橡胶制品
发布时间:2014年03月27日 点击数:
橡胶制品
橡胶制品指以天然及合成橡胶为原料生产各种橡胶制品的活动,还包括利用废橡胶再生产的橡胶制品。
橡胶是重要的战略物资,是橡胶工业的基本原料,广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。
橡胶制品结构组成
线型结构:未硫化橡胶的普遍结构。由于分子量很大,无外力作用下,呈细团状。当外力作用,撤除外力,细团的纠缠度发生变化,分子链发生反弹,产生强烈的复原倾向,这便是橡胶高弹性的由来。
支链结构:橡胶大分子链的支链的聚集,形成凝胶。凝胶对橡胶的性能和加工都不利。在炼胶时,各种配合剂往往进步了凝胶区,形成局部空白,形成不了补强和交联,成为产品的薄弱部位。
交联结构:线型分子通过一些原子或原子团的架桥而彼此连接起来,形成三维网状结构。随着硫化历程的进行,这种结构不断加强。这样,链段的自由活动能力下降,可塑性和伸长率下降,强度,弹性和硬度上升,压缩永久变形和溶胀度下降。
橡胶制品生产工艺流程
A、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。
B、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;
C、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。
D、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。
E、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。
F、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。