橡胶加工工艺与混炼技术

1、根本工艺流程

　　随同现代工业尤其是化学工业的迅猛开展，橡胶制种类类繁复，但其生产工艺进程，却根本相同。以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺进程首要包含：

　　原资料预备→塑炼→混炼→成型→硫化→修整→查验

　　2、原资料预备

　　橡胶制品的首要资料有生胶、配合剂、纤维资料和金属资料。其间生胶为根本资料；配合剂是为了改进橡胶制品的某些功能而参加的辅助资料；纤维资料（棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维）和金属资料（钢丝、铜丝）是作为橡胶制品的骨架资料，以增强机械强度、限制制品变型。

　　在原资料预备进程中，配料有必要依照配方称量精确。为了使生胶和配合剂能彼此均匀混合，需求对某些资料进行加工：

　　1、根本工艺流程

　　随同现代工业尤其是化学工业的迅猛开展，橡胶制种类类繁复，但其生产工艺进程，却根本相同。以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺进程首要包含：

　　原资料预备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→查验

　　2、原资料预备

　　橡胶制品的首要资料有生胶、配合剂、纤维资料和金属资料。其间生胶为根本资料；配合剂是为了改进橡胶制品的某些功能而参加的辅助资料；纤维资料（棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维）和金属资料（钢丝、铜丝）是作为橡胶制品的骨架资料，以增强机械强度、限制制品变型。

　　在原资料预备进程中，配料有必要依照配方称量精确。为了使生胶和配合剂能彼此均匀混合，需求对某些资料进行加工：

　　生胶要在60--70℃烘房内烘软后，再切胶、破胶成小块；

　　块状配合剂如石蜡、硬脂酸、松香等要破坏；

　　粉状配合剂若含有机械杂质或粗粒时需求挑选除去；

　　液态配合剂（松焦油、古马隆）需求加热、熔化、蒸腾水分、过滤杂质；

　　配合剂要进行枯燥，否则简单结块、混炼时旧不能涣散均匀，硫化时发生气泡，然后影响产品质量；

　　3、塑炼

　　生胶赋有弹性，缺少加工时的必需功能（可塑性），因而不便于加工。为了进步其可塑性，所以要对生胶进行塑炼；这样，在混炼时配合剂就简单均匀涣散在生胶中；同时，在压延、成型进程中也有助于进步胶料的渗透性（进入纤维织品内）和成型活动性。将生胶的长链分子降解，构成可塑性的进程叫做塑炼。生胶塑炼的办法有机械塑炼和热塑炼两种。机械塑炼是在不太高的温度下，通过塑炼机的机械揉捏和摩擦力的效果，使长链橡胶分子降解变短，由高弹性状况转变为可塑状况。热塑炼是向生胶中通入火热的压缩空气，在热和氧的效果下，使长链分子降解变短，然后取得可塑性。

　　4、混炼

　　为了习惯各种不同的运用条件、取得各种不同的功能，也为了进步橡胶制品的功能和降低成本，有必要在生胶中参加不同的配合剂。混炼便是将塑炼后的生胶与配合剂混合、放在炼胶机中，通过机械拌合效果，使配合剂彻底、均匀地涣散在生胶中的一种进程。混炼是橡胶制品生产进程中的一道重要工序，假如混合不均匀，就不能充分发挥橡胶和配合剂的效果，影响产品的运用功能。混炼后得到的胶料，人们称为混炼胶，它是制作各种橡胶制品的半成品资料，俗称胶料，一般均作为商品出售，购买者可利用胶料直接加工成型、硫化制成所需求的橡胶制品。依据配方的不同，混炼胶有一系列功能各异的不同牌号和种类，提供选择。

　　4.1 橡胶混炼技能详解

　　一、开炼机混炼技能

　　混炼进程

　　开炼机混炼可分为①包辊②吃粉③翻炼三个阶段。

　　一、包辊不饱和橡胶在开炼机上加工时，改动辊筒温度会呈现四种不同的包辊状况。温度较低，胶料较硬，弹性高，橡胶首要停留在堆积胶处滑动，延迟生产进程。温度适宜，橡胶能正常包于辊筒上，既有塑性活动又有适当高的弹性变形，有利于混炼操作。跟着温度的进步，活动性添加，分子间力减小，强度降低，胶片不能紧包在辊筒上，呈现脱辊或决裂现象。橡胶在更高的温度下呈粘弹性流体包于辊筒，并发生塑性活动。

　　二、吃粉胶料包辊后，为使配合剂赶快混入胶中，在辊缝上应保持适量的堆积胶。吃粉时，当胶料进入堆积胶的上层时，因为遭到阻力而拥塞、折叠起来，在堆积胶的前方构成绉纹沟，粉剂就能进入这些沟纹中，并被带进堆积胶的内部。假如无堆积胶存在，则配合剂只靠后辊与橡胶间的剪切力将粉剂擦入橡胶中，这样并不能使粉剂深化橡胶内部，影响混炼效果。并且未被擦入橡胶中的粉剂会被后辊与橡胶揉捏成薄片落入接料盘。如系液体配合剂则会粘到后辊上或流到接料盘上，而使以后混炼发生困难。在吃粉进程中，堆积胶量有必要适中。如无堆积胶或堆积胶量过少时，一方面配合剂只靠后辊筒与橡胶间的剪切力擦入胶猜中，不能深化胶料内部而影响涣散效果；另一方面未被擦入橡胶中的粉状配合剂会被后辊筒揉捏成片落入接料盘，假如是液体配合剂则会粘到后辊筒上或落到接料盘上，造成混炼困难。若堆积胶过量，则有一部分胶料会在辊缝上端旋转打滚，不能进入辊缝，使配合剂不易混入。

　　三、翻炼混炼的第三个阶段为翻炼。因为橡胶黏度大，混炼时胶料只沿着开炼机辊筒滚动方向发生周向活动，而没有轴向活动，并且沿周向活动的橡胶也仅为层流，因而大约在胶片厚度约1／3处的紧贴前辊筒外表的胶层不能发生活动而成为“死层”或“板滞层”，见图所示。此外，辊缝上部的堆积胶还会构成部分楔形“回流区”。以上原因都使胶猜中的配合剂涣散不均。

因为橡胶粘度大，胶料在辊筒外表近层的活动性较差，剪切力促使橡胶活动仅为层流。与辊筒面相触摸的约1/3厚胶片内层配合剂进不去，构成“死层”。

　　为了弥补堆积胶对混炼的不良影响，工艺上有必要辅以切割翻炼，使“死层”中的胶料不断地被带到堆积胶顶部并进入“活层”，使左右两头胶料相互掺匀，才干破坏死层和回流区，使混炼均匀，保证质地均一。

　　密炼机技能：

　　首要用于橡胶的塑炼和混炼，同时也用于塑料、沥青料、油毡料、合成树脂料的混合。它是橡胶工厂首要炼胶设备之一。七十年代以来，国外在炼胶工艺和设备方面虽然开展较快，例如用螺杆挤出机代替密炼机和开炼机进行塑炼和混炼，但仍是代替不了密炼机。新的现代工厂中的炼胶设备仍以密炼机为主，混炼办法也仍选用两段混炼法。

　　胶料在密炼室中的混炼进程：生胶和配合剂由加料斗参加，首先落入两个相对反转的转子口部，在上顶栓的压力及摩擦力的效果下，被带入两转子之间的空隙处，遭到必定的捏炼效果，然后由下顶栓的尖棱将胶料分隔，进入转子与密炼室壁的空隙中，在此处饱尝激烈的剪切捏炼效果后，被破碎的两股胶料又相会于两个转子口部，然后再进入两转子空隙处，如此循环往复。

　　5、成型

　　在橡胶制品的生产进程中，利用压延机或压出机预先制成形状各式各样、尺度各不相同的工艺进程，称之为成型。成型的办法有：

　　压延成型 适用于制作简单的片状、板状制品。它是将混炼胶通过压延机压制成必定形状、必定尺度的胶片的办法叫压延成型。有些橡胶制品（如轮胎、胶布、胶管等）所用纺织纤维资料，有必要涂上一层薄胶（在纤维上涂胶也叫贴胶或擦胶），涂胶工序一般也在压延机上完成。纤维资料在压延前需求进行烘干和浸胶，烘干的意图是为了减少纤维资料的含水量（以免水分蒸腾起泡）和进步纤维资料的温度，以保证压延工艺的质量。浸胶是挂胶前的必要工序，意图是为了进步纤维资料与胶料的结合功能。

　　压出成型 用于较为杂乱的橡胶制品，象轮胎胎面、胶管、金属丝外表覆胶需求用压出成型的办法制作。它是把具有必定塑性的混炼胶，放入到揉捏机的料斗内，在螺杆的揉捏下，通过各种各样的口型（也叫样板）进行连续造型的一种办法压出之前，胶料有必要进行预热，使胶料柔软、易于挤出，然后得到外表光滑、尺度精确的橡胶制品。

　　模压成型 也可以用模压办法来制作某些形状杂乱（如皮碗、密封圈）的橡胶制品，凭借成型的阴、阳模具，将胶料放置在模具中加热成型。

　　6、硫化

　　把塑性橡胶转化为弹性橡胶的进程叫做硫化，它是将必定量的硫化剂（如硫磺、硫化促进剂等）参加到由生胶制成的半成品中（在硫化罐中进行），在规定的温度下加热、保温，使生胶的线性分子间通过生成"硫桥"而彼此交联成立体的网状结构，然后使塑性的胶料变成具有高弹性的硫化胶。因为交联键首要是由硫磺组成，所以称为"硫化".跟着合成橡胶的迅速开展，现在硫化剂的种类许多，除硫磺外，还有有机多硫化物、过氧化物、金属氧化物等。因而，但凡能使线状结构的塑性橡胶，转化为立体网状结构的弹性橡胶的工艺进程都叫硫化，凡能在橡胶资猜中起"搭桥"效果的物质都称为"硫化剂".

　　硫化后的弹性橡胶叫硫化橡胶，又叫软橡胶，俗称"橡胶".硫化是橡胶加工的一个最为重要的工艺进程，各种橡胶制品有必要通过硫化来取得抱负的运用功能。未经硫化的橡胶，在运用上是没有什么运用价值的，但欠硫（硫化程度不行，硫化时间不行，未能到达最佳状况）和过硫（硫化时间超越、功能明显下降）都使橡胶功能下降。所以生产进程中必定要严格控制硫化时间，以保证硫化后的橡胶制品具有最好的运用功能和最持久的运用寿命。

　　7、辅助措施

　　为了到达运用功能，还应在生产工艺中添加辅助措施：

　　7.1添加强度--配用硬质碳黑，掺用酚醛树脂；

　　7.2添加耐磨性--配用硬质碳黑；

　　7.3气密性要求高--少用挥发性高的组分；

　　7.4添加耐热性--选用新的硫化工艺；

　　7.5添加耐寒性--通过生胶的解枝镶嵌，降低结晶倾向，运用耐低温 的增塑剂；

　　7.6 添加耐燃性--不用易燃助剂、少用软化剂、运用阻燃剂（如：三氧化锑）

　　7.7添加耐氧性、耐臭氧性--选用对二胺类防护剂；

　　7.8进步电绝缘性--配用高结构填充剂或金属粉，配用抗静电剂；

　　7.9进步磁性--选用锶铁氧粉，铝镍铁粉，铁钡粉等作填充剂；

　　7.10进步耐水性--选用氧化铅或树脂硫化体系，配用吸水性较低的填充剂（如硫酸钡、陶土）；

　　7.11进步耐油性--充分交联、少用增塑剂；

　　7.12进步耐酸碱度--多用填充剂；

　　7.13进步高真空性--配用挥发性小的添加剂；

　　7.14降低硬度--许多填充软化剂

　　8、橡胶制品的分类及其在汽车上的应用

　　橡胶制品应用广泛，种类也许多。依照用途来分，一般分为工业用和民用两大类。工业用橡胶制品首要有：轮胎、胶带、胶管、胶版、胶布及胶布制品、密封件、减振件、胶乳制品、硬质橡胶制品、橡胶绝缘制品、胶辊以及橡胶衬里等。