hello大家好,我是本站的小编子芊,今天来给大家介绍一下橡胶加工机械设备(橡胶加工)的相关知识,希望能解决您的疑问,我们的知识点较多,篇幅较长,还希望您耐心阅读,如果有讲得不对的地方,您也可以向我们反馈,我们及时修正,如果能帮助到您,也请你收藏本站,谢谢您的支持!

橡胶加工机械设备(橡胶加工)

橡胶是一种重要的材料,广泛应用于汽车制造、轮胎生产、橡胶制品等领域。橡胶加工机械设备是实现橡胶加工的关键工具,它的出现与发展,为橡胶行业的发展做出了巨大贡献。

橡胶加工机械设备的主要功能是将原料橡胶进行混炼、压延、挤出、成型等加工过程,从而制造出各种橡胶制品。橡胶混炼机是橡胶加工的首要设备,它主要用于将橡胶与其他辅料进行均匀混合,以提高橡胶的物理性能和加工性能。压延机则可以将混炼好的橡胶料通过辊子的挤压和摩擦将其压延成片状或薄膜状,为下一步的成型提供材料基础。

橡胶挤出机是一种将橡胶料挤出成带状或圆柱状的设备,常用于制备橡胶密封圈、密封条、胶管等产品。挤出机具有高效、高精度和稳定的特点,可以满足橡胶制品生产中对形状和尺寸的要求。

在橡胶成型方面,橡胶压模机是常用的设备之一。它通过将橡胶料放入预定的模具中进行挤压、加热、冷却等工艺,使其成型为各种形状的橡胶制品。橡胶压模机具有结构简单、操作方便、成型速度快等特点,可用于生产各种尺寸和形状的橡胶制品。

随着科技的进步和橡胶工业的发展,橡胶加工机械设备也在不断创新和改进。自动化程度高、操作便捷、生产效率高的橡胶加工机械设备已成为主流。一些先进的设备还具有节能、环保、安全等特点,为橡胶行业的可持续发展提供了保障。

橡胶加工机械设备在橡胶行业中具有重要地位和作用。它的发展和应用不仅提高了橡胶制品的质量和生产效率,也为橡胶行业的发展注入了新的活力和动力。随着科技的不断进步,我们对橡胶加工机械设备的研发和创新有更高的期望,相信它将在未来的发展中发挥更加重要的作用。

橡胶加工机械设备(橡胶加工)

橡胶机械分类

切胶机 橡胶挤出机 混炼机 橡胶造粒机 裁断机

硫化罐 橡胶贴合机 橡胶成型机 定型机 硫化机

橡胶接头机 脱硫机 制袋机 橡胶压延机 其他机械

是用以制造轮胎等各种橡胶制品的机械,包括通用橡胶机械、轮胎机械和其他橡胶制品机械三大类。

通用橡胶机械是制备胶料或半成品的机械,包括原材料加工机械、炼胶机、挤出机、压延机、帘帆布预处理装置和裁断机等。

炼胶机分为开放式和密闭式两类。开放式炼胶机主要用于橡胶的热炼、压片、破胶、塑炼和混炼等,开放式炼胶机在1826年就开始用于生产,它的结构比较简单,现代仍普遍使用;密闭式炼胶机主要用于橡胶的塑炼和混炼,它比开放式炼胶机多一个密炼室。

挤出机是用于挤出胎面、内胎、胶管和各种橡胶型条的橡胶机械,它还用于包覆电缆和电线产品等。常见的是螺杆挤出机,它在工作时,胶料借助挤出螺杆的旋转作用在机筒内搅拌、混合、塑化和压紧,然后向机头方向移动,最后从口型挤出一定形状的产品。

压延机主要用于帘帆布的贴胶或擦胶、胶料的压合、贴合压型和压花。第一台压延机于1857年制成并用于生产,其后不断得到改进。

轮胎机械包括轮胎成型机、轮胎钢丝圈机械、轮胎定型硫化机、胶囊硫化机、垫带硫化机、内胎接头机和内胎硫化机,以及力车胎机械、轮胎翻修机械和再生胶生产机械等。

橡胶硫化机

编辑

主要用于硫化平型胶带(如输送带、传动带,简称平带),它具有热板单位面积压力大,设备操作可靠和维修量少等优点。平板硫化机的主要功能是提供硫化所需的压力和温度。压力由液压系统通过液压缸产生,温度由加热介质(通常为蒸汽)所提供。

平带平板硫化机按机架的结构形式主要可分为柱式平带平板硫化机和框式平带平板硫化机两类;按工作层数可有单层和双层之分:按液压系统工作介质则可有油压和水压之分。

硫化机

编辑

硫化机集各种橡胶硫化工艺所需的预压、自动放气、保压硫化、自动出模、自模、自动掀模、自动顶出制品等功能于一体。采用PLC可编程控制器,所有磨具参数能储存到触摸屏中,方便操作管理.

硫化机适用于各种橡胶制品的硫化,是各种热固性塑料压制成型的先进热压设备。

硫化机维护与保养

硫化机作为输送带接头工具,在使用过程中和使用结束后后,也要同其他工具一样,进行维护和保养,以延长使用寿命。目前我公司出品的硫化机,只要使用保养得当,其使用寿命为8年。

硫化机的维护保养时应注意以下问题:

1、硫化机存放环境应保持干燥、通风良好,避免因潮湿导致电器线路潮湿;

2、不要在雨天在室外使用硫化机,防止电控箱及加热板进水;

3、如果工作环境潮湿、多水,在拆卸搬运硫化机时,应在地面用物品垫高,不要让硫化机同水直接接触;

4、如果在使用过程中,因操作不当导致加热板进水,应首先联系厂家进行维修。如果需要进行应急抢修,可将加热板上盖板打开,先将水倒出,然后将电控箱设置为手动操作,加温到100℃,保持恒温半个小时,将线路烘干,在在手动状态下进行皮带胶接。同时应及时联系生产厂家,进行线路的整体更换。

5、硫化机在较长时间内不需要使用的情况下,应每隔半个月对加热板进行加热(温度设置在100℃),保持温度半个小时左右。

6、每次使用结束后,应当将水压板内的水放干净,尤其是冬季,如果水不能放干净,往往导致水压板胶皮过早老化,水压板使用寿命降低;

正确的放水方式是,在硫化保温结束后,硫化机未拆卸前进行。如果在机器拆卸后放水,有可能导致水压板内的水无法彻底排出。

橡胶加工机械设备有什么

摘要:橡胶机械是什么?橡胶机械顾名思义就是用来生产或加工橡胶产品的机械。橡胶机械的种类有很多,主要可以分为通用橡胶机械、轮胎机械和其他橡胶制品机械三大类。下面就来介绍橡胶机械的种类和作用,一起了解下吧。一、橡胶机械是什么

橡胶机械是用以制造轮胎等各种橡胶制品的机械,包括通用橡胶机械、轮胎机械和其他橡胶制品机械三大类。通用橡胶机械是制备胶料或半成品的机械,包括原材料加工机械、炼胶机、挤出机、压延机、帘帆布预处理装置和裁断机等。轮胎机械包括轮胎成型机、轮胎钢丝圈机械、轮胎定型硫化机、胶囊硫化机、垫带硫化机、内胎接头机和内胎硫化机,以及力车胎机械、轮胎翻修机械和再生胶生产机械。世界60%以上的橡胶用于制造轮胎,因此轮胎机械在橡胶机械中占有重要地位。其他的橡胶机械制品有制作胶带、胶管、胶鞋、模型制品、胶浆和乳胶制品所用的机械。

二、橡胶机械的种类和作用

(一)通用橡胶机械

1、炼胶机

炼胶机分为开放式和密闭式两类。

(1)开放式炼胶机

主要用于橡胶的热炼、压片、破胶、塑炼和混炼。它由辊筒、辊筒轴承、辊距调整装置、紧急刹车装置、机架、机座、传动装置和加热与冷却系统等组成。开放式炼胶机的工作原理是:生胶或胶料在两个异速相向回转的辊筒间借助摩擦力作用被拉入辊隙,经强烈的剪切和挤压作用以增加可塑度。这种双辊筒开放式炼胶机1826年就开始用于生产。它的结构比较简单,现代仍普遍使用。

(2)密闭式炼胶机

主要用于橡胶的塑炼和混炼。它比开放式炼胶机多一个密炼室。生胶和配合剂从加料斗装入密炼室后,料门关闭,压料装置的上顶栓压下,密炼室内两个转子以不同或相同速度相向回转。装入的胶料在转子之间、转子与密炼室之间受到不断的搅拌、折卷和强烈的捏炼作用,产生氧化断链,增加了可塑度。胶料由于受到剪切作用而分散并均匀混合,从而达到炼胶的目的。自从1916年发明椭圆形转子密闭式炼胶机以来,密闭式炼胶机在橡胶工业中迅速发展,后来又出现其他形式转子的密闭式炼胶机。现代密闭式炼胶机的炼胶周期为2.5~3分钟,密炼室的最大容量达650升。

2、挤出机

用于挤出胎面、内胎、胶管和各种橡胶型条,还用于包覆电缆和电线产品。常见的是螺杆挤出机。它的工作原理是:胶料借助挤出螺杆的旋转作用在机筒内搅拌、混合塑化和压紧然后向机头方向移动,最后从口型挤出一定形状的产品。根据产品的需要,可采用多机台进行多种胶料的复合挤出。螺杆挤出机分为热喂料和冷喂料两种。热喂料挤出机通常喂入经过开放式炼胶机预热的条料。冷喂料挤出机喂入的胶料不经过热炼,可以省去热炼设备。

3、压延机

主要用于帘帆布的贴胶或擦胶、胶料的压合、贴合压型和压花。压延机的主要工作部件是辊筒,辊筒数目通常在3个或3个以上。具有一定温度和可塑度的胶料喂入相向回转的辊筒间隙时,在摩擦力作用下受到强烈的挤压和延展,形成所需的产品。第一台压延机于1857年制成并用于生产,其后不断得到改进。尤其是20世纪50年代以来,塑料工业的发展有力地促进了高精度、高速度压延机的改进。为了获得厚度均匀的压延制品,新型压延机一般都设有辊筒挠度补偿装置。所压延的半成品厚度则用专用设备测量,有些压延机还装有由电子计算机控制的厚度自动调节系统。

(二)轮胎机械

1、成型机

用于将挂胶帘布、钢丝圈、胎面等各种部件贴合加工成轮胎的胎坯。按用途分为普通轮胎成型机和子午线轮胎成型机两大类。普通轮胎胎身帘布的各层帘线成一定角度斜交,成型时先将帘布筒套在成型鼓上,然后在两侧上钢丝圈,在中间覆以缓冲层和胎面胶,成型的胎坯成为筒状。子午线轮胎与普通轮胎在结构上的主要区别是缓冲层帘线与胎体轴线呈90°~75°(近乎直交),故缓冲层成型后的直径尺寸不能作较大的变化,因此胎体制成后需要膨胀到近似定型后的形状再贴上缓冲层。子午线轮胎成型机的结构也与普通轮胎成型机有所不同。

由一台成型机完成子午线轮胎成型全过程的,称为一次成型法。胎体用经过改造的普通轮胎成型机制作,然后再在子午线轮胎成型机上成型的,称为两段成型法。

2、硫化机

用于汽车、工程车、拖拉机和飞机等充气轮胎的外胎硫化。这种机器出现于20世纪40年代。在定型硫化机上可完成装胎、定型、硫化、卸胎和后充气冷却等操作,对胶囊内过热水的温度、压力和蒸汽室温度等均能测量、记录和控制,整个生产过程可自动进行。轮胎定型硫化机的型式很多,主要有AFV型、BOM型和AUBO型(中国分别简称为A型、B型和AB型)。它们的主要差别在于胶囊及其操纵机构有所不同。

AFV型轮胎定型硫化机的特点是下模的下部没有复杂的中心机构,仅有一个囊筒,在上模的上部则装有气动推囊机构。硫化结束时,胶囊由推囊机构推入囊筒内,在通入囊筒内的蒸汽压力作用下将胶囊推出,伸入胎坯内腔。

BOM型轮胎定型硫化机的胶囊由上下两个夹盘固定,在中心机构的水缸驱动下实现胶囊的伸缩和整体升降。在装卸轮胎时,胶囊伸直,其内腔同时抽成真空,直立于下模之上。

AUBO型轮胎定型硫化机的特点是,胶囊上下口均由夹持环固定,并可缩进囊筒内。装胎时,囊筒上升,胎坯下胎圈与囊筒上的钢圈接触。上夹盘升起,在定型蒸汽压力的作用下,胶囊在胎坯内展开,然后囊筒下降,合模硫化。硫化结束卸胎时,囊筒上升,胶囊由上夹盘抽入囊筒内,下夹盘固定不动。

3、活络模

子午线轮胎的发展,对轮胎定型硫化机的制造精度提出了更高的要求。新研制出的定型硫化机有NRMPost型和R.I.B型(RollinginBladder)等。

活络模是为适应子午线轮胎的特殊结构及其对硫化工艺的要求而产生和发展起来的。在活络模中,外胎花纹定形圈是由几个活动的扇形块组成的。装胎时这些扇形块可以张开,硫化时可以移动。这种扇形块采用从径向包拢生胎胎面的合模方式,有效地消除了生胎带束层的变形和位移,有利于保证硫化后子午线轮胎的质量。

4、轮胎翻修

用来翻修磨损或损伤的轮胎。轮胎翻修机械的类型取决于翻修工艺。轮胎翻修工艺可分为传统法、预硫化胎面法、压力胎面法和缠绕胎面法等。①传统法采用的机械主要有检胎机、磨胎机、贴胶机和硫化机等。②预硫化胎面法是用粘合剂将预先硫化过的胎面粘贴到削磨好的旧轮胎胎体上,然后套上用橡胶做的包封套,放入硫化罐内,在低温低压下进行硫化。③压力胎面法用的机械主要是将胎面直接挤贴在胎体上的压力胎面挤出贴合机。④缠绕胎面法用的是以小胶条缠绕方式贴合在胎体上构成胎面胶条的挤出缠贴机。

(三)其他信息

包括胶带、胶管、胶鞋、模型制品、胶浆和乳胶制品所用的机械。

1、硫化罐

用于硫化胶管、胶鞋、电缆、胶辊、胶布、胶板等橡胶制品。巨型的工程轮胎也需要大型的硫化罐硫化。硫化罐的主要部分为圆柱形的罐体和可开闭的罐盖。按不同的工艺要求,硫化罐分别用蒸汽、蒸汽-空气混合气或在硫化罐翅管内用蒸汽对产品加热硫化。

2、平板硫化机

用来硫化橡胶模型制品、胶带和胶板等。它主要由热板、封闭受力构件和加压机构组成。需要硫化的橡胶制品放在热板之间用蒸汽或电加热硫化,靠液压的或机械的加压机构产生硫化压力。

3、鼓式硫化机

用来硫化胶带和胶板。它通过钢带(或钢丝带)把制品紧压在回转中的硫化鼓上加热,实现连续硫化。鼓式硫化机的生产能力取决于制品经过的硫化过程(硫化鼓直径)、运动速度、硫化鼓表面工作温度和制品材料特性。硫化鼓直径和工作长度可达1500~2000毫米,鼓式硫化机生产能力可达1.5~2米/分。为强化硫化过程,有时可装备红外线加热器。

4、胶浆和乳胶品

大批量形状复杂的薄膜橡胶制品均用胶浆和乳胶生产。胶乳制品的生产工艺与干胶制品不同。胶浆和乳胶制品机械包括原材料加工机械、浸渍制品机械、压出制品机械和海绵生产机械等。其中最主要的是把模型在胶浆槽(或乳胶槽)内浸渍的浸渍制品机械。它的工作原理是:在其上平板上放数只模型,当平板移动时,模型浸渍在位于下方的乳胶槽内,在槽内持续一段时间后,模型从槽内抽出送往下一道生产工序。

橡胶加工

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工艺流程选段:拉伸强度是表征制品能够抵抗拉伸破坏的极限能力。影响橡胶拉伸强度的主要因素有:大分子链的主价键、分子间力以及高分子链柔性。 拉伸强度与橡胶结构的关系: 分子间作用力大,如极性和刚性基团等; 分子量增大,范德华力增大,链段不易滑动,相当于分子间形成了物理交联点,因此随分子量增大,拉伸强度增高,到一定程度时达到平衡; 分子的微观结构,如顺式和反式结构的影响; 结晶和取向

工艺流程开始:

1综述

橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料,橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。

橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程,通过各种加工手段,使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶,在加入各种配合剂制成半成品,然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。

2橡胶加工工艺

2.1塑炼工艺

生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法,使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。

生胶塑炼的目的是降低它的弹性,增加可塑性,并获得适当的流动性,以满足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。

掌握好适当的塑炼可塑度,对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现,有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。

在橡胶工业中,最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。

开炼机塑炼时温度一般在80℃以下,属于低温机械混炼方法。密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120℃以上,甚至高达160-180℃,属于高温机械混炼。

生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。

几种胶的塑炼特性:

天然橡胶用开炼机塑炼时,辊筒温度为30-40℃,时间约为15-20min;采用密炼机塑炼当温度达到120℃以上时,时间约为3-5min。

丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间,丁苯橡胶也可不用塑炼,但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性

顺丁橡胶具有冷流性,缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低,可不用塑炼。

氯丁橡胶得塑性大,塑炼前可薄通3-5次,薄通温度在30-40℃。

乙丙橡胶的分子主链是饱和结构,塑炼难以引起分子的裂解,因此要选择门尼粘度低的品种而不用塑炼。

丁腈橡胶可塑度小,韧性大,塑炼时生热大。开炼时要采用低温40℃以下、小辊距、低容量以及分段塑炼,这样可以收到较好的效果。

2.2混炼工艺

混炼是指在炼胶机上将各种配合剂均匀的混到生胶种的过程。混炼的质量是对胶料的进一步加工和成品的质量有着决定性的影响,即使配方很好的胶料,如果混炼不好,也就会出现配合剂分散不均,胶料可塑度过高或过低,易焦烧、喷霜等,使压延、压出、涂胶和硫化等工艺不能正常进行,而且还会导致制品性能下降。

混炼方法通常分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。这两种方法都是间歇式混炼,这是目前最广泛的方法。

开炼机的混合过程分为三个阶段,即包辊(加入生胶的软化阶段)、吃粉(加入粉剂的混合阶段)和翻炼(吃粉后使生胶和配合剂均达到均匀分散的阶段)。

开炼机混胶依胶料种类、用途、性能要求不同,工艺条件也不同。混炼中要注意加胶量、加料顺序、辊距、辊温、混炼时间、辊筒的转速和速比等各种因素。既不能混炼不足,又不能过炼。

密炼机混炼分为三个阶段,即湿润、分散和涅炼、密炼机混炼石在高温加压下进行的。操作方法一般分为一段混炼法和两段混炼法。

一段混炼法是指经密炼机一次完成混炼,然后压片得混炼胶的方法。他适用于全天然橡胶或掺有合成橡胶不超过50%的胶料,在一段混炼操作中,常采用分批逐步加料法,为使胶料不至于剧烈升高,一般采用慢速密炼机,也可以采用双速密炼机,加入硫磺时的温度必须低于100℃。其加料顺序为生胶—小料—补强剂—填充剂—油类软化剂—排料—冷却—加硫磺及超促进剂。

两段混炼法是指两次通过密炼机混炼压片制成混炼胶的方法。这种方法适用于合成橡胶含量超过50%得胶料,可以避免一段混炼法过程中混炼时间长、胶料温度高的缺点。第一阶段混炼与一段混炼法一样,只是不加硫化和活性大的促进剂,一段混炼完后下片冷却,停放一定的时间,然后再进行第二段混炼。混炼均匀后排料到压片机上再加硫化剂,翻炼后下片。分段混炼法每次炼胶时间较短,混炼温度较低,配合剂分散更均匀,胶料质量高。

2.3压延工艺

压延是将混炼胶在压延机上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程,它包括压片、贴合、压型和纺织物挂胶等作业。

压延工艺的主要设备是压延机,压延机一般由工作辊筒、机架、机座、传动装置、调速和调距装置、辊筒加热和冷却装置、润滑系统和紧急停车装置。压延机的种类很多,工作辊筒有两个、三个、四个不等,排列形式两辊有立式和卧式;三辊有直立式、Γ型和三角形;四辊有Γ型、L型、Z型和S型等多种。按工艺用途来分主要有压片压延机(用于压延胶片或纺织物贴胶,大多数三辊或四辊,各辊塑度不同)、擦胶压延机(用于纺织物的擦胶,三辊,各辊有一定得速比,中辊速度大。借助速比擦入纺织物中)、通用压延机(又称万能压延机,兼有压片和擦胶功能、三辊或四辊,可调速比)、压型压延机、贴合压延机和钢丝压延机。

压延过程一般包括以下工序:混炼胶的预热和供胶;纺织物的导开和干燥(有时还有浸胶)

胶料在四辊或三辊压延机上的压片或在纺织物上挂胶依机压延半成品的冷却、卷取、截断、放置等。

在进行压延前,需要对胶料和纺织物进行预加工,胶料进入压延机之前,需要先将其在热炼机上翻炼,这一工艺为热炼或称预热,其目的是提高胶料的混炼均匀性,进一步增加可塑性,提高温度,增大可塑性。为了提高胶料和纺织物的粘合性能,保证压延质量,需要对织物进行烘干,含水率控制在1-2%,含水量低,织物变硬,压延中易损坏,含水量高,粘附力差。

几种常见的橡胶的压延性能 天然橡胶热塑形大,收缩率小,压延容易,易粘附热辊,应控制各辊温差,以便胶片顺利转移;丁苯橡胶热塑性小,收缩率大,因此用于压延的胶料要充分塑炼。由于丁苯橡胶对压延的热敏性很显著,压延温度应低于天然橡胶,各辊温差有高到低;氯丁橡胶在75-95℃易粘辊,难于压延,应使用低温法或高温法,压延要迅速冷却,掺有石蜡、硬酯酸可以减少粘辊现象;乙丙橡胶压延性能良好,可以在广泛的温度范围内连续操作,温度过低时胶料收缩性大,易产生气泡;丁腈橡胶热塑性小,收缩性大,在胶料种加入填充剂或软化剂可减少收缩率,当填充剂重量占生胶重量的50%以上时,才能得到表面光滑的胶片,丁腈橡胶粘性小易粘冷辊。

2.4压出工艺

压出工艺是通过压出机机筒筒壁和螺杆件的作用,使胶料达到挤压和初步造型的目的,压出工艺也成为挤出工艺。

压出工艺的主要设备是压出机。

几种橡胶的压出特性:天然橡胶压出速度快,半成品收缩率小。机身温度50-60℃,机头70-80℃,口型80-90℃;丁苯橡胶压出速度慢,压缩变形大,表面粗糙,机身温度50-70℃,机头温度70-80℃,口型温度100-105℃;氯丁橡胶压出前不用充分热炼,机身温度50℃,机头℃,口型70℃;乙丙橡胶压出速度快、收缩率小,机身温度60-70℃,机头温度80-130℃,口型90-140℃。丁腈橡胶压出性能差,压出时应充分热炼。机身温度50-60℃,机头温度70-80℃。

2.5注射工艺

橡胶注射成型工艺是一种把胶料直接从机筒注入模性硫化的生产方法。包括喂料、塑化、注射、保压、硫化、出模等几个过程。注射硫化的最大特点是内层和外层得胶料温度比较均匀一致,硫化速度快,可加工大多数模压制品。

橡胶注射成型的设备是橡胶注射成型硫化机。

2.6压铸工艺

压铸法又称为传递模法或移模法。这种方法是将胶料装在压铸机的塞筒内,在加压下降胶料铸入模腔硫化。与注射成型法相似。如骨架油封等用此法生产溢边少,产品质量好。

2.7硫化工艺

早先,天然橡胶的主要用途只是做擦字橡皮;后来才用于制造小橡胶管。直到1823年,英国化学家麦金托什才发明将橡胶溶解在煤焦油中然后涂在布上做成防水布,可以用来制造雨衣和雨靴。这种雨衣和雨靴一到夏天就熔化,一到冬天便变得又硬又脆。为了克服这一缺点,当时许多人都在想办法。美国发明家查理古德伊尔也在进行橡胶改性的试验,他把天然橡胶和硫黄放在一起加热,希望能获得一种一年四季在所有温度下都保持干燥且富有弹性的物质。直到1839年2月他才获得成功。一天他把橡胶、硫黄和松节油混溶在一起倒入锅中(硫黄仅是用来染色的),不小心锅中的混合物溅到了灼热的火炉上。令他吃惊的是,混合物落入火中后并未熔化,而是保持原样被烧焦了,炉中残留的未完全烧焦的混合物则富有弹性。他把溅上去的东西从炉子上剥了下来,这才发现他已经制备了他想要的有弹性的橡胶。经过不断改进,他终于在1844年发明了橡胶硫化技术。

在橡胶制品生产过程中,硫化是最后一道加工工序。硫化是胶料在一定条件下,橡胶大分子由线型结构转变为网状结构的交联过程。硫化方法有冷硫化、室温硫化和热硫化三种。大多数橡胶制品采用热硫化。热硫化的设备有硫化罐、平板硫化机等。

2.8其他生产工艺

橡胶制品的生产工艺还有浸渍法、涂刮法、喷涂法、蕉塑法等。

3橡胶配方设计

3.1橡胶的硫化(交联)

交联是橡胶高弹性的基础,其特点是在一个橡胶分子链上仅形成少数几处交联点,因此不会影响橡胶分子链段的运动。

橡胶的硫化体系较多,常见的有:硫黄硫化体系、过氧化物硫化体系、树脂硫化体系、氧化物硫化体系等

3.1.1硫黄硫化体系

主要适应于二烯类橡胶,其硫化活性点是在双键旁边的α氢原子。

组成:硫黄活性剂:氧化锌,硬脂酸促进剂:噻唑类(DM,M),次磺酰胺类(CZ,NOBS),秋兰姆类(TETD,TMTM,TMTD),胍(D)

图 1 硫黄硫化体系的结构特点

表1硫黄硫化体系分类

硫化体系 硫黄/促进剂(S/A)比 交联键组成 性能特点

普通硫黄硫化体系 >1 以多硫键为主 动态疲劳性能好;老化性能差

半有效硫黄硫化体系(Semi-EV) ≈1 以单硫键和双硫键为主 老化性能好;压缩永久变形小;无硫化返原

有效硫黄硫化体系(EV) 1 腈基影响交联作用

PE,EPDM 1

EPR 0.4

IIR 0

3.1.3氧化物硫化体系

这是含卤素橡胶的主要硫化剂。通常有氧化锌/氧化镁(5/4)、氧化铅或四氧化三铅(10-20,耐水制品)

3.2橡胶的填料

未加填料的橡胶,力学性能和工艺性能均较差,无法使用。

3.2.1作用补强性:拉伸强度,撕裂强度,耐磨性加工性能降低成本

3.2.2填料的结构

3.2.2.1粒径

粒径越小,强度越高。

表 3 常用补强剂及填充剂的粒径范围(mμ)

填料名称 缩写 料径范围

槽黑 23-30

高耐磨炭黑 HAF 26-35

半补强炭黑 SRF 60-130

气相法白炭黑 水合二氧化硅 10-25

沉淀法白炭黑 10-40

氧化锌 ZnO 100-500

轻质碳酸钙 CaCO3 1000-3000

超细碳酸钙 白艳华 25-100

硬质陶土 90% 0;ΔH > 0(吸热),尽可能小。

(2) 溶度参数:用Hildebrand方程进行判断。

δ1与δ2越接近,ΔH越小。

极性橡胶——极性软化剂;非极性橡胶——非极性软化剂

(3) 溶剂化作用(次要因素):一般认为,橡胶的双键有一定的亲核性,增塑剂酯类有亲电性,通过亲电-亲核作用增加了两者的界面强度,相容性增加,不过这种亲电-亲核作用较弱,因此一般用量不宜过大(5-10phr)。如NR与DBP,NBR与芳烃油的相容性,SBR、BR与NR的差异,

(4) CR的溶剂选择原则

3.4橡胶的防护体系

老化是指一切使橡胶性能劣化的过程。如O2,O3,热,光,疲劳,力,催化剂,化学介质等,为了考察这些影响因素,设计了许多试验方法。

氧弹试验 O2

热氧老化试验 O2,热

光老化试验 光(户外,室内,人造光)

臭氧老化试验 O3

疲劳试验 力,疲劳

DSC、TG 热氧化,O2,空气;热降解,N2

3.4.1分类

物理:迁移、隔绝氧的作用

防 老 剂

化学:无污染型(酚类,1010,1076;硫化二丙酸酯(DLTP,DSTP);亚磷酸酯,168);污染型(胺类,RD,D,A)

防护体系 对苯二胺类(4010,4010NA)

抗臭氧剂

线形碳氢化合物(粗晶蜡,微晶蜡)

紫外线剂(橡胶不常用、炭黑的作用)

金属离子钝化剂

3.4.2反应机理

(1) 链引发E = 0

(2) 链增长E = 4-9kcal/molE = 0kcal/molE = 30kcal/mol

而金属粒子则催化ROOH的分解。

(3) 链终止

3.5配方设计与硫化橡胶物性的关系

3.5.1拉伸强度

拉伸强度是表征制品能够抵抗拉伸破坏的极限能力。影响橡胶拉伸强度的主要因素有:大分子链的主价键、分子间力以及高分子链柔性。

一 拉伸强度与橡胶结构的关系

(1) 分子间作用力大,如极性和刚性基团等;

(2) 分子量增大,范德华力增大,链段不易滑动,相当于分子间形成了物理交联点,因此随分子量增大,拉伸强度增高,到一定程度时达到平衡;

(3) 分子的微观结构,如顺式和反式结构的影响;

(4) 结晶和取向

二 拉伸强度与硫化体系的关系

(1) 交联密度:有一极大值。

(2) 交联键类型:随交联键能增加,拉伸强度减小;多硫键具有较高的拉伸强度,因为弱键在应力状态下能起到释放应力的作用,减轻应力集中的程度,使交联网能均匀地承受较大的应力。对于能产生结晶的NR等,交联弱键的早期断裂,还有利于主链的定向结晶。

三 拉伸强度与填料的关系

大量的试验表明:粒径越小,比表面积越大,表面活性越大,结构性越高,补强的效果越好。同时随填料用量增加,有最大值,其大小受橡胶品种和填料类型的影响。

四 拉伸强度与软化剂的关系

软化剂的加入会损失拉伸强度,且与软化剂与橡胶的相容性有关。

3.5.2撕裂强度

橡胶的撕裂是由于材料中的裂纹或裂口受力时迅速扩大而导致破坏的现象,一般是沿着分子链数目最小,即阻力最小的途径发展。主要与橡胶应力-应变曲线的形状和粘弹性有关。与橡胶品种、硫化体系、软化剂均有关系。

橡胶加工工艺流程

一、基本工艺流程

橡胶制品种类繁多,但生产工艺过程却基本相同。以一般固体橡胶——生胶为原料的橡胶制品的基本工艺过程包括:塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。原材料准备、成品整理、检验包装等基本工序也少不了。 橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性性能这个矛盾的过程。通过各种工艺手段,使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶,再加入各种配合剂制成半成品,然后通过硫化使具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。二、原材料准备

1.橡胶制品的主要原料是以生胶为基本材料,而生胶就是生长在热带,亚热带的橡胶树上通过人工割开树皮收集而来。

2.各种配合剂,是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料。

3.纤维材料有(棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维和金属材料、钢丝)是作为橡胶制品的骨架材料,以增强机械强度、限制制品变型。 在原材料准备过程中配料必须按照配方称量准确。为了使生胶和配合剂能相互均匀混合,需要对材料进行加工。 生胶要在60--70℃烘房内烘软后再切胶、破胶成小块,配合剂有块状的。如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎。 粉状的若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去液态的如松焦油、古马隆需要加热、熔化、蒸发水分、过滤杂质, 配合剂要进行干燥不然容易结块、混炼时若不能分散均匀硫化时产生气泡会影响产品质量。三、塑炼

生胶富有弹性,缺乏加工时必需的可塑性性能,因此不便于加工。为了提高其可塑性,所以要对生胶进行塑炼,这样在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中,同时在压延、成型过程中也有助于提高胶料的渗透性渗入纤维织品内和成型流动性。 将生胶的长链分子降解形成可塑性的过程叫做塑炼。 生胶塑炼的方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挤压和摩擦力的作用使长链橡胶分子降解变短由高弹性状态转变为可塑状态。热塑炼是向生胶中通入灼热的压缩空气在热和氧的作用下使长链分子降解变短从而获得可塑性。四、混炼

为了适应各种不同的使用条件、获得各种不同的性能,也为了提高橡胶制品的性能和降低成本必须在生胶中加入不同的配合剂。 混炼就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作用使配合剂完全、均匀地分散在生胶中的一种过程。 混炼是橡胶制品生产过程中的一道重要工序,如果混合不均匀就不能充分发挥橡胶和配合剂的作用影响产品的使用性能。混炼后得到的胶料人们称为混炼胶它是制造各种橡胶制品的半成品材料,俗称胶料通常均作为商品出售购买者可利用胶料直接加工成型、硫化制成所需要的橡胶制品。根据配方的不同?混炼胶有一系列性能各异的不同牌号和品种?提供选择。五、成型

在橡胶制品的生产过程中利用压延机或压出机预先制成形状各式各样、尺寸各不相同的工艺过程?称之为成型。成型的方法有

1.压延成型

适用于制造简单的片状、板状制品。它是将混炼胶通过压延机压制成一定形状、一定尺寸的胶片的方法叫压延成型。 有些橡胶制品?如轮胎、胶布、胶管等所用纺织纤维材料必须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。纤维材料在压延前需要进行烘干和浸胶烘干的目的是为了减少纤维材料的含水量以免水分蒸发起泡?和提高纤维材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目的是为了提高纤维材料与胶料的结合性能。

2.压出成型

用于较为复杂的橡胶制品?象轮胎胎面、胶管、金属丝表面覆胶需要用压出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混炼胶放入到挤压机的料斗内在螺杆的挤压下通过各种各样的口型也叫样板进行连续造型的一种方法。压出之前胶料必须进行预热使胶料柔软、易于挤出从而得到表面光滑、尺寸准确的橡胶制品。

3.模压成型

也可以用模压方法来制造某些形状复杂如皮碗、密封圈的橡胶制品?借助成型的阴、阳模具将胶料放置在模具中加热成型。六、硫化

把塑性橡胶转化为弹性橡胶的过程叫做硫化它是将一定量的硫化剂如硫磺、硫化促进剂等加入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”而相互交联成立体的网状结构从而使塑性的胶料变成具有高弹性的硫化胶。由于交联键主要是由硫磺组成所以称为“硫化”。随着合成橡胶的迅速发展现在硫化剂的品种很多除硫磺外还有有机多硫化物、过氧化物、金属氧化物等。因此凡是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过程都叫硫化凡能在橡胶材料中起“搭桥”作用的物质都称为“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过程各种橡胶制品必须经过硫化来获得理想的使用性能。未经硫化的橡胶在使用上是没有什么使用价值的,但欠硫硫化程度不够?硫化时间不够未能达到最佳状态和过硫硫化时间超过、性能显著下降都使橡胶性能下降。所以生产过程中一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使用性能和最长久的使用寿命。七、辅助措施

为了达到使用性能还应在生产工艺中增加辅助措施

1.增加强度——配用硬质碳黑掺用酚醛树脂

2.增加耐磨性——配用硬质碳黑

3.气密性要求高——少用挥发性高的组分

4.增加耐热性——采用新的硫化工艺

5.增加耐寒性——通过生胶的解枝镶嵌?降低结晶倾向?使用耐低温 的增塑剂

6.增加耐燃性——不用易燃助剂、少用软化剂、使用阻燃剂如三氧化锑

7.增加耐氧性、耐臭氧性——采用对二胺类防护剂

8.提高电绝缘性——配用高结构填充剂或金属粉配用抗静电剂

9.提高磁性——采用锶铁氧粉铝镍铁粉铁钡粉等作填充剂

10.提高耐水性——采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

11.提高耐油性——充分交联、少用增塑剂

12.提高耐酸碱度——多用填充剂

13.提高高真空性——配用挥发性小的添加剂

橡胶加工机械设备密炼机

开炼机是双辊机,利用不同转速相对运动的两个辊产生剪切力来塑炼。操作是要不断的进行打三角包的操作。

密炼机是利用内部的设计好的桨叶相对运动时产生空间的规律性 收缩来产生剪切力。

开炼机结构简单成本低,但是劳动强度大,污染大,对工人身体伤害大。

密炼机较贵,但是可以加热,可抽真空,还有加压密炼机可以用来处理难塑化的材料。劳动强度低适应性强。

开炼机混炼量少,各种配合剂量好加,而且因为是开放式的,散热快,温度影响不是那么明显,而且如果感觉温度比较高了,可以停炼一段时间,让其冷却后再混炼;而密炼机一次密炼可能是开炼机的数倍,混炼过程中需要严格控制温度变化,还得控制小料的添加次序,这些均会影响到混炼的均匀性和焦烧性;还有出料温度是必须严格控制的,密炼机内温度与胶料温度相差大,因此在控制温度时必须考虑这个温度的关系,否则胶料容易焦烧(一般胶料内部温度比机内温度高50-60度)。

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