ⅳ.加工時(shí)對(duì)溫度敏感。

（4）用途：胎側(cè)膠、耐熱運(yùn)輸帶、耐油膠管、容器襯里、膠輥（板）等。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

6.丁腈橡膠（NBR）

（1）分類：丁腈40（36～42%）；丁腈26（25～30%）；丁腈18（24%下）。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)（2）優(yōu)點(diǎn)：ⅰ.耐油、耐溶劑性優(yōu)良；（僅次于聚硫、丙烯酸酯橡膠）ⅱ.耐熱性好；(比天然和丁苯橡膠好)使用溫度120℃，耐150℃熱油，190℃熱油70小時(shí)仍屈撓。ⅲ.耐磨性優(yōu)良；ⅳ.耐老化、氣密性和導(dǎo)電性良好。

（3）缺點(diǎn)：ⅰ耐臭氧性差；ⅱ耐寒性差；ⅲ電絕緣性差。

（4）用途：ⅰ丁腈40：直接與油接觸，耐油性好的制品，油封等；ⅱ丁腈26：普通耐油制品，如膠管、油箱、膠輥、手套等；ⅲ丁腈18：耐油性低的制品。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

7．丁基橡膠（1）分類：0.6～1.0%，1.1～1.5%，1.6～2.0%，2.1～2.5%，2.6～3.3%。（2）優(yōu)點(diǎn)：ⅰ.氣密性非常好（最好）；ⅱ.化學(xué)穩(wěn)定性很高，耐酸堿腐蝕性很好；ⅲ.電絕緣性、電暈性極好；ⅳ.耐候性、耐熱老化、抗臭氧很好；ⅴ.耐水性、減震性好。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)（3）缺點(diǎn)：ⅰ.

硫化速度慢；ⅱ.

自粘性、互粘性差，并用難；ⅲ.

永久變形大，低溫彈性差；ⅳ.

滯后損失大。（4）用途：內(nèi)胎、水胎、風(fēng)胎、電絕緣材料等。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)8．其它橡膠：

（1）聚硫橡膠：耐油性最好；（2）硅橡膠：既耐高溫又耐低溫；（3）氟橡膠：耐熱氧老化性能最好；（4）聚氨酯橡膠：耐磨性最好。

（四）粉末橡膠、液體橡膠和熱塑彈性體

1．粉末橡膠：利用淀粉和膠乳共沉淀而制成的一種粉狀橡膠。（1）主要特點(diǎn)：ⅰ

不需塑煉，混煉效率高；

ⅱ

節(jié)省電能和勞動(dòng)力；

ⅲ

便于自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)；

ⅳ

稱量方便。（2）存在問題：儲(chǔ)存期間互相粘連。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

2.液體橡膠：（1）無活性端基液體橡膠：初期多為無活性端基的低聚合度的二烯類或雜鏈橡膠。

ⅰ缺點(diǎn)：自由基多，定伸強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和物理機(jī)械性能差。ⅱ用途：膠粘劑、密封劑。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

（2）帶活性官能團(tuán)的液體橡膠ⅰ.分類：A.官能團(tuán)處于分子鏈兩端：遙爪型液體橡膠；B.官能團(tuán)沿分子鏈無規(guī)分布：非遙爪型液體橡膠。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)ⅱ特點(diǎn)：A.克服了（1）中的缺點(diǎn)，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍；B.便于自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)；C.設(shè)備投資少，動(dòng)力消耗??；D.勞動(dòng)強(qiáng)度低。ⅲ存在問題：A.機(jī)械強(qiáng)度低；B.價(jià)高；C.設(shè)備和工藝存在問題。ⅳ用途：膠粘劑、涂復(fù)保持材料、汽車配件、膠管、膠帶（鞋）等。3．熱塑性彈性體（1）嵌段共聚物：SBS、MBS等。（2）動(dòng)態(tài)硫化：ⅰ.

動(dòng)態(tài)半硫化：

ⅱ.

動(dòng)態(tài)全硫化：是目前研究的熱點(diǎn)，有的實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)（五）再生橡膠：

1.再生方法：（1）

堿法：現(xiàn)已淘汰；（2）油法；

（3）水油法：目前應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)在有動(dòng)態(tài)脫硫法,減小環(huán)污染等。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)2.生產(chǎn)工藝：切膠（25×10×3mm）

洗滌

粉碎（6～8；0.8mm～1.0mm）3.再生機(jī)理：使硫化膠發(fā)生部分降解，破壞原網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其可塑度得到一定提高。

二．配合劑1．硫化劑：在一定溫度和壓力下，能使橡膠由線形長鏈分子轉(zhuǎn)變?yōu)榻宦?lián)網(wǎng)狀大分子的物質(zhì)。

（1）分類ⅰ.

硫磺A.品種：

a.硫磺粉：熔點(diǎn)：114～118℃，應(yīng)用廣泛。

b.升華硫磺：重要制品

c.沉淀硫磺：乳膠薄膜

d.膠體硫磺：膠乳

e.不溶性硫磺

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)B.使用溫度：120～160℃原因：Sα94.5℃S120℃Sλ160℃Sμ444.6℃S8

1000℃S2斜方固體單斜固體液體液體氣體氣體C.適用性：大部分不飽和橡膠，如天然橡膠、三元乙丙、異戊膠、順丁膠、乙烯基硅橡膠、丁苯橡膠等。D.硫磺的溶解、擴(kuò)散、結(jié)晶。噴硫：主要原因:混煉不均，溫度高，硫磺過多，停放時(shí)間長等。克服措施：低溫短時(shí)間混煉，加適量再生膠等。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

ⅱ.有機(jī)過氧化物：A.過氧化二異丙苯（DCP）

B.特點(diǎn)：

a.酸性物質(zhì)對(duì)硫化影響大；b.不能和炭黑混用；

c.硫化溫度需要低些。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

C.適用性：

a.飽和硅橡膠、二元乙丙橡膠、23型氟橡膠等。

b.白色、透明、壓縮變形小、耐熱制品。

c.不適用丁苯橡膠、CSM等。

ⅲ.金屬氧化物：ZnO、MgO

常用于氯丁膠、羧基丁苯膠、羧基丁腈膠等。ⅳ.樹脂類：熱固性烷基酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。

適用：不飽和碳鏈橡膠、丁基橡膠、聚氨酯橡膠、聚丙烯酸酯橡膠等。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

（2）用量：軟制品為1～4份;硬制品為30～50份;半硬制品10份左右。

2．硫化促進(jìn)劑：能夠促進(jìn)橡膠的硫化作用，降低硫化溫度，縮短硫化時(shí)間，減少硫化劑用量并能提高或改善硫化膠物理機(jī)械性能的配合劑。（1）無機(jī)類：ZnO、MgO、PbO等。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)（2）有機(jī)類

ⅰ

噻唑類：A.2—硫醇基苯并噻唑（促進(jìn)劑M）

a.特點(diǎn)：快速促進(jìn)，硫化平坦性好。b.適用性：天然橡膠、二烯類合成橡膠等。c.用量：第一：1～2份，第二：0.2～0.5份。

B.二硫化二苯并噻唑（促進(jìn)劑DM）第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

ⅱ

秋蘭姆類：二硫化四甲基秋蘭母(促進(jìn)劑TT)(超速促進(jìn)劑)

用量為0.2～0.3份。

ⅲ

次磺酰胺類：（遲效、焦燒時(shí)間長，硫化活性大，發(fā)展快，有前途）A.促進(jìn)劑CZ:N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺。用量：0.2～2份。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)B.促進(jìn)劑NOBS:N—氧二乙撐-2-苯并噻唑次磺酰胺。0.5～2.5份。

C.促進(jìn)劑NS:N—叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺

D.促進(jìn)劑DZ:N,N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺

用量為0.5～1份。

ⅳ胍類：促進(jìn)劑D或DPG，用量為0.1～0.5份。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)ⅴ.二硫代氨基甲酸鹽類:促進(jìn)劑PZ:促進(jìn)劑BZ。ⅵ.醛胺類:促進(jìn)劑H(六次甲基四胺)、促進(jìn)劑808等。ⅶ.

黃原酸鹽類：促進(jìn)劑ZBX等。ⅷ.

硫脲類：促進(jìn)劑NA-22等。ⅸ.

新品種：三嗪促進(jìn)劑、硫代氨基甲酰次磺酰胺、硫磷酯促進(jìn)劑等。

（3）要求：ⅰ有較高的活性；ⅱ硫化平坦期長；ⅲ硫化臨界溫度高;ⅳ對(duì)橡膠老化性能和物理機(jī)械性能不產(chǎn)生惡化影響。

3.硫化活性劑：氧化鋅和硬脂酸并用。4.硫化遲緩劑：不發(fā)生早期硫化。如水楊酸、苯酐、N—亞硝基二苯胺等。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)5.增塑劑

（1）物理增塑劑（軟化劑）能提高橡膠的可塑性，有利于配合劑在膠料中分散，便于加工并能適當(dāng)改善橡膠制品耐寒性的物質(zhì)。ⅰ作用機(jī)理：使橡膠溶脹，增加分子間距離，減小分子間作用力，從而提高了可塑性。ⅱ品種；硬脂酸、油酸、松節(jié)油、煤焦油煤瀝青、松香、油膏等。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)（2）化學(xué)增塑劑（塑解劑）ⅰ作用機(jī)理：能加速橡膠塑煉時(shí)的斷鏈作用，還能接受自由基，穩(wěn)定塑煉效果。（在低溫缺氧時(shí)也可使用）ⅱ品種；噻唑類、胍類促進(jìn)劑、硫酚、亞硝基化合物等。6．補(bǔ)強(qiáng)劑和填料

（1）補(bǔ)強(qiáng)劑：凡能在膠料中主要起補(bǔ)強(qiáng)作用的填料。ⅰ.作用：提高橡膠的撕裂強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度和耐磨性等。ⅱ.品種：炭黑、碳酸鎂、白炭黑、活性碳酸鈣、活性陶土等。ⅲ.炭黑的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

圖6-1炭黑補(bǔ)強(qiáng)示意圖

ⅲ炭黑的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理A.物理吸附：橡膠能很好吸附在炭黑表面潤濕炭黑。炭黑與橡膠間作用力大于橡膠分子間作用力。B.化學(xué)吸附：炭黑具有不均勻性，分布有活性很高的活化點(diǎn)，具有未配對(duì)電子，能與橡膠發(fā)生化學(xué)作用。特點(diǎn)：分子鏈易在炭黑表面滑動(dòng)，但不脫離。C.補(bǔ)強(qiáng)作用：分子鏈的滑動(dòng)，物理吸附吸收外力沖擊。使應(yīng)力分布更均勻。（2）填料第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

7．防老劑：

（1）胺類防老劑

ⅰ酮胺類；防老劑AW:6-乙氧基—2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉。防老劑RD:2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體。用量為0.5～3份。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

ⅱ二芳基仲胺類防老劑A（甲）:N-苯基--萘胺

防老劑D（丁）:N-苯基--萘胺用量為1-2-5份

ⅲ對(duì)苯二胺類防老劑4010(CPPD)：N-苯基-N’-環(huán)己基對(duì)苯二胺,0.15～1份

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)N防老劑4010NA(IPPD)：N苯基-N’異丙基對(duì)苯二胺

防老劑H：N,N’-二苯基對(duì)苯二胺

（2）酚類(和塑料相同）

三．配方設(shè)計(jì)

1．配方種類；（1）基礎(chǔ)配方：供研究或鑒定新膠種、新配合劑用的；（2）性能配方：為達(dá)到某種特性要求而進(jìn)行的；（3）生產(chǎn)配方：在前兩種配方基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際條件所做的實(shí)用投產(chǎn)配方。第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

2．配方設(shè)計(jì)原則(1)制品使用條件、質(zhì)量、壽命、物理機(jī)械性能等；(2)原料的性質(zhì)及相互關(guān)系（主要原料、硫化體系、操作系統(tǒng)、成本系統(tǒng)、性能系統(tǒng)等）(3)原材料使用立足國內(nèi)，因地制宜；(4)設(shè)備和工藝特性。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)

3.配方設(shè)計(jì)程序（1）確定膠料的技術(shù)要求ⅰ用途、使用部位和應(yīng)起作用；ⅱ具體使用條件：使用溫度、壓力、工作周期、頻率、壽命等；ⅲ膠料的工藝性能；ⅳ各種性能指標(biāo)等。（2）編制實(shí)驗(yàn)方案：基本實(shí)驗(yàn)配方、原料選擇、性能、檢測(cè)項(xiàng)目等；（3）試驗(yàn)，整理資料；（4）選取最佳配方；（5）復(fù)試3～5次后進(jìn)行中試；（6）確定生產(chǎn)配方：包括組份、用量、膠料質(zhì)量指標(biāo)、工藝條件等。

第二節(jié)橡膠制品的原材料及配方設(shè)計(jì)第三節(jié)橡膠的塑煉

從第二節(jié)中可知，根據(jù)橡膠的來源不同，可分為天然橡膠和合成橡膠；從外觀形態(tài)不同，可分為粉末橡膠、顆粒膠、乳膠、橡膠溶液、液體橡膠和捆包膠等。目前橡膠廠使用的大多數(shù)是捆包膠，所以，我們主要介紹捆包膠的加工工藝。

捆包膠的加工過程

生膠塑煉配合劑混煉壓延纖維材料壓出金屬材料

烘膠切膠破膠粉碎篩選溶化過濾裁剪成型硫化等第三節(jié)橡膠的塑煉

一．橡膠的塑煉：在機(jī)械力和化學(xué)作用下，提高彈性生膠可塑性的工藝過程。1．可塑性：（1）含義：橡膠在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力消除后橡膠仍能保持其形變的能力。第三節(jié)橡膠的塑煉

（2）生膠的可塑性提高↑，收縮性↓，流動(dòng)性↑，溶解性↑，粘著性↑，滲入性↑，混煉發(fā)熱量↓；耐磨性↓，耐老化性↓，物理機(jī)械性能↓，永久變形↑。

2．生膠（1）含義：未經(jīng)予加工處理的天然橡膠和合成橡膠。（2）特性：ⅰ彈性高，但呈現(xiàn)高彈性的溫度范圍窄；

ⅱ加工中，大部分機(jī)械能消耗在彈性變形上，難以獲得所需的形狀。

第三節(jié)橡膠的塑煉

3．橡膠的門尼黏度：表示100℃下，對(duì)黏度計(jì)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的剪切阻力。（1）表示方法：M為門尼黏度；L為大轉(zhuǎn)子；4為轉(zhuǎn)動(dòng)4分鐘后的讀數(shù)，1為預(yù)熱1分鐘。注：直徑為38.1mm，厚度為5.54mm，轉(zhuǎn)速為2轉(zhuǎn)/分鐘，壓力為3.5～6MPa。

（2）門尼黏度與可塑性：門尼黏度提高，分子量提高，可塑性降低。

（3）幾種橡膠的門尼黏度

橡膠

門尼黏度

橡膠

門尼黏度

天然橡膠95～120異戊橡膠55～90丁苯橡膠54～64丁腈橡膠-18120

順丁橡膠45～55丁腈橡膠-2695

氯丁橡膠43～53丁腈橡膠-4090（4）幾種工藝對(duì)門尼黏度的要求

ⅰ

混煉：60ⅱ

擦膠工藝：40

第三節(jié)橡膠的塑煉

4．橡膠威氏可塑度（1）

表征：

為試片原高度；為試片在70℃溫度下，在平行板間受5公斤負(fù)荷擠壓3分鐘后的高度；為試片去掉負(fù)荷，在室溫恢復(fù)3分鐘后的高度。

第三節(jié)橡膠的塑煉

（2）完全彈性體時(shí)，

完全塑性體時(shí)，

P越大,可塑性越大，P=0～1。二．塑煉的目的降低橡膠的彈性，提高可塑性，獲得適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性，增大與配合劑的混溶性，以滿足混煉、壓延、壓出及膠漿制造等各種加工過程的要求。三．塑煉的機(jī)理

1．本質(zhì)：借助機(jī)械力和化學(xué)作用，使橡膠大分子鏈斷裂，大分子鏈由長變短，黏度降低，可塑性提高。第三節(jié)橡膠的塑煉

2．低溫塑煉機(jī)理：

第三節(jié)橡膠的塑煉

機(jī)械力無氧時(shí)：有氧時(shí)：ROOH分解為穩(wěn)定的較小的分子。

（1）機(jī)械斷鏈作用為主,氧起到穩(wěn)定游離基的作用。（2）溫度降低，粘度增大，剪切力增大，斷鏈作用增大。（3）分子量高的易斷鏈，易從中間斷，所以分子量分布變窄。

第三節(jié)橡膠的塑煉

（4）順丁橡膠中高分子量級(jí)分少，機(jī)械斷鏈難，難塑煉。（5）塑解劑的作用(穩(wěn)定)

3.高溫塑煉機(jī)理第三節(jié)橡膠的塑煉

ROOH分解為穩(wěn)定的較小的分子。

（1）分子量分布不會(huì)過窄，因?yàn)檠趸瘜?duì)分子鏈上的各個(gè)部分作用相同。（2）高溫塑煉中，氧化裂解反應(yīng)起主導(dǎo)作用，溫度升高，塑煉效果提高。（3）高溫塑煉中，機(jī)械攪拌主要作用是通過不斷翻膠，增加與氧接觸。（4）引發(fā)劑型塑解劑對(duì)高溫塑解作用明顯。

第三節(jié)橡膠的塑煉

四．塑煉工藝（一）準(zhǔn)備1.烘膠：A.溫度：50～70℃（天然膠為50～60℃）；

B.時(shí)間：24～36小時(shí)（冬天為36～72小時(shí)）

C.目的：使生膠軟化，便于切割，解除結(jié)晶，縮短塑煉時(shí)間，減少能耗，保護(hù)設(shè)備等。2.切膠：10公斤左右；3.破膠：輥距2～3mm，輥溫45℃以下，25公斤卷膠。

第三節(jié)橡膠的塑煉

（二）塑煉方法（工藝）1．開煉機(jī)塑煉（1）特點(diǎn)：塑煉質(zhì)量好，膠料收縮小，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大等。（2）工藝條件：

ⅰ輥溫：一般為100℃以下（45～60℃以下），溫度降低，效果提高；

ⅱ輥筒速比：1：1.25～1：1.27，（如過大，摩擦熱多，溫度升高，效果可能降低）；

第三節(jié)橡膠的塑煉

ⅲ裝膠量：要適當(dāng).容量大，堆積膠乳動(dòng)，熱量難散發(fā)，效果差；

容量過小，塑煉效率降低；ⅳ

輥距：0.5～4mm；

ⅴ時(shí)間：10～15分鐘可塑度趨于平衡，所以應(yīng)分段塑煉：

一段：0.30±0.05，二段：0.40±0.05，三段：0.50±0.05

第三節(jié)橡膠的塑煉

（3）提高開煉機(jī)塑煉效果的主要措施ⅰ

打三角包，翻料；

ⅱ

提高輥筒速比；ⅲ

薄通；

ⅳ

提高輥速；ⅴ

適當(dāng)降低溫度；

ⅵ

加入塑解劑；ⅶ提高超前系數(shù):b/eb為生膠通過輥筒后的厚度，e為輥距。(4)開煉機(jī)塑煉方法

ⅰ

薄通塑煉將生膠于0.5～1mm輥距薄通落盤，扭轉(zhuǎn)90°再加入，重復(fù)10次至規(guī)定時(shí)間；生膠全部落盤后，輥距調(diào)至12～13mm，包輥后連續(xù)左右切割搗合三次以上，然后切割下片。

優(yōu)點(diǎn)：冷卻效果好，不切刀。

缺點(diǎn)：輥速慢，效率低。

第三節(jié)橡膠的塑煉

ⅱ包輥塑煉應(yīng)多次割刀，有利于散熱，塑煉均勻。

ⅲ

爬架子塑煉：生膠過輥后，引上一個(gè)運(yùn)輸帶架子運(yùn)行一段距離再返回輥筒。

特點(diǎn)：散熱效果好，可一次達(dá)到要求的塑煉度，不割刀。2．密煉機(jī)塑煉（1）特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度小，電力消耗少，清理設(shè)備難。（2）影響密煉機(jī)塑煉效果的主要因素：

ⅰ.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速提高，可塑度增大（一般不變，為40～80轉(zhuǎn)/分鐘）；

第三節(jié)橡膠的塑煉

ⅱ.溫度：高于120℃，有的高達(dá)160～180℃，多為140～160℃；

天然膠﹤155℃，以110～120℃最好，溫度過高，物理機(jī)械性能降低。

溫度提高，效果提高。丁苯橡膠，溫度低于140℃，過高易支化、交聯(lián)等。

ⅲ.時(shí)間：時(shí)間延長，可塑度提高；一般為3～5分鐘;加入塑解劑，有2～3分鐘即可。ⅳ.容量和上頂栓壓力A上頂栓壓力一般為0.5～0.8；B裝膠量一般為密煉室容積的48～75%；

第三節(jié)橡膠的塑煉

ⅴ.

塑解劑（比開煉機(jī)效果好）

如使用0.3～0.5%，可縮短時(shí)間30～50%；60～80轉(zhuǎn)/分鐘，0.5～0.8MPa，160～180℃，

（

高速）

（高壓）

（高溫）

3～5分鐘2～3(塑解劑)

3.螺桿擠出機(jī)塑煉（1）特點(diǎn)：連續(xù)塑煉，效率高，但對(duì)膠料物理機(jī)械性能影響大（攪拌強(qiáng)烈，生熱多）。

（2）影響塑煉效果的主要因素

ⅰ

機(jī)溫：溫度升高，可塑性提高；

機(jī)身溫度：95～110℃，機(jī)頭溫度：80～90℃。

第三節(jié)橡膠的塑煉

A.機(jī)身溫度高于110℃時(shí)，可塑性變化不大；

機(jī)身溫度高于120℃時(shí)，排膠溫度太高，發(fā)粘，不易補(bǔ)充加工。

B.機(jī)身溫度低于90℃時(shí)，設(shè)備負(fù)荷↑，出現(xiàn)夾生現(xiàn)象。

ⅱ

膠溫：預(yù)熱至70～80℃。ⅲ

螺桿轉(zhuǎn)速

五．塑煉特性1．天然膠與合成膠塑煉特性比較比較內(nèi)容

天然膠

合成橡膠

塑煉難易

易

難

生熱

小

大

增塑劑

有效

效果低

復(fù)原性

小

大

收縮性

小

大

粘著性

大

小第三節(jié)橡膠的塑煉

2．合成橡膠塑煉難的主要原因（1）天然橡膠中存在甲基共軛效應(yīng)，二烯類合成橡膠不存在.如丁苯、順丁等。

機(jī)械塑煉時(shí)，合成膠不如天然膠斷鏈容易。（2）合成橡膠初時(shí)黏度一般較低，分子鏈短；分子鏈容易滑動(dòng)，剪切作用??；輥壓伸長時(shí)，結(jié)晶不如天然膠，所以相同條件，不如天然膠受剪切作用大。第三節(jié)橡膠的塑煉

（3）機(jī)械力作用下，生成的丁二烯類橡膠分子游離基穩(wěn)定性比天然膠低。

A.缺氧時(shí)，容易再結(jié)合產(chǎn)生支化和凝膠；

B.有氧時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生支化,凝膠，分解，分子量降低。

3.主要合成橡膠的塑煉特性

（1）順丁膠分子量低，容易冷流，塑煉效果差；（合成中獲得適當(dāng)黏度）（2）氯丁膠：黏度低，一般不需要塑煉（經(jīng)3～5次薄通即可）；第三節(jié)橡膠的塑煉

（3）硬丁腈橡膠：門尼黏度90～120，塑性低，工藝性能差，必須塑煉；韌性大，生熱多，收縮劇烈，塑煉特別難；措施：ⅰ低溫薄通塑煉（溫度↓，剪切力↑）ⅱ加入塑解劑。（4）丁基橡膠、乙丙膠等，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，塑煉效果差；丁基橡膠可直接混煉；乙丙膠可塑性在合成中獲得。第四節(jié)

膠料的混煉

一．混煉：在加熱條件下，通過強(qiáng)烈的機(jī)械作用，將各種配合劑與塑煉膠均勻混合為混煉膠的工藝過程?；鞜捘z：將粉狀配合劑在高溫剪切作用下，均勻分散于塑煉膠中組成的分散體系。二．混煉目的：使配合劑分散均勻，防止膠料可塑度過高或過低，防止焦燒、噴硫等，使后續(xù)過程正常進(jìn)行。三．準(zhǔn)備

1．配合劑粉碎、磨細(xì)，有利于膠料分散。2．干燥：易與水發(fā)生變化，如氧化鎂、氧化鈣、無水石膏等。3．篩選4．軟化劑預(yù)熱和過濾。5．膏劑與母料的制備。6．稱量、配合。

第四節(jié)

膠料的混煉

四．混煉理論1．配合劑的處理（1）配合劑的類型：ⅰ疏水性：如炭黑等；容易與生膠混合和分散等。ⅱ親水性：如碳酸鈣、陶土、氧化鋅等；不容易與生膠混合和分散。

第四節(jié)

膠料的混煉（2）表面活性劑ⅰ特點(diǎn)：

A.有-OH、-NH2、-COOH、-NO2、-NO等，具有親水性。

B.有非極性長鏈、苯環(huán)或烴基，具有疏水性。

ⅱ作用：

A.生膠與炭黑間的媒介作用。

B.穩(wěn)定作用：使已分散的炭黑粒子保持在膠料中的分散狀態(tài)。

（3）處理方法：取適量表面活性劑與配合劑在一定溫度下高速混合均勻。

第四節(jié)

膠料的混煉2．炭黑在橡膠中的分散過程（1）生膠對(duì)炭黑的潤濕過程ⅰ.潤濕過程：生膠分子逐漸進(jìn)入炭黑顆粒聚集體的空隙中，形成包容橡膠。ⅱ.潤濕過程中，表觀密度增大，比體積減小。ⅲ.終點(diǎn)判斷：比體積達(dá)到一恒定值(即V空隙＝0)時(shí)，即為潤濕過程終點(diǎn)。V比＝V生膠＋V炭黑＋V空隙ⅳ.特點(diǎn)：炭黑已被混合，但沒有分散。

第四節(jié)

膠料的混煉（2）分散過程：在強(qiáng)烈的剪切力作用下，包容橡膠體積逐漸減少，直至充分分散。

（3）力化學(xué)降解過程：橡膠分子鏈斷裂，分子量降低，黏度降低。第四節(jié)

膠料的混煉3．混煉性能優(yōu)劣的判斷（1）炭黑混入時(shí)間（BlackIncorporationTime，BIT）

炭黑被混煉到均勻分散所需要的時(shí)間，即在混煉過程中，出現(xiàn)第二次轉(zhuǎn)矩峰的時(shí)間。炭黑混入時(shí)間越小，混煉越容易。（2）最大壓出膨脹率的時(shí)間最大壓出膨脹率的時(shí)間越短，混煉性能越好。

五．混煉工藝過程1．開煉機(jī)混煉（1）加料次序：塑煉膠小料（促進(jìn)劑、活化劑、防老劑等）液體軟化劑

補(bǔ)強(qiáng)劑

硫化劑。第四節(jié)

膠料的混煉（2）工藝條件：ⅰ

輥筒速比：1：1.1～1.2；

ⅱ

輥距：4～8mm（薄通）;

ⅲ

輥溫：40～60℃；合成橡膠應(yīng)在40℃以下；

ⅳ

時(shí)間：20～30分鐘；合成橡膠要適當(dāng)長些；

ⅴ

轉(zhuǎn)速：16～18轉(zhuǎn)/分鐘；

ⅵ

天然膠一般包熱輥，合成膠一般包冷輥。

（3）開煉機(jī)混煉過程（包括包輥、吃粉和翻膠）

ⅰ

包輥性A.四種包輥狀態(tài)

a.溫度低時(shí)，膠料較硬，彈性高，膠料主要留在堆積處滑動(dòng)，延遲了生產(chǎn)過程；

b.溫度適宜，能包輥，既有塑性流動(dòng)又有彈性變形，混煉操作容易；

c.溫度偏高，流動(dòng)性↑，分子間作用力↓，強(qiáng)度↓，不能包輥，脫輥，破裂；

d.溫度更高時(shí)，呈粘彈性流體包在輥筒上，產(chǎn)生塑性流動(dòng)。

第四節(jié)

膠料的混煉abcd圖6-2生膠包輥現(xiàn)象B.順丁橡膠和三元乙丙膠包輥性差。

原因：分子量分布窄，內(nèi)聚力低，松弛時(shí)間短，膠料抗裂口起始的能力低，膠料出現(xiàn)撕裂和脫輥現(xiàn)象。

措施：a.分子量分布寬，開煉機(jī)操作性能好；

b.形成結(jié)合橡膠。C.天然橡膠和乳聚丁苯橡膠包輥和混煉性能好。第四節(jié)

膠料的混煉D.包輥性差的合成膠，加入炭黑后，生成結(jié)合橡膠，提高了膠料的強(qiáng)伸性能，扭轉(zhuǎn)了脫輥現(xiàn)象。E.軟化、發(fā)粘的膠料易粘輥?？朔胧篴.加入硬脂酸、皂類、石蠟等防粘軟化劑；

b.減小輥距；

c.降低輥溫。第四節(jié)

膠料的混煉

ⅱ吃粉過程：當(dāng)膠料進(jìn)入堆積膠的上層時(shí)，由于受到阻力而擁塞、折疊起來，在堆集膠的前方形成皺紋溝，粉劑即進(jìn)入這些溝紋中，并被帶入內(nèi)部。ⅲ

翻煉：斜刀法、打三角包、打扭法和搗膠法等。

第四節(jié)

膠料的混煉2．密煉機(jī)混煉（1）優(yōu)點(diǎn)：ⅰ

機(jī)械化程度高；

ⅱ

勞動(dòng)強(qiáng)度?。?/p>

ⅲ

混煉時(shí)間短，效率高；

ⅳ

減小了粉塵。（2）加料次序：塑煉膠

小料（促進(jìn)劑、活化劑和防老劑等）

填料（補(bǔ)強(qiáng)劑）

軟化劑

硫化劑第四節(jié)

膠料的混煉

（3）

混煉方法

ⅰ.一段混煉

先將塑煉膠、配合劑按一定順序投入密煉機(jī)混煉室內(nèi)，使其相互混合均勻后，排膠于壓片機(jī)壓成片，并使膠料溫度降至100℃以下，然后加入硫化劑和需要低溫加入的其它配合劑，搗膠、反復(fù)壓煉，混煉均勻。

第四節(jié)

膠料的混煉

ⅱ.二段混煉（氯丁、順丁等）

經(jīng)密煉機(jī)一段混煉后，于壓片機(jī)下片冷卻，并停放一定時(shí)間，再回到密煉機(jī)中混煉，排膠于壓片機(jī)上且冷卻到100℃以下時(shí)，再加入硫化劑、超速促進(jìn)劑等，使其分散均勻。（4）影響混煉質(zhì)量的主要因素

ⅰ

裝料量：填充系數(shù)為0.48～0.75；指一次裝膠容量與密煉室容積之比。

ⅱ

上頂栓壓力：0.6MPa以上；

ⅲ

轉(zhuǎn)速與混煉時(shí)間：20轉(zhuǎn)/分鐘（140立升）10～20分鐘40轉(zhuǎn)/分鐘（140立升）4～5分鐘60轉(zhuǎn)/分鐘（140立升）1～1.5分鐘

ⅳ

混煉溫度：100～130℃

。第四節(jié)

膠料的混煉六．混煉膠的冷卻、停放和過濾1．冷卻：出片為80～90℃35～40℃如冷卻不夠，則出現(xiàn)焦燒、噴硫和互粘等現(xiàn)象。2．停放：8小時(shí)以后才能使用；原因：（1）使膠料恢復(fù)疲勞，松弛混煉時(shí)的機(jī)械應(yīng)力，減小膠料收縮；

（2）配合劑繼續(xù)擴(kuò)散，分散均勻；

（3）有利于形成結(jié)合橡膠，提高補(bǔ)強(qiáng)效果。

第四節(jié)

膠料的混煉3．過濾：30孔和40孔各一層，特殊的也可用60～80孔的。主要是為了提高氣密性等。

第五節(jié)橡膠的壓延一．橡膠的壓延指膠料通過一定溫度的輥筒間隙時(shí)，在壓力下延展為具有一定斷面形狀的膠條或在織物上實(shí)現(xiàn)掛膠的工藝過程。

二.

壓延的目的壓片、壓型、貼膠、擦膠、膠片與膠片或與掛膠織物的展合等。三．壓延效應(yīng)：在壓延過程中，使產(chǎn)品縱橫向性能產(chǎn)生差異的現(xiàn)象?？v向扯斷力大、伸長率小，收縮大，其他物理機(jī)械性能也有相應(yīng)變化。

1．影響因素

（1）各向異性配合劑多時(shí)，壓延效應(yīng)大（滑石粉、陶土和碳酸鎂等）；（2）輥溫↑，壓延效應(yīng)小；（3）可塑性↑，壓延效應(yīng)??；（4）熱煉時(shí)改變方向進(jìn)入壓延機(jī)，壓延效應(yīng)小；（5）

緩冷，壓延效應(yīng)小；（6）

熱煉溫度↑，壓延效應(yīng)小。2．危害和益處（1）

縱向破裂（球膽）；（2）縱向韌性↑

第五節(jié)橡膠的壓延四．準(zhǔn)備

1．膠料熱煉和供膠：將混煉膠在煉膠機(jī)熱煉，加熱，連續(xù)和間斷供料；2．織物預(yù)加工：浸膠、簾布熱伸張等。第五節(jié)橡膠的壓延

五．壓延工藝過程

1．膠片的壓延：將預(yù)熱好的膠料用壓延機(jī)制成一定規(guī)格的膠片。（1）基本要求：膠片應(yīng)光滑、無氣泡、不皺縮、厚度均勻；

（2）影響因素：

ⅰ

天然膠中、下輥間不能有堆積膠；

ⅱ

含膠量大，彈性大，輥溫應(yīng)高；

ⅲ

丁苯膠中、下輥間應(yīng)有堆積膠；

ⅳ

為減少氣體，輥溫應(yīng)降低；

ⅴ

堆積膠應(yīng)穩(wěn)定；

ⅵ

可塑性↓，膠片收縮大，表面不光滑。第五節(jié)橡膠的壓延圖6-3

2．壓型：將膠料制成具有一定斷面形狀或表面具有某種花紋的膠片。（1）基本要求

ⅰ

花紋清晰，規(guī)格尺寸準(zhǔn)確，無氣泡；

ⅱ

膠料應(yīng)具有一定的可塑度；

ⅲ

輥筒（左右）壓力應(yīng)平衡：

ⅳ

壓型后急冷，以便花紋定型。

第五節(jié)橡膠的壓延（2）主要半制品：膠鞋大底、力車胎面、胎側(cè)等。a，b－兩輥壓型（v1=v2）；c－三輥壓型（v1v2=v3）；d－四輥壓型（v2=v3=v4v1）圖6-4膠料壓型示意圖3．織物的貼膠圖6-5貼膠示意圖a－無積膠貼膠(v2=v3>v1);b—有積膠貼膠(v2=v3>v1);c－四輥兩面一次貼膠(v2=v3>v1=v4)1-紡織物進(jìn)輥；2-進(jìn)料；3-貼膠后出料；4-積膠（1）特點(diǎn)：對(duì)簾布傷害小，膠料滲入差，速度快，效率高，附著力小。（2）適用性：薄紡織品、經(jīng)、緯密度稀的織物、特別適用已浸膠的織物。（3）含義：織物與膠片一同通過等速相向旋轉(zhuǎn)的兩輥筒間受熱壓合的過程》

第五節(jié)橡膠的壓延

（4）貼膠的形式：ⅰ三輥：

A.中、下輥間有積膠（壓力貼膠，易滲入織物）。B.中、下輥間沒有積膠.

ⅱ

四輥：可以兩邊貼膠。第五節(jié)橡膠的壓延圖6-6擦膠示意圖a-中輥包膠（v2>v1=v3）b-中輥包膠（v2>v1=v3）1-紡織物進(jìn)輥；2-進(jìn)料；3-擦膠后出料4．擦膠：織物和膠片一起通過不等速相向旋轉(zhuǎn)的輥筒間隙受熱壓合的過程。（1）特點(diǎn)：浸膠滲透性大，附著力高，易擦傷織物（強(qiáng)度、彈性結(jié)合，提高了織物的物理機(jī)械性能）。（2）適用性：密度（強(qiáng)度）高的織物，如帆布等。

六．壓延特性1．天然膠：（1）熱塑性大，收縮較小，壓延容易；

（2）易黏附熱輥，控制各輥溫差，以實(shí)現(xiàn)順利轉(zhuǎn)移。

第五節(jié)橡膠的壓延

2．丁苯橡膠：（1）收縮率較天然膠大，應(yīng)充分薄通塑煉：減小措施：ⅰ

加軟化劑；ⅱ

加填料；ⅲ

加天然膠。

（2）易裹入空氣，氣泡難除；

（3）壓延溫度應(yīng)比天然膠低5～10℃。

3．氯丁膠：對(duì)溫度敏感性大，70～90℃易粘輥?？朔胧?/p>

（1）要求不高時(shí)，可在70℃以下（60℃）壓延；

（2）要求高時(shí)，輥溫高于90℃；（迅速冷卻）收縮率小，能保持一定厚度；

（3）可在膠料中摻如少量石蠟、硬脂酸、10%天然膠等。

第五節(jié)橡膠的壓延第六節(jié)橡膠的壓出一．含義：在壓出機(jī)螺桿的擠壓作用下，使受熱熔融的膠料通過具有一定斷面形狀的口型而獲得半制品的工藝過程。二．常見制品：胎面、內(nèi)胎、膠管、電線、電纜護(hù)套及各種異型斷面制品。三．特點(diǎn)1．便于實(shí)現(xiàn)上下工序聯(lián)動(dòng)化；2．致密性↑，膠料均勻；3．可生產(chǎn)各種尺寸、形狀半制品，適用面廣。4．占地面積小，結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低，使用靈活機(jī)動(dòng)。

四．壓出機(jī)1．型號(hào)：XJ－200（x）2．長徑比：熱料為4～5;冷料為8～12。

第六節(jié)橡膠的壓出3．口型尺寸：為螺桿直徑的0.3～0.75，壓出寬度為螺桿外徑的25～35倍（1）如口型過大，螺桿推力小，機(jī)頭壓力不足，壓出速度慢，不均勻；（2）如口型過小，壓力太大，壓出速度快，剪切作用大，生熱多，焦燒↑。（3）舉例：ⅰ.氯丁膠冷卻效果應(yīng)好；ⅱ.丁基膠螺槽應(yīng)淺，長徑比為7～10，應(yīng)小。

五．壓出工藝條件1．壓出溫度

橡膠

機(jī)身溫度/℃

機(jī)頭壓力/℃

口型溫度/℃天然橡膠40～6075～8590～95丁苯橡膠40～5070～8090～100丁基橡膠30～4060～9090～110丁腈橡膠30～4065～9090～110氯丁橡膠20～2550～6070

如含膠量多，塑性小，溫度應(yīng)高。第六節(jié)橡膠的壓出2．壓出速度（1）單位時(shí)間內(nèi)壓出機(jī)壓出的膠料體積或重量。（2）壓出速度應(yīng)穩(wěn)定（螺桿結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、口型結(jié)構(gòu)、加料方法、加料口形狀）；

否則，機(jī)頭壓力改變，壓出物斷面尺寸和長徑比收縮變化大，超出公差范圍；ⅰ.內(nèi)胎擠出速度為6～8米/分鐘，ⅱ.天然膠為9米/分鐘，

ⅲ.30%丁苯橡膠為8～8.5米/分鐘。第六節(jié)橡膠的壓出3．壓出物的冷卻（1）作用：斷面尺寸穩(wěn)定，防止熱塑變形，防止焦燒；（2）方式：噴淋冷卻，水浸冷卻。（3）厚制品：厚度相差大的制品，不宜急冷。

六．橡膠的壓出特性

第六節(jié)橡膠的壓出第七節(jié)橡膠的硫化一．硫化在加熱加壓下，橡膠與硫化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使橡膠由線形結(jié)構(gòu)的大分子交聯(lián)為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大分子，導(dǎo)致膠料的物理機(jī)械性能及其它性能有明顯變化的過程。

二．硫化目的改善膠料物理機(jī)械性能，擴(kuò)大使用溫度范圍，更好地適應(yīng)和滿足使用要求。

三．硫化過程

圖6-7

三．硫化過程1．硫化起步階段（誘導(dǎo)期）（1）硫化過程中，膠料開始變硬而不能進(jìn)行熱塑性流動(dòng)那一點(diǎn)以前的一段時(shí)間。（2）特點(diǎn)：交聯(lián)反應(yīng)未開始，膠料流動(dòng)性好，物理機(jī)械性能差。（3）作用：模壓硫化時(shí)，膠料流動(dòng)、充模要在該段進(jìn)行。

第七節(jié)橡膠的硫化

（4）要求：ⅰ.如要求誘導(dǎo)期長，操作安全性好，則應(yīng)選后效性促進(jìn)劑；

ⅱ.如果用超速促進(jìn)劑，焦燒期短，易焦燒，操作安全性差。

遲效性促進(jìn)劑+秋蘭姆類，焦燒期長，操作安全性好。ⅲ.模型制品：要求焦燒期長，便于充模；非模型制品：要求焦燒期短，不易變形。第六節(jié)橡膠的壓出2．欠硫階段（硫化起步至正硫化階段）（1）初期：交聯(lián)度低，物理機(jī)械性能差；（2）后期：輕微欠硫。主要物理機(jī)械性能，如拉伸強(qiáng)度、彈性、伸長率等未達(dá)到要求；但某些性能如撕裂強(qiáng)度、耐磨性和抗動(dòng)態(tài)裂口等超過正硫階段。3．正硫化階段（1）硫化膠的主要物理機(jī)械性能達(dá)到或接近最佳值，或硫化膠的綜合性能達(dá)到最佳值的階段。（2）正硫化條件（溫度和時(shí)間）ⅰ

正硫化時(shí)間：由制品厚度和性能而定，如撕裂、耐磨性最佳或接近。ⅱ

正硫化溫度：第七節(jié)橡膠的硫化（3）硫化平坦期

正硫化階段，硫化膠的物理機(jī)械性能基本保持恒定或變化很小，所以稱為硫化平坦期。

硫化平坦期影響因素：

a.加入超速硫化促進(jìn)劑，硫化平坦期↓；

原因：活性迅速失去，交聯(lián)鍵斷裂得到補(bǔ)充。b.熱穩(wěn)定性差，易硫化復(fù)原；c.交聯(lián)鍵鍵能高，硫化平坦期較長。d.提高硫化溫度，硫化平坦期↓；

原因：溫度升高，裂解﹥交聯(lián)，硫化復(fù)原↑。第七節(jié)橡膠的硫化

（4）后硫化：厚制品的后“硫化”，使拉伸強(qiáng)度、硬度進(jìn)一步提高，彈性和其它機(jī)械性能降低，使用性能受到危害。原因：由于橡膠導(dǎo)熱性差，以致當(dāng)制品硫化取出后，傳熱時(shí)間長，降溫慢，繼續(xù)硫化。第七節(jié)橡膠的硫化4．過硫階段：正硫過后，如繼續(xù)硫化則進(jìn)入過硫化階段。（1）天然橡膠：有硫化復(fù)原現(xiàn)象，各種物理機(jī)械性能降低。

第七節(jié)橡膠的硫化（2）合成橡膠：如丁苯、丁腈等，各種物理機(jī)械性能變化很小或保持恒定。原因：交聯(lián)與氧化斷鏈存在于硫化的始終，在過硫階段：

ⅰ.天然膠為線形大分子結(jié)構(gòu)，在該段氧化斷鏈為主導(dǎo)地位，所以物理機(jī)械性能降低。

ⅱ.

大部分合成膠存在支鏈結(jié)構(gòu)，在氧化反應(yīng)中起支化反應(yīng)，因此，物理機(jī)械性能變化不大；

交聯(lián)占優(yōu)勢(shì)，環(huán)化結(jié)構(gòu)增多。