橡胶加工原理归纳整理(2012新)
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橡胶加工原理
橡胶加工原理是指利用适当的机械和化学工艺对天然橡胶和合成橡胶进行处理,使其具备特定的物理和化学性能,以满足不同应用领域的需求。
橡胶加工的基本原理包括橡胶破碎、橡胶塑化、橡胶混炼、橡胶挤出、橡胶压延、橡胶模压等过程。
其中,橡胶破碎是将原料橡胶切碎成适当的颗粒大小,以便后续塑化和混炼。
橡胶塑化是通过机械或热能作用,使橡胶分子链发生流动和扩展,使其可塑性增加。
橡胶混炼是将塑化好的橡胶与添加剂进行混合,以调整橡胶的物理性能和化学性能。
橡胶挤出是将混炼好的橡胶通过模具挤压成所需的形状。
橡胶压延是将混炼好的橡胶经过辊式压延机械设备压制成薄板或厚板。
橡胶模压是将混炼好的橡胶放入模具中,在加热和压力的作用下形成所需的产品。
在橡胶加工过程中,还需要加入适量的填充剂、增塑剂、交联剂等辅助剂,以调整橡胶的硬度、耐磨性、耐候性等性能。
通过控制加工条件和添加剂的种类和用量,可以获得不同用途的橡胶制品,如轮胎、输送带、密封件等。
总的来说,橡胶加工原理是利用机械和化学手段对橡胶进行一系列处理,改变其分子结构和性能,最终得到具有所需物理和化学性能的橡胶制品。
橡胶工艺原理
橡胶是一种由橡胶树的乳液经过加工制成的具有弹性的材料。
橡胶的工艺原理主要包括以下几个方面。
1. 采集橡胶乳液:橡胶树的树干被割开后,乳液会自然流出。
采集工人使用刮刀将乳液慢慢刮下,收集到容器中。
2. 乳液稳定化:采集到的橡胶乳液中含有大量的水分和其他杂质,需要经过稳定化处理。
常用的稳定化剂包括氨水和醋酸,它们可以使乳液保持稳定状态,并防止乳液中的橡胶团聚。
3. 合成橡胶:乳液经过稳定化处理后,需要加入硫化剂、填充剂和加工助剂等多种化学物质进行合成橡胶的加工。
其中,硫化剂可以使橡胶分子之间的交联结构更加牢固,增加橡胶材料的强度和耐磨性;填充剂可以提高橡胶材料的硬度和耐磨性;加工助剂则可以调整橡胶材料的流动性和加工性能。
4. 橡胶成型:合成橡胶经过调配后,可以通过各种成型方法将其制成不同形状的橡胶制品。
常见的成型方法包括压延、压缩模压、浇注和挤出等。
5. 硫化和固化:成型后的橡胶制品需要进行硫化或固化处理,使其获得所需的弹性和耐磨性。
硫化是将成型的橡胶制品置于加热的硫化炉中,在一定温度下与硫化剂反应,形成较为稳定的交联结构;固化则是使用特定的固化剂或光线照射,使成型的橡胶制品的分子链交联,增加其硬度和强度。
通过以上的工艺原理,橡胶可以被制备成各种应用于工业、交通、建筑和日常生活中的橡胶制品,如轮胎、密封件、橡胶管、橡胶鞋等。
橡胶加工原理
橡胶是一种重要的材料,广泛应用于汽车轮胎、橡胶制品、橡胶管等领域。
橡胶的加工原理是指将橡胶原料通过一系列的加工工艺,使其具有特定的物理和化学性能,以满足不同领域的需求。
橡胶加工原理主要包括橡胶混炼、压延、硫化等过程。
首先,橡胶混炼是橡胶加工的第一步。
橡胶混炼的目的是将橡胶原料与各种添加剂充分混合,以提高橡胶的可加工性和性能。
混炼过程中,橡胶原料经过粗炼、精炼、压片等工艺,最终形成均匀的橡胶混炼胶。
橡胶混炼的质量直接影响着后续加工工艺和成品的质量。
其次,橡胶压延是橡胶加工的重要环节。
橡胶压延是指将橡胶混炼胶通过压延机进行塑炼,使其成为具有一定形状和尺寸的橡胶片或橡胶带。
在压延过程中,橡胶混炼胶经过预热、压延、冷却等工艺,最终形成具有一定厚度和宽度的橡胶半成品。
橡胶压延的质量直接影响着成品的外观和性能。
最后,橡胶硫化是橡胶加工的关键环节。
橡胶硫化是指将橡胶半成品通过硫化机进行硫化处理,使其具有良好的耐热、耐老化和
弹性等性能。
在硫化过程中,橡胶半成品经过加热、硫化、冷却等工艺,最终形成具有一定硬度和弹性的橡胶成品。
橡胶硫化的质量直接影响着成品的使用寿命和性能稳定性。
总之,橡胶加工原理是橡胶加工过程中的核心内容,它直接影响着成品的质量和性能。
只有深入理解橡胶加工原理,并严格控制每个环节的质量,才能生产出高质量的橡胶制品,满足不同领域的需求。
希望本文对橡胶加工原理有所帮助,谢谢阅读!。
生产橡胶制品的塑炼、混炼、硫化原理(详解)一、塑炼橡胶受外力作用产生变形,当外力消除后橡胶仍能保持其形变的能力叫做可塑性。
增加橡胶可塑性工艺过程称为塑炼。
橡胶有可塑性才能在混炼时与各种配合剂均匀混合;在压延加工时易于渗入纺织物中;在压出、注压时具有较好的流动性。
此外,塑炼还能使橡胶的性质均匀,便于控制生产过程。
但是,过渡塑炼会降低硫化胶的强度、弹性、耐磨等性能,因此塑炼操作需严加控制。
橡胶可塑度通常以威廉氏可塑度、门尼粘度和德弗硬度等表示。
1、塑炼机理橡胶经塑炼以增加其可塑性,其实质乃是使橡胶分子链断裂,降低大分子长度。
断裂作用既可发生于大分子主链,又可发生于侧链。
由于橡胶在塑炼时,遭受到氧、电、热、机械力和增塑剂等因素的作用,所以塑炼机理与这些因素密切相关,其中起重要作用的则是氧和机械力,而且两者相辅相成。
通常可将塑炼区分为低温塑炼和高温塑炼,前者以机械降解作用为主,氧起到稳定游离基的作用;后者以自动氧化降解作用为主,机械作用可强化橡胶与氧的接触。
塑炼时,辊筒对生胶的机械作用力很大,并迫使橡胶分子链断裂,这种断裂大多发生在大分子的中间部分。
塑炼时,分子链愈长愈容易切断。
顺丁胶等之所以难以机械断链,重要原因之一就是因为生胶中缺乏较高的分子量级分。
当加入高分子量级分后,低温塑炼时就能获得显著的效果。
氧是塑炼中不可缺少的因素,缺氧时,就无法获得预期的效果。
生胶塑炼过塑炼时,设备与橡胶之间的摩擦显然使得胶温升高。
热对塑炼效果极为重要,而且在不同温度范围内的影响也不同。
由于低温塑炼时,主要依靠机械力使分子链断裂,所以在像章区域内(天然胶低于110℃)随温度升高,生胶粘度下降,塑炼时受到的作用力较小,以致塑炼效果反而下降。
相反,高温塑炼时,主要是氧化裂解反应起主导作用,因而塑炼效果在高温区(天然胶高于110℃)将随温度的升高而增大,所以温度对塑炼起着促进作用。
各种橡胶由于特性不同,对应于最低塑炼效果的温度范围也不一样,但温度对塑炼效果影响的曲线形状是相似的。
“高分子材料加工原理”之高分子材料加工原理” 第七章橡胶成型加工原理一、橡胶的基本概念第一节二、橡胶制品的加工过程概述三、橡胶的品质指标一、橡胶的基本概念橡胶是高弹性的高分子材料,也称弹性体。
橡胶在较小的外力作用下能显示出高度变形的能力,而在外力除去后,又能恢复原来的形状。
橡胶的缺点橡胶除在小变形区域外(小于50%),没有固定的杨氏模量,小变形范围内的杨氏模量约为1.0N/mm2。
橡胶的拉断强度不高。
二、橡胶制品的加工过程通常在橡胶材料中加入补强剂、交联剂、抗氧剂、增塑剂、通常在橡胶材料中加入补强剂、交联剂、抗氧剂、增塑剂、分散剂、增黏剂等分散剂、增黏剂等. 橡胶制品实际上是多种材料的复合体。
橡胶制品实际上是多种材料的复合体。
橡胶的加工指由生胶及其配合剂经过一系列化学与物理作用制成橡胶制品的过程: 用制成橡胶制品的过程生胶的塑炼、塑炼胶与各种配合剂的混炼及成型、胶料的硫化等。
生胶的塑炼、塑炼胶与各种配合剂的混炼及成型、胶料的硫化等。
三、橡胶的品质指标 (一)常规物理机械性能 1.拉伸强度 1.拉伸强度 2.撕裂强度 2.撕裂强度3.硬度 3.硬度橡胶的品质指标(二)橡胶的动态力学性能是讨论橡胶在远未破坏的应力反复作用下的使用性能。
1.动态黏弹谱动态黏弹谱在动态黏弹仪上测定动态模量、弹性模量、损耗模量和损耗角正切。
2.压缩疲劳压缩疲劳在占特异奇压缩疲劳试验机上测定在一定时间内的压缩疲劳温升,静压缩变形率、动压缩变形率、永久变形和疲劳寿命.。
3.屈挠龟裂屈挠龟裂在德墨西亚屈挠试验机上鞋材试样是在鞋类专用曲折试验机上。
橡胶的品质指标 (三)橡胶的弹性 1.脆性温度 1.脆性温度 2.摆锤弹性 2.摆锤弹性 3.有效弹性 3.有效弹性表示橡胶保持弹性变形的最低温度。
弹性值以摆锤弹起的高度与原高度的百分比表示。
橡胶试样受力伸长后卸荷,试样收缩时恢复的功与伸长所消耗的功之比的百分数。
使橡胶试样于压缩状态下,在一定温度的介质 4.压缩永久变形 4.压缩永久变形中经历一定时间后卸荷,在常温下恢复一定时间后测定其高度。
一.名词解释∶1、冷流性:生胶或未硫化胶在停放过程中因为自身重量而产生流动的现象2、自补强性:在不加补强剂的条件下,橡胶能结晶或在拉伸过程中取向结晶,晶粒分布于无定形的橡胶中起物理交联点的作用,使本身的强度提高的性质。
如拉伸650%时,结晶度可以达到35%。
3、弹性:表示橡胶弹性变形能力的大小,受配方、硫化条件的影响,决定于交联密度。
4、回弹性: 指橡胶受到冲击后,能够从变形状态迅速恢复原状的能力。
受橡胶内耗的影响,内耗越大,回弹越小。
5.液体橡胶: 液体橡胶是一种分子量大约在2000~10000之间,在室温下为粘稠状流动液体,经过适当的化学反应可形成三维网状结构,从而获得和普通硫化胶具有类似的物理机械性能的齐聚物。
6、热塑性弹性体: 是高温下呈塑性流动状态,可以象塑料一样进行加工成型,不需要硫化,而常温下又具有橡胶的弹性。
这类材料兼有热塑性塑料的加工成型特征和硫化胶的弹性性能。
7.塑炼:为了便于对橡胶材料的加工,通常需要在一定的条件下,对其进行加工处理,使橡胶材料强韧的弹性转变为柔软而具有可塑性的状态,以获得必要的加工性能。
这种使弹性材料变为具有可塑性材料的工艺过程称为塑炼。
8.塑解剂:能提高塑炼效果,缩短塑炼时间,减小弹性复原,塑炼温度一般以70~75℃为宜。
9. 门尼粘度:一定温度100℃一定转子转速下,测未硫化胶对转子转动的阻力。
门尼粘度越小,流动性越好。
10. 混炼: 将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程叫混炼, 混炼的实质是橡胶的改性过程,混炼不是生胶和配合剂简单的机械混合过程,混炼胶也不是生胶与配合剂的简单的机械混合物。
在混炼过程中,机械—化学反应起着重要作用,致使混炼胶由生胶和各种配合剂组成一种复合体11、半擦胶:常用三辊压延机完成,工艺与贴胶工艺基本相同,唯一差别是在纺织物引入压延机的辊隙处留有适量的积存胶料,借以增加胶料对织物的挤压和渗透.从而提高胶料对布料的附着力12、熔体破裂:高聚物熔体在挤出时,如果剪切速率过大超过一极限值时,从口型中出来的挤出物不再是光滑的,而会出现表面粗糙(鲨鱼皮现象)、波浪、竹节、螺旋型畸变,有时则会完全无规则破碎的现象。
13、特种合成橡胶:大多数性能较差,只有某一项或某几项物理机械性能特别优越,不能用于轮胎和一般橡胶制品.专门用于具有某些特殊性能要求制品的合成橡胶称为特种合成橡胶。
14、混炼: 将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程叫混炼, 混炼的实质是橡胶的改性过程,混炼不是生胶和配合剂简单的机械混合过程,混炼胶也不是生胶与配合剂的简单的机械混合物。
在混炼过程中,机械—化学反应起着重要作用,致使混炼胶由生胶和各种配合剂组成一种复合体15、焦烧:胶料在存放或操作过程中产生早期硫化的现象。
16、吸留橡胶:橡胶混炼时,橡胶不但要全部包围炭黑颗粒的表面,而且还要渗入到炭黑聚集体的空隙中,这种炭黑聚集体呈现不规则状,葡萄状或长链状,中间含有许多空隙,橡胶分子进入这些空隙而被吸留,这部分橡胶称为吸留橡胶。
17、炭黑结合橡胶:混炼时,橡胶与炭黑的表面相互作用,橡胶分子与炭黑粒子结合生成的炭黑——橡胶凝胶,产生由炭黑与橡胶所形成的多相结构。
炭黑结合橡胶不溶于一般的橡胶溶剂,对胶料的性能影响很大,可提高硫化胶模量、耐磨性以及减少滞后生热等18、可溶胶:结合橡胶在混炼胶中只占一小部分。
而大部分橡胶未与炭黑结合,称为可溶胶。
19.炭黑网络结构:炭黑与橡胶混炼时,形成炭黑—橡胶聚集体,聚集体在剪切力的作用下逐步分散。
当混炼胶中炭黑的用量较高时,炭黑通过链状结构相互连结,构成炭黑网络。
炭黑网络结构的体现:(a)Payne效应;(b)混炼胶比纯胶具有较高的导电性。
20.压延:利用压延机辊简之间的挤压力作用,使物料发生塑性流动变形,最终制成具有一定断面尺寸规格和规定断面几何形状的片状聚合物材料或薄膜状材料,或者将聚合构材料覆盖并附着于纺织物和纸张等基材的表面,制成具有一定断面厚度和断面几何形状要求的复合材料。
21.压延效应:压延后的制品会出现性能上的各向异性现象,如拉伸强度和导热性沿着压延方向大于横向;断裂伸长率则正好相反。
22.挠度:压延时,压延机辊筒在胶科的横压力(或分离作用力)作用下会产生轴向的弹性弯曲变形,其程度大小以辊筒轴线中央部位偏离原来水平位置的距离表示,称为辊筒的挠度。
23.过硫:相当于硫比反应中网构成熟期的后半期,在过硫阶段中,天然橡胶各物理机械性能下降,合成胶各物理机械性能变化甚小或保持恒定,弹性性能变差。
24.硫化返原:是指胶料在(140℃-150℃)长时间硫化或在高温(超过160℃)硫化条件下,硫化胶性能下降的现象,即硫化胶的拉伸强度、定伸应力及动态疲劳性能降低,交联密度下降的现象。
25.焦烧:胶料在存放或操作过程中产生早期硫化的现象。
26.硫化促进剂:凡在胶料中能加快硫化反内速度、缩短硫化时间,降低硫化温度,减少硫化剂用量,并能提高或改善硫化胶物理机械性能的物质。
27、硫化活性剂:参与橡胶的硫化反应,提高促进剂活性并充分发挥其效能,减少促进剂用量.既能提高硫化速度,又提高交联程度,影响交联结构,改善硫化胶物理机械性能。
28.硫化强度:胶料在一定温度下单位时间内所达到的硫化程度。
它与硫化温度系数和硫化温度有关。
29、正硫化和正硫化时间正硫化:指橡胶制品性能达最佳值时的硫化状态正硫化时间: 指达正硫化状态所需的最短时间30.欠硫:处于正硫化前期,或者说硫化最佳状态之前的状态。
31.普通硫黄硫化体系(简称CV):指二烯类橡胶的通常硫黄用量范围的硫化体系。
32.半有效硫化体系(SEV):一种促进剂和硫黄的用量介于CV和EV之间的硫化体系,所得到的硫化胶既具有适量的多硫键,又有适量的单、双硫交联键,使其既具有较好的动态性能,又有中等程度的耐热氧老化性能。
33.喷霜:配合剂在胶料中的配合量超过了它的溶解度达到过饱和,就从胶料内部析出到表面上,形成一层霜,这种现象叫喷霜。
34.门尼焦烧时间t5:随硫化时间增加,胶料门尼值下降到最低点又开始上升,一般由最低点上升至5个门尼值的时间称为门尼焦烧时间。
35.门尼硫化时间t35:由最低点上升至35个门尼值所需硫化时间称为门尼硫化时间。
36.硫化强度:胶料在一定温度下单位时间内所达到的硫化程度。
它与硫化温度系数和硫化温度有关。
37.硫化: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。
实际上就是把塑性的胶料转变成具有高弹性橡胶的过程。
二.填空∶1.碳链橡胶中,饱和橡胶有IIR、EPR、EPDM、CPE等,不饱和橡胶有NR、IR、SBR、BR、NBR;杂链橡胶有CO、PU;元素有机橡胶包括Q等。
2.通用合成橡胶包括SBR、NBR、BR、CR、EPDM、IIR和IR。
3.天然橡胶中包括的非橡胶成分有蛋白质、丙酮抽出物、少量灰分和水。
4.目前所有弹性体中,弹性最好的橡胶是BR,比重最小的橡胶是乙丙橡胶,耐油性最好的橡胶是氟橡胶,气密性最好的橡胶是IIR,广泛用作胶粘剂的橡胶是CR,具有生理惰性的橡胶是Q,耐高低温性最好的橡胶是Q,耐磨性最好的橡胶是PU。
5.为改进乙丙橡胶的硫化交联性能,引入的第三单体有双环戊二烯、乙叉降冰片烯和1,4-己二烯。
6.热塑性弹性体根据其组成,大致可分为聚烯烃类、苯乙烯类、聚氨酯类、聚酯类、聚硅氧烷类及其他类。
7.国外生产的NBR根据丙烯腈的含量可分为极高ACN含量(43%以上)、高ACN 含量(36%—42%)、中高ACN含量(31%—35%)、中等ACN含量(25%—30%)和低ACN含量(24%以下)五类。
8.生胶塑炼前的准备工作包括烘胶、切胶和破胶处理过程。
9.开炼机塑炼的操作方法主要有薄通塑炼法、一次塑炼法和分段塑炼法。
10.当橡胶的门尼粘度为60以下时可不用塑炼。
11.利用开炼机塑炼时氧的作用是活性自由基受体,利用密炼机塑炼时氧的作用是引发橡胶大分子的自动催化氧化连锁反应。
12. 密炼机塑炼NR时,温度不超过155℃为宜,SBR用密炼机塑炼时,温度宜控制在140℃以下,温度过高会发生凝胶。
13.采用化学塑解剂时,应适当提高开炼机的辊温,一般控制在70-75℃为宜。
14.一般来说,涂胶、浸胶、刮胶、压延擦胶和制造发泡制品的胶料,其可塑度要求比较高(高或低),约为0.5;而对物理机械性能要求较高,半成品挺性好及模压硫化的胶料,其可塑度要求较小。
15.低温机械塑炼过程中,橡胶的分子量分布逐渐变窄(窄或宽)16.NR的烘胶温度保持在50-70℃,CR烘胶温度一般为24-40℃。
17.在开炼机上混炼时一般会出现哪几种包辊状态橡胶不易进入辊缝、紧包前辊、脱辊成袋囊状、呈粘流包辊。
18.混炼胶快检的项目有可塑度、相对密度和硬度。
19.混炼胶停放的目的是使胶料进行应力松弛、促进胶料进一步均匀、提高炭黑的补强效果。
20.开炼机混炼过程可分为包辊、吃粉和翻炼三个阶段。
21.在混炼准备工艺中,要求称量配合操作必须做到精密、准确、不漏、不错。
22.开炼机混炼时前后辊温度应保持一定温差,NR易包热辊,多数合成橡胶易包冷辊。
23.开炼机混炼时应最后添加的配合剂是硫黄和超速促进剂,目的是防止焦烧。
24.为减小挠度对压延半成品宽度方向上厚度不均匀的影响,通常采用三种补偿方法,即辊筒的中高度法、轴交叉法、预弯曲法。
25.纺织物擦胶要求所用胶料可塑度高,其目的是增加胶料对纺织物缝隙的渗透力与结合作用,压片和压型的胶料可塑度较低,其目的是为了增加胶料的挺性,防止半成品在停放过程中发生变形。
26.三辊、四辊压延机的辊筒排列方式有I型、L型和倒L型、Z型、S型或斜Z 型、 型。
27.根据胶料在螺杆中的运动情况,可将冷喂料挤出机螺杆的工作部分分为加料段、压缩段和压出段三段。
28.用压出机加工橡胶制品时,压出机的温度是机身<机头<口型,这样做的目的是挤出物表面光滑、尺寸稳定、收缩率小、焦烧危险也较小29.压延和压出时胶料均需热炼,热炼包括粗炼和细炼两个阶段,粗炼的目的是使胶料混炼均匀,并可适当提高其真可塑性,细炼的目的是使胶料达到加热软化的目的,以获得压延加工所必需的热塑性流动性。
30.促进剂按结构可分为噻唑类、秋兰姆类、次磺酰胺类、胍类、二硫代氨基甲酸盐类、醛胺类、黄原酸盐类、硫脲类八类;按PH值可分为酸性促进剂、碱性促进剂和中性促进剂三类;按硫化速度可分为超超速级、超速级、准超速级、中速级和慢速级五类。
31.促进剂剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的英文缩写CZ,结构式为呈中性,准超速级后效性促进剂;32.二硫化二苯并噻唑的英文缩写为DM ,结构式为,呈酸性,准超速级促进剂;33.四甲基二硫化秋兰姆的英文缩写为TMTD ,结构式为,呈酸性,超速级促进剂。