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橡胶制品生产工艺简要介绍
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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。当然,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、铜丝)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、性能显着下降)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;

14.降低硬度——大量填充软化剂。

八、橡胶制品的分类

橡胶制品应用广泛,品种也很多。按照用途来分,通常分为工业用和民用两大类。工业用橡胶制品主要有: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。

九、橡胶制品硫化的有关问题:

1.橡胶制品硫化时产生哪些有毒气体?

橡胶的硫化过程中,采用烘箱半封闭式硫化,有的橡胶会有微量的有毒气体排出,能闻到很重的橡胶味。比如:一氧化硫、二氧化硫、三氧化硫、 硫化氢气体,虽剧毒的东西基本上没有,但对人体肯定有害,有的产品硫化会产生致癌的东西,或者本身硫化前的橡胶就有致癌成分,最好少接触为好。

橡胶硫化所采用的有机试剂或多或少对人体都是有害的。如二甲基苯等

2. 一般橡胶的硫化温度是多少?一般为115度到180度,看什么橡胶品种而定。而200度的温度则为高温硫化。

3.二氧化硫的危害有哪些?危险性类别: 三星级

? 侵入途径: 通过呼吸系统

? 健康危害:易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。急性中毒:轻度中毒时,发生流泪、畏光、咳嗽,咽、喉灼痛等;严重中毒可在数小时内发生肺水肿;极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息。皮肤或眼接触发生炎症或灼伤。慢性影响:长期低浓度接触,可有头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等。

? 环境危害: 对大气可造成严重污染。

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