2016年9月28日星期三

橡膠加工工藝



  橡膠受外力作用產生變形,當外力消除後橡膠仍能保持其形變的能力叫做可塑性。增加橡膠可塑性工藝過程稱為塑煉。橡膠有可塑性才能在混煉時與各種配合劑均勻混合;在壓延加工時易於滲入紡織物中;在壓出、注壓時具有較好的流動性。此外,塑煉還能使橡膠的性質均勻,便於控制生產過程。但是,過渡塑煉會降低硫化膠的強度、彈性、耐磨等性能,因此塑煉操作需嚴加控制。

  橡膠可塑度通常以威廉氏可塑度、門尼粘度和德弗硬度等表示。

  塑煉機理

  橡膠經塑煉以增加其可塑性,其實質乃是使橡膠分子鏈斷裂 ,降低大分子長度。斷裂 作用既可發生於大分子主鏈,又可發生於側鏈。由於橡膠在塑煉時,遭受到氧、電、熱、機械力和增塑劑等因素的作用,所以塑煉機理與這些因素密切相關,其中起重要作用的則是氧和機械力,而且兩者相輔相成。通常可將塑煉區分為低溫塑煉和高溫塑煉,前者以機械降解作用為主,氧起到穩定遊離基的作用;後者以自動氧化降解作用為主,機械作用可強化橡膠與氧的接觸。

  塑煉時,輥筒對生膠的機械作用力很大,並迫使橡膠分子鏈斷裂,這種斷裂大多發生在大分子的中間部分。

  塑煉時,分子鏈愈長愈容易切斷。順丁膠等之所以難以機械斷鏈,重要原因之一就是因為生膠中缺乏較高的分子量級分。當加入高分子量級分後,低溫塑煉時就能獲得顯著的效果。

  氧是塑煉中不可缺少的因素,缺氧時,就無法獲得預期的效果。生膠塑煉過塑煉時,設備與橡膠之間的摩擦顯然使得膠溫升高。熱對塑煉效果極為重要,而且在不同溫度范圍內的影響也不同。由於低溫塑煉時,主要依靠機械力使分子鏈斷裂,所以在像章區域內(天然膠低於110℃)隨溫度升高,生膠粘度下降,塑煉時受到的作用力較小,以致塑煉效果反而下降。相反,高溫塑煉時,主要是氧化裂解反應起主導作用,因而塑煉效果在高溫區(天然膠高於110℃)將隨溫度的升高而增大,所以溫度對塑煉起著促進作用。各種橡膠由於特性不同,對應於最低塑煉效果的溫度范圍也不一樣,但溫度對塑煉效果影響的曲線形狀是相似的。由前已知,不論低溫塑煉還是高溫塑煉,使用化學增塑劑皆能提高塑煉效果。接受劑型增塑劑,如苯醌和偶氮苯等,它們在低溫塑煉時起遊離基接受劑作用,能使斷鏈的橡膠分子遊離基穩定,進而生成較短的分子;引發劑型增塑劑,如過氧化二苯甲酰和偶氮二異丁腈等,它們在高溫下分解成極不穩定的遊離基,再引發橡膠分子生成大分子遊離基,並進而氧化斷裂。此外,如硫醇類及二鄰苯甲酰胺基苯基二硫化物類物質,它們既能使橡膠分子遊離基穩定,又能在高溫下引發橡膠形成遊離基加速自動氧化斷裂,所以,這類化學增塑劑稱為混合型增塑劑或鏈轉移型增塑劑。

橡膠壓延工藝



  壓延是將混煉膠在壓延機上制成膠片或與骨架材料制成膠布半成品的工藝過程,橡膠它包括壓片、貼合、壓型和紡織物掛膠等作業。

  壓延工藝的主要設備是壓延機,壓延機一般由工作輥筒、機架、機座、傳動裝置、調速和調距裝置、輥筒加熱和冷卻裝置、潤滑系統和緊急停車裝置。壓延 機的種類很多,工作輥筒有兩個、三個、四個不等,排列形式兩輥有立式和臥式;三輥有直立式、Γ型和三角形;四輥有Γ型、L型、Z型和S型等多種。按工藝用 途來分主要有壓片壓延機(用於壓延膠片或紡織物貼膠,大多數三輥或四輥,各輥塑度不同)、擦膠壓延機(用於紡織物的擦膠,三輥,各輥有一定得速比,中輥速 度大。借助速比擦入紡織物中)、通用壓延機(又稱萬能壓延機,兼有壓片和擦膠功能、三輥或四輥,可調速比)、壓型壓延機、貼合壓延機和鋼絲壓延機。

  壓延過程一般包括以下工序:混煉膠的預熱和供膠;紡織物的導開和幹燥(有時還有浸膠)

  膠料在四輥或三輥壓延機上的壓片或在紡織物上掛膠依機壓延半成品的冷卻、卷取、截斷、放置等。

  在進行壓延前,需要對膠料和紡織物進行預加工,膠料進入壓延機之前,需要先將其在熱煉機上翻煉,這一工藝為熱煉或稱預熱,其目的是提高膠料的混煉 均勻性,進一步增加可塑性,提高溫度,增大可塑性。為了提高膠料和紡織物的粘合性能,保證壓延質量,需要對織物進行烘幹,含水率控制在1-2%,含水量 低,織物變硬,壓延中易損壞,含水量高,粘附力差。

  幾種常見的橡膠的壓延性能 天然橡膠熱塑形大,收縮率小,壓延容易,易粘附熱輥,應控制各輥溫差,以便膠片順利轉移;丁苯橡膠熱塑性小,收縮率大,因此用於壓延的膠料要充分塑煉。由 於丁苯橡膠對壓延的熱敏性很顯著,壓延溫度應低於天然橡膠,各輥溫差有高到低;氯丁橡膠在75-95℃易粘輥,難於壓延,應使用低溫法或高溫法,壓延要迅 速冷卻,摻有石蠟、硬酯酸可以減少粘輥現象;乙丙橡膠壓延性能良好,可以在廣泛的溫度范圍內連續操作,溫度過低時膠料收縮性大,易產生氣泡;丁腈橡膠熱塑 性小,收縮性大,在膠料種加入填充劑或軟化劑可減少收縮率,當填充劑重量占生膠重量的50%以上時,才能得到表面光滑的膠片,丁腈橡膠粘性小易粘冷輥。

  壓出工藝

  壓出工藝是通過壓出機機筒筒壁和螺杆件的作用,使膠料達到擠壓和初步造型的目的,壓出工藝也成為擠出工藝。

  壓出工藝的主要設備是壓出機。

  幾種橡膠的壓出特性:天然橡膠壓出速度快,半成品收縮率小。機身溫度50-60℃,機頭70-80℃,口型80-90℃;丁苯橡膠壓出速度慢,壓 縮變形大,表面粗糙,機身溫度50-70℃,機頭溫度70-80℃,口型溫度100-105℃;氯丁橡膠壓出前不用充分熱煉,機身溫度50℃,機頭℃,口 型70℃;乙丙橡膠壓出速度快、收縮率小,機身溫度60-70℃,機頭溫度80-130℃,口型90-140℃。丁腈橡膠壓出性能差,壓出時應充分熱煉。 機身溫度50-60℃,機頭溫度70-80℃。

2016年9月19日星期一

橡膠混煉工藝



  混煉是指在煉膠機上將各種配合劑均勻的混到生膠種的過程。橡膠混煉的質量是對膠料的進一步加工和成品的質量有著決定性的影響,即使配方很好的膠料,如 果混煉不好,也就會出現配合劑分散不均,膠料可塑度過高或過低,易焦燒、噴霜等,使壓延、壓出、塗膠和硫化等工藝不能正常進行,而且還會導致制品性能下 降。

  混煉方法通常分為開煉機混煉和密煉機混煉兩種。這兩種方法都是間歇式混煉,這是目前最廣泛的方法。

  開煉機的混合過程分為三個階段,即包輥(加入生膠的軟化階段)、吃粉(加入粉劑的混合階段)和翻煉(吃粉後使生膠和配合劑均達到均勻分散的階段)。

  開煉機混膠依膠料種類、用途、性能要求不同,工藝條件也不同。混煉中要注意加膠量、加料順序、輥距、輥溫、混煉時間、輥筒的轉速和速比等各種因素。既不能混煉不足,又不能過煉。

  密煉機混煉分為三個階段,即濕潤、分散和涅煉、密煉機混煉石在高溫加壓下進行的。操作方法一般分為一段混煉法和兩段混煉法。

  一段混煉法是指經密煉機一次完成混煉,然後壓片得混煉膠的方法。他適用於全天然橡膠或摻有合成橡膠不超過50%的膠料,在一段混煉操作中,常采用 分批逐步加料法,為使膠料不至於劇烈升高,一般采用慢速密煉機,也可以采用雙速密煉機,加入硫磺時的溫度必須低於100℃。其加料順序為生膠—小料—補強 劑—填充劑—油類軟化劑—排料—冷卻—加硫磺及超促進劑。

  兩段混煉法是指兩次通過密煉機混煉壓片制成混煉膠的方法。這種方法適用於合成橡膠含量超過50%得膠料,可以避免一段混煉法過程中混煉時間長、膠 料溫度高的缺點。第一階段混煉與一段混煉法一樣,只是不加硫化和活性大的促進劑,一段混煉完後下片冷卻,停放一定的時間,然後再進行第二段混煉。混煉均勻 後排料到壓片機上再加硫化劑,翻煉後下片。分段混煉法每次煉膠時間較短,混煉溫度較低,配合劑分散更均勻,膠料質量高。

2016年9月18日星期日

橡膠塑煉工藝


  生膠塑煉是通過機械應力、熱、氧或加入某些化學試劑等方法,使生膠由強韌的彈性狀態轉變為柔軟、便於加工的塑性狀態的過程。

  生膠塑煉的目的是降低它的彈性,增加可塑性,並獲得適當的流動性,以滿足混煉、亞衍、壓出、成型、硫化以及膠漿制造、海綿膠制造等各種加工工藝過程的要求。

  掌握好適當的塑煉可塑度,對橡膠制品的加工和成品質量是至關重要的。在滿足加工工藝要求的前提下應盡可能降低可塑度。隨著恒粘度橡膠、低粘度橡膠的出現,有的橡膠已經不需要塑煉而直接進行混煉。

  在橡膠工業中,最常用的塑煉方法有機械塑煉法和化學塑煉法。機械塑煉法所用的主要設備是開放式煉膠機、密閉式煉膠機和螺杆塑煉機。化學塑煉法是在機械塑煉過程中加入化學藥品來提高塑煉效果的方法。

  開煉機塑煉時溫度一般在80℃以下,屬於低溫機械混煉方法。密煉機和螺杆混煉機的排膠溫度在120℃以上,甚至高達160-180℃,屬於高溫機械混煉。

  生膠在混煉之前需要預先經過烘膠、切膠、選膠和破膠等處理才能塑煉。

  幾種膠的塑煉特性:

  天然橡膠用開煉機塑煉時,輥筒溫度為30-40℃,時間約為15-20min;采用密煉機塑煉當溫度達到120℃以上時,時間約為3-5min。

  丁苯橡膠的門尼粘度多在35-60之間,因此,丁苯橡膠也可不用塑煉,但是經過塑煉後可以提高配合機的分散性

  順丁橡膠具有冷流性,缺乏塑煉效果。順丁膠的門尼粘度較低,可不用塑煉。

  氯丁橡膠得塑性大,塑煉前可薄通3-5次,薄通溫度在30-40℃。

  乙丙橡膠的分子主鏈是飽和結構,塑煉難以引起分子的裂解,因此要選擇門尼粘度低的品種而不用塑煉。

  丁腈橡膠可塑度小,韌性大,塑煉時生熱大。開煉時要采用低溫40℃以下、小輥距、低容量以及分段塑煉,這樣可以收到較好的效果。

2016年9月13日星期二

橡膠制作的基本工藝流程



  一、基本工藝流程

  橡膠制品種類繁多,但生產工藝過程卻基本相同。以一般固體橡膠——生膠為原料的橡膠制品的基本工藝過程包括:塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化6個基本工序。當然,原材料准備、成品整理、檢驗包裝等基本工序也少不了。 橡膠的加工工藝過程主要是解決塑性和彈性性能這個矛盾的過程。通過各種工藝手段,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,然後通過硫化使具有塑性的半成品又變成彈性高、物理機械性能好的橡膠制品。

  二、原材料准備

  1.橡膠制品的主要原料是以生膠為基本材料,而生膠就是生長在熱帶,亞熱帶的橡膠樹上通過人工割開樹皮收集而來。

  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)是作為橡膠制品的骨架材料,以增強機械強度、限制制品變型。 在原材料准備過程中配料必須按照配方稱量准確。為了使生膠和配合劑能相互均勻混合,需要對材料進行加工。 生膠要在60--70℃烘房內烘軟後再切膠、破膠成小塊,配合劑有塊狀的。如石蠟、硬脂酸、松香等要粉碎。 粉狀的若含有機械雜質或粗粒時需要篩選除去液態的如松焦油、古馬隆需要加熱、熔化、蒸發水分、過濾雜質, 配合劑要進行幹燥不然容易結塊、混煉時若不能分散均勻硫化時產生氣泡會影響產品質量。

  三、塑煉

  生膠富有彈性,缺乏加工時必需的可塑性性能,因此不便於加工。為了提高其可塑性,所以要對生膠進行塑煉,這樣在混煉時配合劑就容易均勻分散在生膠中,同時在壓延、成型過程中也有助於提高膠料的滲透性滲入纖維織品內和成型流動性。 將生膠的長鏈分子降解形成可塑性的過程叫做塑煉。 生膠塑煉的方法有機械塑煉和熱塑煉兩種。機械塑煉是在不太高的溫度下通過塑煉機的機械擠壓和摩擦力的作用使長鏈橡膠分子降解變短由高彈性狀態轉變為可塑狀態。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鏈分子降解變短從而獲得可塑性。

  四、混煉

  為了適應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。 混煉就是將塑煉後的生膠與配合劑混合、放在煉膠機中通過機械拌合作用使配合劑完全、均勻地分散在生膠中的一種過程。 混煉是橡膠制品生產過程中的一道重要工序,如果混合不均勻就不能充分發揮橡膠和配合劑的作用影響產品的使用性能。混煉後得到的膠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買者可利用膠料直接加工成型、硫化制成所需要的橡膠制品。根據配方的不同?混煉膠有一系列性能各異的不同牌號和品種?提供選擇。

  五、成型

  在橡膠制品的生產過程中利用壓延機或壓出機預先制成形狀各式各樣、尺寸各不相同的工藝過程?稱之為成型。成型的方法有

  1.壓延成型

  適用於制造簡單的片狀、板狀制品。它是將混煉膠通過壓延機壓制成一定形狀、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塗上一層薄膠在纖維上塗膠也叫貼膠或擦膠??塗膠工序一般也在壓延機上完成。纖維材料在壓延前需要進行烘幹和浸膠烘幹的目的是為了減少纖維材料的含水量以免水分蒸發起泡?和提高纖維材料的溫度以保證壓延工藝的質量。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合性能。

  2.壓出成型

  用於較為複雜的橡膠制品?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的料鬥內在螺杆的擠壓下通過各種各樣的口型也叫樣板進行連續造型的一種方法。壓出之前膠料必須進行預熱使膠料柔軟、易於擠出從而得到表面光滑、尺寸准確的橡膠制品。

  3.模壓成型

  也可以用模壓方法來制造某些形狀複雜如皮碗、密封圈的橡膠制品?借助成型的陰、陽模具將膠料放置在模具中加熱成型。

  六、硫化

  把塑性橡膠轉化為彈性橡膠的過程叫做硫化它是將一定量的硫化劑如硫磺、硫化促進劑等加入到由生膠制成的半成品中在硫化罐中進行在規定的溫度下加熱、保溫使生膠的線性分子間通過生成“硫橋”而相互交聯成立體的網狀結構從而使塑性的膠料變成具有高彈性的硫化膠。由於交聯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展現在硫化劑的品種很多除硫磺外還有有機多硫化物、過氧化物、金屬氧化物等。因此凡是能使線狀結構的塑性橡膠轉化為立體網狀結構的彈性橡膠的工藝過程都叫硫化凡能在橡膠材料中起“搭橋”作用的物質都稱為“硫化劑”。 硫化後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最為重要的工藝過程各種橡膠制品必須經過硫化來獲得理想的使用性能。未經硫化的橡膠在使用上是沒有什么使用價值的,但欠硫硫化程度不夠?硫化時間不夠未能達到最佳狀態和過硫硫化時間超過、性能顯著下降都使橡膠性能下降。所以生產過程中一定要嚴格控制硫化時間?以保證硫化後的橡膠制品具有最好的使用性能和最長久的使用壽命。

  七、輔助措施

  為了達到使用性能還應在生產工藝中增加輔助措施
  1.增加強度——配用硬質碳黑摻用酚醛樹脂
  2.增加耐磨性——配用硬質碳黑
  3.氣密性要求高——少用揮發性高的組分
  4.增加耐熱性——采用新的硫化工藝
  5.增加耐寒性——通過生膠的解枝鑲嵌?降低結晶傾向?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——采用對二胺類防護劑
  8.提高電絕緣性——配用高結構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、少用增塑劑
  12.提高耐酸堿度——多用填充劑
  13.提高高真空性——配用揮發性小的添加劑

2016年9月4日星期日

橡膠的硫化及對人體的危害



  1. 一般橡膠的硫化溫度是多少一般為115度到180度看什么橡膠品種而定。而200度的溫度則為高溫硫化。

  2.橡膠制品硫化時產生哪些有毒氣體? 橡膠的硫化過程中采用烘箱半封閉式硫化有的橡膠會有微量的有毒氣體排出能聞到很重的橡膠味。

    比如一氧化硫、二氧化硫 、三氧化硫、硫化氫氣體雖劇毒的東西基本上沒有但對人體肯定有害有的產品硫化會產生致癌的東西或者本身硫化前的橡膠就有致癌成分最好少接觸為好。 橡膠硫化所采用的有機試劑或多或少對人體都是有害的。如二甲基苯等

  3.二氧化硫的危害有哪些?危險性類別--三星級 侵入途徑通過呼吸系統,健康危害易被濕潤的粘膜表面吸收生成亞硫酸、硫酸。對眼及呼吸道粘膜有強烈的刺激作用。

    大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息。急性中毒輕度中毒時發生流淚、畏光、咳嗽咽、喉灼痛等嚴重中毒可在數小時內發生肺水腫極高濃度吸入可引起反射性聲門痙攣而致窒息。皮膚或眼接觸發生炎症或灼傷。

    慢性影響長期低濃度接觸可有頭痛、頭昏、乏力等全身症狀以及慢性鼻炎、咽喉炎、支氣管炎、嗅覺及味覺減退等。 環境危害 對大氣可造成嚴重汙染。