文章導(dǎo)讀一、基本工藝流程橡膠制品種類(lèi)繁多,但生產(chǎn)工藝過(guò)程,卻基本相同。以一般固體橡膠(生膠)為原料的橡膠制品的基本工藝過(guò)程包括:塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化6個(gè)基本工序。當(dāng)然,原材料準(zhǔn)備、成品整理、檢驗(yàn)包裝等基本工序也少不了。橡膠的加工工藝過(guò)程主要是解決塑性和彈性性能這個(gè)矛盾的過(guò)程,通過(guò)各種工藝......
一、基本工藝流程
橡膠制品種類(lèi)繁多,但生產(chǎn)工藝過(guò)程,卻基本相同。以一般固體橡膠(生膠)為原料的橡膠制品的基本工藝過(guò)程包括:塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化6個(gè)基本工序。當(dāng)然,原材料準(zhǔn)備、成品整理、檢驗(yàn)包裝等基本工序也少不了。 橡膠的加工工藝過(guò)程主要是解決塑性和彈性性能這個(gè)矛盾的過(guò)程,通過(guò)各種工藝手段,使得彈性的橡膠變成具有塑性的塑煉膠,再加入各種配合劑制成半成品,然后通過(guò)硫化使具有塑性的半成品又變成彈性高、物理機(jī)械性能好的橡膠制品。
二、原材料準(zhǔn)備:
1.橡膠制品的主要原料是以生膠為基本材料,而生膠就是生長(zhǎng)在熱帶,亞熱帶的橡膠樹(shù)上通過(guò)人工割開(kāi)樹(shù)皮收集而來(lái)。
2.各種配合劑:是為了改善橡膠制品的某些性能而加入的輔助材料。 3.纖維材料有(棉、麻、毛及各種人造纖維、合成纖維)和金屬材料(鋼絲、銅絲)是作為橡膠制品的骨架材料,以增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度、限制制品變型。 在原材料準(zhǔn)備過(guò)程中,配料必須按照配方稱量準(zhǔn)確。為了使生膠和配合劑能相互均勻混合,需要對(duì)材料進(jìn)行加工:
生膠要在60--70℃烘房?jī)?nèi)烘軟后,再切膠、破膠成小塊; 配合劑有:塊狀的,如石蠟、硬脂酸、松香等要粉碎; 粉狀的若含有機(jī)械雜質(zhì)或粗粒時(shí)需要篩選除去; 液態(tài)的,如(松焦油、古馬隆)需要加熱、熔化、蒸發(fā)水分、過(guò)濾雜質(zhì); 配合劑要進(jìn)行干燥,不然容易結(jié)塊、混煉時(shí)若不能分散均勻,硫化時(shí)產(chǎn)生氣泡,會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量;
三、塑煉
生膠富有彈性,缺乏加工時(shí)必需的可塑性性能,因此不便于加工。為了提高其可塑性,所以要對(duì)生膠進(jìn)行塑煉;這樣,在混煉時(shí)配合劑就容易均勻分散在生膠中;同時(shí),在壓延、成型過(guò)程中也有助于提高膠料的滲透性(滲入纖維織品內(nèi))和成型流動(dòng)性。
將生膠的長(zhǎng)鏈分子降解,形成可塑性的過(guò)程叫做塑煉。 生膠塑煉的方法有機(jī)械塑煉和熱塑煉兩種。機(jī)械塑煉是在不太高的溫度下,通過(guò)塑煉機(jī)的機(jī)械擠壓和摩擦力的作用,使長(zhǎng)鏈橡膠分子降解變短,由高彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)。熱塑煉是向生膠中通入灼熱的壓縮空氣,在熱和氧的作用下,使長(zhǎng)鏈分子降解變短,從而獲得可塑性。
四、混煉
為了適應(yīng)各種不同的使用條件、獲得各種不同的性能,也為了提高橡膠制品的性能和降低成本,必須在生膠中加入不同的配合劑。
混煉就是將塑煉后的生膠與配合劑混合、放在煉膠機(jī)中,通過(guò)機(jī)械拌合作用,使配合劑完全、均勻地分散在生膠中的一種過(guò)程。
混煉是橡膠制品生產(chǎn)過(guò)程中的一道重要工序,如果混合不均勻,就不能充分發(fā)揮橡膠和配合劑的作用,影響產(chǎn)品的使用性能?;鞜捄蟮玫降哪z料,人們稱為混煉膠,它是制造各種橡膠制品的半成品材料,俗稱膠料,通常均作為商品出售,購(gòu)買(mǎi)者可利用膠料直接加工成型、硫化制成所需要的橡膠制品。根據(jù)配方的不同,混煉膠有一系列性能各異的不同牌號(hào)和品種,提供選擇。 五、成型
在橡膠制品的生產(chǎn)過(guò)程中,利用壓延機(jī)或壓出機(jī)預(yù)先制成形狀各式各樣、尺寸各不相同的工藝過(guò)程,稱之為成型。成型的方法有:
1.壓延成型:
適用于制造簡(jiǎn)單的片狀、板狀制品。它是將混煉膠通過(guò)壓延機(jī)壓制成一定形狀、一定尺寸的膠片的方法叫壓延成型。
有些橡膠制品(如輪胎、膠布、膠管等)所用紡織纖維材料,必須涂上一層薄膠(在纖維上涂膠也叫貼膠或擦膠),涂膠工序一般也在壓延機(jī)上完成。纖維材料在壓延前需要進(jìn)行烘干和浸膠,烘干的目的是為了減少纖維材料的含水量(以免水分蒸發(fā)起泡)和提高纖維材料的溫度,以保證壓延工藝的質(zhì)量。浸膠是掛膠前的必要工序,目的是為了提高纖維材料與膠料的結(jié)合性能。
2.壓出成型:
用于較為復(fù)雜的橡膠制品,象輪胎胎面、膠管、金屬絲表面覆膠需要用壓出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混煉膠,放入到擠壓機(jī)的料斗內(nèi),在螺桿的擠壓下,通過(guò)各種各樣的口型(也叫樣板)進(jìn)行連續(xù)造型的一種方法。壓出之前,膠料必須進(jìn)行預(yù)熱,使膠料柔軟、易于擠出,從而得到表面光滑、尺寸準(zhǔn)確的橡膠制品。
3.模壓成型
也可以用模壓方法來(lái)制造某些形狀復(fù)雜(如皮碗、密封圈)的橡膠制品,借助成型的陰、陽(yáng)模具,將膠料放置在模具中加熱成型。
六、硫化
把塑性橡膠轉(zhuǎn)化為彈性橡膠的過(guò)程叫做硫化,它是將一定量的硫化劑(如硫磺、硫化促進(jìn)劑等)加入到由生膠制成的半成品中(在硫化罐中進(jìn)行),在規(guī)定的溫度下加熱、保溫,使生膠的線性分子間通過(guò)生成“硫橋”而相互交聯(lián)成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而使塑性的膠料變成具有高彈性的硫化膠。由于交聯(lián)鍵主要是由硫磺組成,所以稱為“硫化”。隨著合成橡膠的迅速發(fā)展,現(xiàn)在硫化劑的品種很多,除硫磺外,還有有機(jī)多硫化物、過(guò)氧化物、金屬氧化物等。因此,凡是能使線狀結(jié)構(gòu)的塑性橡膠,轉(zhuǎn)化為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性橡膠的工藝過(guò)程都叫硫化,凡能在橡膠材料中起“搭橋”作用的物質(zhì)都稱為“硫化劑”。
硫化后的彈性橡膠叫硫化橡膠,又叫軟橡膠,俗稱“橡膠”。
硫化是橡膠加工的一個(gè)最為重要的工藝過(guò)程,各種橡膠制品必須經(jīng)過(guò)硫化來(lái)獲得理想的使用性能。未經(jīng)硫化的橡膠,在使用上是沒(méi)有什么使用價(jià)值的,但欠硫(硫化程度不夠,硫化時(shí)間不夠,未能達(dá)到最佳狀態(tài))和過(guò)硫(硫化時(shí)間超過(guò)、性能顯著下降)都使橡膠性能下降。所以生產(chǎn)過(guò)程中一定要嚴(yán)格控制硫化時(shí)間,以保證硫化后的橡膠制品具有最好的使用性能和最長(zhǎng)久的使用壽命。 七、輔助措施
為了達(dá)到使用性能,還應(yīng)在生產(chǎn)工藝中增加輔助措施:
1.增加強(qiáng)度——配用硬質(zhì)碳黑,摻用酚醛樹(shù)脂;
2.增加耐磨性——配用硬質(zhì)碳黑;
3.氣密性要求高——少用揮發(fā)性高的組分;
4.增加耐熱性——采用新的硫化工藝;
5.增加耐寒性——通過(guò)生膠的解枝鑲嵌,降低結(jié)晶傾向,使用耐低溫 的增塑劑;
6.增加耐燃性——不用易燃助劑、少用軟化劑、使用阻燃劑(如:三氧化銻);
7.增加耐氧性、耐臭氧性——采用對(duì)二胺類(lèi)防護(hù)劑;
8.提高電絕緣性——配用高結(jié)構(gòu)填充劑或金屬粉,配用抗靜電劑;
9.提高磁性——采用鍶鐵氧粉,鋁鎳鐵粉,鐵鋇粉等作填充劑;
10.提高耐水性——采用氧化鉛或樹(shù)脂硫化體系,配用吸水性較低的填充劑(如硫酸鋇、陶土);
11.提高耐油性——充分交聯(lián)、少用增塑劑;
12.提高耐酸堿度——多用填充劑;
13.提高高真空性——配用揮發(fā)性小的添加劑;
14.降低硬度——大量填充軟化劑。
八、橡膠制品的分類(lèi)
橡膠制品應(yīng)用廣泛,品種也很多。按照用途來(lái)分,通常分為工業(yè)用和民用兩大類(lèi)。工業(yè)用橡膠制品主要有:輪胎、膠帶、膠管、膠版、膠布及膠布制品、密封件、減振件、膠乳制品、硬質(zhì)橡膠制品、橡膠絕緣制品、膠輥以及橡膠襯里等。