胶管硫化工艺
- 格式:ppt
- 大小:3.31 MB
- 文档页数:15
橡胶管制作工艺流程橡胶管的制作工艺流程可以分为几个主要步骤:原料准备、橡胶混炼、模具制作、挤出、硫化和检验。
1.原料准备橡胶管制作的第一步是准备橡胶原料。
通常使用的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶和其它添加剂。
在混炼橡胶的过程中,可以根据产品特性的要求,添加填料、增强剂、硬化剂、抗老化剂等。
2.橡胶混炼混炼是将橡胶原料与各种添加剂混合均匀的过程。
首先将橡胶切碎成适当的尺寸,然后加入各种添加剂进行拌和。
这个过程可以通过机械混炼、开炼、内炼等方式进行,以保证橡胶的均匀性和可塑性。
3.模具制作橡胶管的制作需要使用模具来塑造其形状。
根据产品的设计要求,制作相应形状的模具。
通常使用金属模具来制作橡胶管的外形,内部则可以通过注射或挤出的方式加工。
4.挤出挤出是将混炼好的橡胶料放入挤出机中加热,然后通过模具将橡胶料挤压出来,形成管状。
挤出机可以调节温度、压力和挤出速度等参数,以控制橡胶管的尺寸和质量。
5.硫化挤出成型的橡胶管需要经过硫化处理,以增加其硬度、强度和耐磨性。
硫化是利用硫化剂和热能将橡胶加热一段时间,使其分子之间发生化学反应,形成交联结构的过程。
硫化时间和温度是根据橡胶的种类和厚度等因素来确定的。
6.检验最后,通过对橡胶管的外观、尺寸和物理性能等进行检验,以确保其质量符合要求。
常用的检验项目包括外观检查、硬度测试、拉伸强度测试、温度耐受性测试等。
以上是橡胶管制作的主要工艺流程,每个步骤都需要严格控制和操作,以确保最终产品的质量和性能。
通过科学合理地安排这些步骤,可以制作出满足不同应用需求的橡胶管产品。
橡胶未硫化以前,单个分子间没有产生交联,因此缺乏良好的物理机械性能,实用价值不大。
当橡胶配以硫化剂经过硫化(交联)以后,由于立体结构的形式从而使性能大大改善,尤其是橡胶的定伸强度、弹性、硬度、拉伸强度等一系列物理机械性能都会大幅度提高,成为具有宝贵作用价值的硫化胶。
橡胶的硫化就是通过橡胶分子间的化学交联作用将基本上呈塑性的生胶转化成弹性的和尺寸稳定的产品,硫化后的橡胶的物性稳定,使用温度范围扩大。
“硫化过程(Curing)”一词在整个橡胶工业中普遍使用,在橡胶化学中占有重要地位。
橡胶分子链间的硫化(交联)反应能力取决于其结构。
不饱和的二烯类橡胶(如天然橡胶、丁苯橡胶和丁腈橡胶等)分子链中含有不饱和双键,可与硫黄、酚醛树脂、有机过氧化物等通过取代或加成反应形成分子间的交联。
饱和橡胶一般用具有一定能量的自由基(如有机过氧化物)和高能辐射等进行交联。
含有特别官能团的橡胶(如氯磺化聚乙烯等),则通过各种官能团与既定物质的特定反应形成交联,如橡胶中的亚磺酰胺基通过与金属氧化物、胺类反应而进行交联。
不同类型的橡胶与各种交联剂反应生成的交联键结构各不相同,硫化胶性能也各有不同。
第①种是使用硫黄或硫给予体作交联剂的情况,生成的可以是单硫键(x=1)、双硫键(x=2)和多硫键(x=3~8);第②种是使用树脂交联和肟交联的情况;第③种是使用过氧化物交联的过氧化物硫化和利用辐射交联的辐射硫化的情况,生成碳-碳键。
多数的通用橡胶采用硫黄或硫给予体硫化,即在生胶中加入硫黄或硫给予体以及缩短硫化时间的促进剂和保证硫黄交联效率的氧化锌和硬脂酸组成的活性剂。
在实际中通常按硫黄用量及其与促进剂的配比情况划分成以下几种典型的硫化体系:①普通硫磺硫化体系由常用硫黄量(>1.5份)和常用促进剂量配合组成。
使用这种硫化体系能使硫化胶形成较多的多硫键,和少量的低硫键(单硫键和双硫键)。
硫化胶的拉伸强度较高,耐疲劳性好。
缺点是耐热和耐老化性能较差。
汽车空调管橡胶管的加工工艺流程汽车空调管橡胶管是汽车空调系统中不可或缺的一部分,它连接着空调系统中的各个部件,起到传递制冷剂和保持系统密封的作用。
那么,汽车空调管橡胶管是如何加工出来的呢?下面就来介绍一下它的加工工艺流程。
一、原材料准备汽车空调管橡胶管的主要原材料是橡胶和钢丝。
橡胶是一种高分子化合物,具有良好的弹性和耐磨性,而钢丝则是为了增强橡胶管的强度和稳定性。
在加工之前,需要对这些原材料进行准备,包括橡胶的混炼、钢丝的切割和清洗等。
二、橡胶管的成型橡胶管的成型是整个加工工艺的核心环节。
首先,将经过混炼的橡胶放入成型机中,经过高温和高压的作用,橡胶被压制成为一定形状的管状物。
这个过程需要严格控制温度和压力,以确保橡胶管的质量和尺寸精度。
三、钢丝的加工钢丝是为了增强橡胶管的强度和稳定性,因此需要对钢丝进行加工。
首先,将钢丝切割成一定长度,然后进行表面处理,以便更好地与橡胶管结合。
最后,将钢丝固定在橡胶管的内部或外部,以增强橡胶管的强度和稳定性。
四、橡胶管的硫化橡胶管成型后,需要进行硫化处理。
硫化是将橡胶管放入硫化炉中,经过一定时间的高温和高压处理,使橡胶分子间的化学键发生变化,从而使橡胶具有更好的弹性和耐磨性。
硫化的时间和温度需要根据橡胶的种类和厚度进行调整,以确保橡胶管的质量和性能。
五、橡胶管的检验橡胶管经过硫化处理后,需要进行检验。
检验的内容包括橡胶管的尺寸、硬度、强度、密封性等方面。
只有通过检验的橡胶管才能进入下一个环节。
六、橡胶管的包装经过检验的橡胶管需要进行包装,以便运输和存储。
包装的方式包括塑料袋、纸箱、木箱等。
在包装过程中,需要注意橡胶管的保护,以免在运输和存储过程中受到损坏。
总之,汽车空调管橡胶管的加工工艺流程是一个复杂的过程,需要严格控制每一个环节,以确保橡胶管的质量和性能。
只有通过科学的加工工艺流程,才能生产出高质量的汽车空调管橡胶管,为汽车空调系统的正常运行提供保障。
橡胶硫化前后收缩率
(原创版)
目录
1.橡胶硫化简介
2.橡胶硫化对收缩率的影响
3.橡胶硫化前后的性能对比
4.橡胶硫化的应用及发展
正文
一、橡胶硫化简介
橡胶硫化是一种改善橡胶性能的重要工艺,通过加入各种助剂并在一定条件下进行硫化处理,使橡胶分子间相互交联,从而增强其弹性、耐热性、拉伸强度等性能。
橡胶硫化后,分子间的作用力增大,可以有效防止塑性流动,提高橡胶制品的耐用性和稳定性。
二、橡胶硫化对收缩率的影响
橡胶硫化前后,其收缩率会发生明显变化。
一般来说,橡胶硫化后收缩率会降低,这是因为硫化过程中,橡胶分子间形成空间立体结构,这种结构具有较强的稳定性,使得橡胶在受力时更容易发生变形,从而降低了收缩率。
三、橡胶硫化前后的性能对比
1.弹性:橡胶硫化后,其弹性会显著提高,可以更好地承受外力并迅速恢复原状。
2.耐热性:橡胶硫化后,其耐热性会明显增强,可以在较高温度下保持良好的性能。
3.拉伸强度:橡胶硫化后,其拉伸强度会显著提高,可以更好地承受
拉伸应力。
4.耐溶剂性:橡胶硫化后,其耐溶剂性会得到改善,不易溶于有机溶剂。
5.老化性能:橡胶硫化后,其老化性能会减缓,可以延长橡胶制品的使用寿命。
四、橡胶硫化的应用及发展
橡胶硫化技术在橡胶制品生产中具有重要地位,如轮胎、胶带、胶管等各类橡胶制品,均需要经过硫化处理才能获得优良的性能。
随着科学技术的不断发展,橡胶硫化技术也在不断进步,硫化条件和硫化剂种类不断优化,为橡胶制品性能的提高提供了有力保障。
总之,橡胶硫化对收缩率的影响是显著的,可以降低橡胶制品的收缩率,同时提高其弹性、耐热性、拉伸强度等性能。
高压胶管加工工艺流程一、原料准备。
做高压胶管呢,原料肯定是基础。
就像盖房子得先准备好砖头水泥啥的一样。
胶管的主要原料就是橡胶啦,不过可不是随随便便的橡胶就行哦。
这橡胶得是那种质量好、有足够弹性和韧性的。
除了橡胶,还有一些增强材料,像是钢丝或者纤维啥的。
这些增强材料就像是给胶管的身体里加了钢筋,让它能承受更高的压力。
在准备原料的时候,得好好检查,可不能有啥破损或者质量不好的东西混进去,不然做出来的胶管质量就没保障啦。
二、内胶层挤出。
有了原料就开始做胶管的内胶层啦。
这个过程就像是挤牙膏一样,把混好的橡胶材料通过专门的挤出机,挤出一个长长的管子形状,这就是胶管的内胶层啦。
挤出机的温度得控制好,太热了橡胶就变得太稀,容易变形,太冷了又挤不出来。
这就需要有经验的师傅在旁边看着,随时调整温度。
内胶层要保证厚度均匀,要是有的地方厚有的地方薄,那在后面的使用过程中就容易出问题,就像穿的衣服有的地方厚有的地方薄,肯定不舒服,胶管也一样啊。
三、增强层编织或缠绕。
内胶层做好了,接下来就是给胶管加上“钢筋”啦,也就是增强层。
这个增强层可以是编织的,也像编辫子一样,把钢丝或者纤维按照一定的规律编织在内胶层的外面。
还有一种是缠绕的,就像缠毛线一样,一圈一圈地把增强材料缠上去。
不管是编织还是缠绕,都得紧密、均匀。
这可是个技术活,师傅们得特别细心,要是编得松松垮垮的,那胶管在高压下就容易鼓包或者破裂,这可不行啊。
四、外胶层挤出。
增强层弄好之后,就该给胶管穿上“外衣”了,也就是外胶层。
同样是用挤出机,把橡胶材料挤出来包裹在增强层的外面。
外胶层的作用可不小,它能保护里面的增强层和内胶层不受外界的伤害,像防止被腐蚀啊,被划伤啥的。
外胶层的质量也很重要,要是它有破损,那胶管的使用寿命就会大大缩短呢。
五、硫化处理。
这一步可关键啦。
硫化就像是给胶管来个大变身。
把初步做好的胶管放到硫化设备里,在一定的温度、压力和时间下进行硫化。
这个过程会让橡胶的分子结构发生变化,变得更加稳定、结实。
橡胶硫化促进剂m工艺橡胶硫化促进剂M工艺是一种在橡胶制品生产中广泛使用的技术。
该工艺通过添加特定的硫化促进剂,能够有效地促进橡胶的硫化反应,从而提高橡胶制品的质量和性能,同时也能够提高生产效率和降低成本。
本文将详细介绍橡胶硫化促进剂M工艺的原理、应用和优缺点等方面。
1.原理橡胶硫化是指在一定温度下,将橡胶与硫化剂加热混合,使其发生交联反应,从而形成硫化橡胶的过程。
硫化促进剂M是一种高效的硫化促进剂,能够在低温下催化硫化反应,缩短硫化时间,提高硫化效率,同时也能够增强橡胶的物理和化学性能。
2.应用橡胶硫化促进剂M通常用于橡胶轮胎、橡胶密封件、橡胶管等大型橡胶制品的生产中。
在实际应用中,通常将硫化促进剂M与其他硫化剂混合使用,以达到更好的效果。
例如,多数生产硫磺橡胶轮胎都会采用硫磺和硫醇或硫吡啶作为硫化剂,并加入硫化促进剂M。
3.优缺点优点:(1)硫化促进剂M能够缩短硫化时间,提高硫化效率,从而缩短生产周期。
(2)硫化促进剂M能够增强橡胶的物理和化学性能,使橡胶制品具有更好的耐磨、耐老化、耐热等性能,从而提高产品质量和使用寿命。
(3)硫化促进剂M使用方便,容易加工,不会对环境造成污染,符合环保要求。
缺点:(1)硫化促进剂M对一些橡胶品种的硫化效果并不理想,可能会出现硫化不良、硫化不完全等情况。
(2)硫化促进剂M价格较高,成本相对较高,对企业的经济效益有一定的影响。
4.注意事项在使用橡胶硫化促进剂M的过程中,需要注意以下一些事项:(1)硫化促进剂M应按照生产工艺要求控制加入量,过量使用或不当使用会造成反效果。
(2)硫化促进剂M与硫化剂、填料等混合物的过程中应注意搅拌均匀,以避免硫化不均、硫化不完全等现象。
(3)硫化促进剂M在存储和使用过程中应避免受潮、受热或受阳光直射,以保持其良好的性能。
总之,橡胶硫化促进剂M工艺在橡胶制品生产中具有重要的应用价值,能够提高橡胶制品的质量和性能,缩短生产周期,同时也存在一定的局限性和注意事项。
橡胶生产工艺简介橡胶生产工艺简介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,因此,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℃。
胶管生产工艺胶管是一种广泛应用于工业、农业、建筑、交通等领域的管道产品。
其生产工艺主要包括原材料准备、混炼、挤出成型、硫化、冷却、剪切、卷绕等环节。
1. 原材料准备胶管的主要原材料是橡胶、填充料、增塑剂、硫化剂等。
其中,橡胶是胶管的主要成分,占总重量的60%~70%。
填充料主要用于增加胶管的硬度、强度和耐磨性,常用的填充料有碳黑、白炭黑、粉状石墨等。
增塑剂主要用于增加橡胶的柔软性和延展性,常用的增塑剂有油类、蜡类、树脂类等。
硫化剂则是胶管的重要组成部分,它能够使橡胶分子之间形成交联结构,从而提高胶管的硬度、强度和耐热性。
2. 混炼将橡胶、填充料、增塑剂、硫化剂等原材料按一定比例混合,然后通过混炼机进行混炼。
混炼的目的是将各种原材料充分混合,使其成为均匀的胶料,并使其具有一定的流动性和可加工性。
3. 挤出成型将混炼好的胶料通过挤出机进行挤出成型。
挤出机是一种通过旋转螺杆将胶料推进到挤出头的设备。
挤出头是一种特殊的模具,它能够将胶料挤出成各种形状的管道。
在挤出成型的过程中,需要控制挤出头的温度、压力和速度等参数,以保证胶管的质量。
4. 硫化将挤出成型的胶管放入硫化罐中进行硫化。
硫化是一种通过加热和加压使橡胶分子之间形成交联结构的过程。
硫化的时间和温度取决于胶管的尺寸和用途。
一般情况下,硫化时间为30分钟至2小时,温度为140℃~200℃。
5. 冷却将硫化好的胶管放入冷却池中进行冷却。
冷却的目的是使胶管表面温度降至室温以下,从而使其硬度和强度得到进一步提高。
6. 剪切将冷却好的胶管通过剪切机进行剪切。
剪切的目的是将胶管切成所需的长度,并使其两端呈现出平整的切口。
7. 卷绕将剪切好的胶管通过卷绕机进行卷绕。
卷绕的目的是将胶管卷成卷筒状,以方便运输和存储。
以上就是胶管的生产工艺,其中每个环节都需要严格控制,以保证胶管的质量和性能。
硫化反应过程硫化反应过程是化学反应过程,它包含橡胶分子与硫化剂及其它配合剂之间发生的一系列化学反应以及在形成网状结构时伴随发生各种反应,在这众多的反应中,仍以橡胶分子与硫化剂之间的反应为主,它是生成大分子网状结构的基本反应,对于大多数含有有机促进剂(硫磺)的硫化体系的胶料来说,其硫化反应历程可大致如下:促进剂活性剂↓硫磺(1) 诱导阶段促进剂多硫化合物(T10相同) ↓橡胶含橡胶分子链的硫化合物↓分解自由基(或离子)(2)交联反应阶段↓橡胶交联(3)网构形成阶段交联键重排,裂解,主键改性网构成熟阶段硫化胶↓以上看出硫化反应历程大体分为三个阶段:第一阶段为诱导阶段,在这个阶段中首先是硫磺分子和促进剂体系之间反应生成一种活性更大的中间化合物,然后进一步引发橡胶分子链,形成可交联的自由基(或离子)与橡胶分子链之间产生连锁反应,生成交联链,第三阶段为网构形成阶段,在这一阶段的前期交联反应已趋于完成,产生的交联链发生重排和裂解等反应,在这一阶段的后期交联反应已基本停止,随之而发生的是交联链重排和热裂解等反应,最后得到网构稳定的硫化胶.硫化历程图:在硫化过程中,橡胶的各种性能随着硫化时间而变化,若将橡胶的某一性能变化与时间作曲线图,则可从曲线图中可以表现出整个硫化历程,所以这种曲线图叫做硫化历程图.最常见的硫化历程图如图一所示:图中的曲线,前半部分由门尼焦烧曲线组成,后半部则由扯断强度曲线组成,橡胶的硫化历程可分为四个阶段,即焦烧阶段,热硫化阶段,平坦硫化阶段,过硫化阶段.焦烧阶段---图中的AB段它是指热硫化前延迟作用时间,相当于前述的硫化反应中的诱导期,焦烧时间的长短,是由胶料的配方所决定的, 其中主要受促进剂的影响,而操作过程中的热历史也是一个重要的因素.由于橡胶具有热积累的特性,所以胶料的实际焦烧时间,包括操作焦烧时间A1和剩余焦烧时间A2两部分,操作焦烧时间是指在橡胶加工过程中由于热效应所消耗掉的焦烧时间,它取决于加工程度,(如胶料翻炼次数,热炼程度及压延压出等),剩余焦烧时间是指胶料在模型加热时保持流动性的时间,在操作焦烧时间和剩余焦烧时间之间没有固定的阶限,它随胶料操作和放条件不同而变化,如果一个胶料经历的加工越多,它占去的焦烧时间就越多如图A1’所示,则剩余焦烧时间就越小如图中A2’所示,胶料在模型中流动时间越少,因此一般胶料都应避免经受反复多次的机械作用.热硫化阶段---如图中的BC段这一阶段相当于硫化反应中的交联阶段,在这一阶段中胶料进行着交联反应,逐渐生成网构,于是橡胶的弹性和抗张性能急剧上升,热硫化时间的长短是由交联配方所决定的,它是交联固有的,常作为恒量每种胶料硫化反应进行快慢的标志.平坦硫化阶段---如图中的CD段相当于硫化反应中网构,成熟期的前半期,这时交联反应已趋于完成,反应速度已缓和下来,随之而发生交联键的重排,热裂解等反应,因此胶料的抗张性能曲线出现平坦区,平坦硫化时间的长短也决定于配方,(主要是促进剂及防老剂),由于在这一阶段中硫化保持有最佳性能,所以常作为取得产品质量的硫化阶段,为通常选取正硫化时间的范围.过硫化阶段----D后面部分这一段相当于硫化反应中的网构成熟期的后半期,在这一阶段中主要是交联键重排作用,以及交联键和键段热裂解的反应,因此胶料的抗张性能显著下降.在硫化历程图中,从胶料开始加热时算起至出现平坦期为止所经过的时间称为产品硫化时间,也就是通常所说的”正硫化时间”,它等于焦烧时间与热硫化时间之和,但是由于焦烧时间有一部分为操作过程所消耗,所以实际上胶料在模型内加热硫化只有图上B1的时间,所以我们做的每批胶料的剩余焦烧时间是会有波动的,因此每批胶料的热硫化时间也会有所波动,其波动范围在B1和B2之间.二.硫化的定义线性的高分子在物理或化学作用下,形成三维网状体型结构的过程。
橡胶硫化工艺三要素如何确定(全收藏版)一、硫化基本概念和工艺要素硫化是橡胶制品生产的最后一个工艺过程。
在这个过程中,胶料中的生胶与硫化剂发生化学发应,由线型结构的大分子交联成为立体的网状结构的大分子,使塑性状态的橡胶转变为弹性状态的橡胶制品,从而获得完善的物理性能和机械性能和化学性能,成为有使用价值的高分子材料。
在工业生产中,这种交联反应是在一定温度,时间和压力条件下完成的,这些条件称为硫化条件。
1、橡胶的硫化反应过程诱导阶段,交联反应阶段,网状形成阶段。
2、硫化历程图烧焦阶段,热硫化阶段,平坦硫化阶段,过硫化阶段3、硫化压力一般橡胶制品在硫化时要施以压力,目的在于:1)防止制品在硫化过程产生气泡,提高胶料的致密性。
2)使胶料易于流动和充满模槽3)提高胶料与胶料的密着力4)有助于提高硫化的物理机械性能硫化加压的方式通常有下列几种:一是用液压泵通过平板硫化机把压力传递给模型,再由模型传递给胶料;二是硫化介质直接加压(如蒸汽加压);三是以压缩空气加压;四是由注压机注压等。
4、硫化温度和硫化时间硫化温度是橡胶发生硫化反应的基本条件,它直接影响硫化速度和产品质量。
硫化温度高,硫化速度快,生产效率高。
反之,硫化速度慢,生产效率低。
硫化温度高低应取决于胶料配方,其中最重要的是取决于橡胶种类和硫化体系。
但应注意的是,高温橡胶分子链裂解,至发生硫化返原现象,结果导致强伸性能下降,困此硫化温度不宜太高。
温度是硫化三大要素之一,与所有化学反应一样,硫化反应随温度升高而加快,并且大体适用范特霍夫定律,即温度每上升8~10。
C(约相当于一个表压的蒸汽压力),其反应速度约增加一倍;或者说,反应时间约减少一半。
随着室温硫化胶料的增加和高温硫化出现,硫化温度趋向两个极端。
从提高硫化效率来说,应当认为硫化温度越高越好,但实际上不能无限提高硫化温度。
首先受到橡胶导热性极小阻碍,对于厚制品来说,采用高温硫化很难使内外层胶料同时达到平坦范围;其次,各种橡胶的耐高温性能不一,有的橡胶经受不了高温的作用,如高温硫化天然橡胶时,溶于橡胶中的氧随温度提高而活性加大,引起强烈的氧化作用,破坏了橡胶的组织,降低了硫化胶的物理机械性能,第三,高温对橡胶制品中的纺织物有害为棉纤维布料超过期作废140℃时,强力下降,在240℃下加热四小时则完全破坏。
橡胶的硫化及成型加工工艺【摘要】随着我国经济的高速发展,我国橡胶工业的技术水平和生产工艺得到很大程度上的提高。
硫化是橡胶加工的主要工艺之一,在这道工艺中,橡胶经过一系列复杂的化学反应及成型加工,失去了混炼胶的可塑性具有了交联橡胶的高弹性,仅为获得优良的物理机械性能、耐热性、耐溶剂性、及耐腐蚀性能,提高橡胶制品的使用价值和应用范围。
本文以氯丁橡胶为例,介绍橡胶的硫化及成型加工工艺。
【关键字】橡胶硫化行为成型加工工艺氯丁橡胶硫化是橡胶加工最后也是最重要的一个工艺过程。
在硫化过程中,由于橡胶的化学结构发生变化,导致其物理机械性能和化学性能得到显著改进,从而成为有价值的宝贵材料。
1 硫化对结构与性能的影响未硫化时,橡胶分子是呈卷曲状的线形结构,其分子链具有运动的独立性,大分子之间是以范德华力相互作用的。
当受外力作用时,大分子链段易发生位移,在性能上表现出较大的变形,可塑性大,强度不大,具有可溶性。
硫化后,橡胶大分子被交联成网状结构,大分子链之间有主价键力的作用,使大分子链的相对运动受到一定的限制。
在外力作用下,不易发生较大的位移,变形减小,强度增大,失去可溶性。
橡胶在硫化过程中,其分子结构是连续变化的,如交联密度在一定的硫化时间内是逐渐增加的。
硫化时所发生的化学反应是比较复杂的,交联反应和降解反应都在发生,交联反应使橡胶分子成为网状结构,降解反应使橡胶分子断键。
在硫化初期以交联为主,交联密度增加,到一定程度降解反应增加,交联密度又会下降。
硫化过程的橡胶分子结构的变化显著地影响着橡胶各种性能。
橡胶的各种性能随硫化时间的增加而有一定规律的变化。
上图说明在一定硫化时间内,永久变形随硫化时间的增加而逐渐下降;硬度随硫化时间的增加而逐渐增高;拉伸强度、定伸应力、弹性当增高到一定值后边便开始下降。
这些规律都是由于在硫化过程中橡胶分子链产生交联度不同所致。
以氯丁橡胶(CR)为例,随硫化程度的提高:1)力学性能:弹性、定伸强度、撕裂强度、硬度提高。
硫化介质和硫化工艺方法2.1 硫化介质橡胶硫化多数情况下是在加热条件下进行的,除了用电加热板传导磨具再加热胶料外,对胶料加热还需要一种能传递热能的介质,这种介质称为硫化介质。
作为优良的硫化介质的条件是:(1)具有优良的导热性和传热性;(2)具有较高的蓄热能力;(3)具有比较宽的温度范围;(4)对橡胶制品及硫化设备没有污染性和腐蚀性。
硫化介质的种类很多,常见的有饱和蒸汽、过热水、热空气、热水、过热蒸汽、熔融盐、固体微粒、红外线、远红外线、γ射线、微波等。
2.1.1 饱和蒸汽饱和蒸汽是橡胶工厂应用最为广泛的一种高效能硫化介质。
饱和蒸汽的热量主要来源于汽化潜能。
汽化潜能是指在一定压力下在沸点时单位质量的气体转化为同温度的液体所释放出的热量,所以无需温度发生变化,就能放出大量能量。
其蓄能大[150℃时的汽化潜热达2118.5 kJ/kg],给热系数(传热系数)大[150℃时,为1200~1770W/(m2·K),给热系数是指当冷热两种流体温差为1K时在单位时间内通过单位面积所传递的热量],并可以通过改变压力准确地调节加热温度(见表2-1),操作方便,成本低廉。
但所加热的温度受压力的限制,要想得到较高的温度,就必须具有较高的蒸汽压力。
这对于那些相对要求高温低压或高压低温的硫化工艺条件难以实行。
另外,由于容易产生冷凝水,造成局部低温产生局部欠硫,如果制品直接在饱和蒸汽中硫化会对制品外观产生不利影响,使表面发污和产生水渍,这就限制了它在要求外观光洁制品中如涂有亮油的胶面胶鞋硫化的使用。
2.1.2 过热水过热水是指温度在100℃以上的热水,由于为了防止水的汽化必须施加较高的压力,因而有时也称为高压过热水。
过热水也是常用的一种硫化介质,主要通过温度的降低来供热,其密度大(150℃时为4312),质量热容大,质量热容是指单位质量的物质当温度变化1K时所吸收或放出的热量,热导率大,热导率是指当壁面积为1,厚度为1,两壁间的温差是1K时,单位时间内以热传导的方式所传递的热量,给热系数大。
胶管的制作工艺流程胶管的制作呀,这可有点小复杂呢,但也超级有趣的。
一、胶管的原材料准备。
做胶管得先把原材料准备好呀。
胶管的主要材料那肯定是橡胶啦,这橡胶的种类还不少呢。
有天然橡胶,就像是大自然给我们的小宝藏,它的性能很不错,弹性好,还很柔软。
还有合成橡胶,这是人类智慧的结晶,像丁腈橡胶就很厉害,它耐油又耐磨。
除了橡胶,还得有增强材料,比如说纤维或者钢丝。
纤维能让胶管变得更结实,钢丝就更不用说啦,那是给胶管“注入”强大力量的存在。
这些原材料的质量可是很关键的哦,如果原材料不好,做出来的胶管肯定也不咋地。
就像我们做饭,食材不新鲜,做出来的菜能好吃吗?肯定不能呀。
二、胶料的混炼。
有了原材料,就开始混炼胶料啦。
这就像是把各种调料混合在一起做出美味的菜肴一样。
把橡胶和一些配合剂放在一起搅拌均匀。
这些配合剂就像是做菜时的盐、糖、酱油之类的。
像硫化剂就是很重要的一种配合剂,它能让橡胶变得更有韧性。
促进剂呢,可以加快硫化的速度。
还有防老剂,这个就像是给橡胶的“青春保鲜剂”,防止橡胶过早地老化。
在混炼的时候呀,温度和时间都得控制好。
温度太高了,橡胶可能就焦糊了,就像炒菜火太大把菜炒糊了一样。
时间太长或者太短也不行,得刚刚好,这样混炼出来的胶料才是高质量的。
三、挤出成型。
混炼好胶料之后呢,就到挤出成型这一步啦。
这就像是把面团挤成面条的过程。
把胶料放到专门的挤出机里面,通过模具挤出我们想要的胶管形状。
这时候呀,挤出机的压力、速度也很重要。
压力太大了,胶管可能会变形或者出现一些瑕疵。
速度也得合适,太快了胶管的质量可能就不过关。
而且在挤出的时候,得时刻盯着,就像照顾小婴儿一样细心。
要是发现胶管表面不光滑或者有气泡之类的问题,就得赶紧调整机器的参数。
四、增强层的制作。
有些胶管是需要增强层的,像前面提到的纤维或者钢丝增强层。
如果是纤维增强层的话,就把纤维按照一定的方向和层数缠绕在挤出的胶管半成品上。
这个过程得很小心呢,要保证纤维缠绕得紧密而且均匀。
用过氧化物硫化E P D M 汽车冷却液胶管技术V r oo m en G 等著黄家明摘译涂学忠校中图分类号: TQ33016 + 7 ; TQ33612 文献标识码:B 文章编号: 10002890 X( 2000) 0620341207为减小空气阻力,满足大多数汽车降低能量消耗的要求,汽车车身和发动机结构正变得越来越紧凑。
同时,为提高燃油利用率,汽车发动机设计得适合于在更高温度下工作。
这两个因素导致汽车罩盖下温度不断升高。
同样,汽车冷却系统的工作温度也在升高。
汽车罩盖下散热器胶管周围的温度通常是110~125 ℃,局部最高温度达到140 ℃( 或更高) 。
行驶中的汽车冷却液温度可达到90 ~110 ℃。
对于汽车(常规,不是涡轮增压发动机汽车) 散热器冷却液胶管, EPDM 是最优异的弹性体材料。
用于散热器胶管时, EPDM 既具有良好的耐热性和耐臭氧性,又具有优异的耐油性和化学稳定性。
用硫黄硫化的EPDM 冷却液胶管非常适用于汽车散热器的环境条件。
如果设计合理和制作精良,这类胶管的使用寿命会大大超过汽车使用寿命———10 年( 或20 万km) 。
温度不断提高的趋势导致了对汽车冷却液胶管用EPDM 胶料更苛刻的要求。
首先,更新的汽车冷却液胶管标准要求冷却液胶管耐更高的温度,这是因为汽车罩盖下工作温度长时间保持在125 ~150 ℃之间, 最高温度达到175 ℃。
含有镁和铝的新合金用于发动机主要是为了减小发动机的质量。
这些新合金及汽车更高的行驶温度要求冷却液的组分,尤其是稳定的组分应有相应的变化。
这些变化导致EPDM 硫化胶喷出的锌和促进剂残余物形成的沉积物趋势增大。
这些沉积物易使发动机和散热器细小的冷却液胶管堵塞,降低热传递性,并最终导致发动机故障。
必须强调指出的是, 硫黄硫化仍然是EPDM 冷却液胶管较好的硫化技术。
一般来说,尤其是对冷却液胶管来说,过氧化物硫化成本比硫黄硫化更高,工艺明显更复杂。