现在的位置: 橡胶 > 橡胶制品 > 正文
橡胶的坐褥工艺流程及原资料
2019-06-16 12:55 橡胶制品

橡胶的坐褥工艺流程及原资料

  可选中1个或众个下面的合头词,探索合连材料。也可直接点“探索材料”探索一共题目。

  橡胶一词起源于印第安语cau-uchu,意为“陨泣的树”。自然橡胶便是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝聚、干燥后而制得。

  1770年,英邦化学家J.普里斯特利展现橡胶可用来擦去铅笔笔迹,当时将这种用处的质料称为rubber,此词不断沿用至今。橡胶的分子链能够交联,交联后的橡胶受外力效用发作变形时,具有急速光复的材干,并具有优异的物理力学功能和化学安宁性。

  橡胶是橡胶工业的根本原料,普遍用于创设轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各样橡胶成品。

  三叶橡胶树供应最众的商用橡胶。它正在受虐待(如茎部的树皮被割开)时会渗出出大方含有橡胶乳剂的树液。

  此外,无花果树和少少大戟科的植物也能供应橡胶。德邦正在第二次全邦大战时因为橡胶供应被堵截,曾试验从这些植物博得橡胶,但自后改为分娩人制橡胶。

  最初的橡胶树成长于南美洲,但经历人工移植,东南亚也种有大方的橡胶树。底细上,亚洲已成为最要紧的橡胶起源地。

  自然橡胶是由胶乳创设的,胶乳中所含的非橡胶因素有一个别就留正在固体的自然橡胶中。寻常自然橡胶中含橡胶烃92%-95%,而非橡胶烃占5%-8%。因为制法分歧,产地分歧以致采胶时令分歧,这些因素的比例或者有分歧,但根本上都正在周围以内。

  卵白质能够增进橡胶的硫化,延缓老化。另一方面,卵白质有较强的吸水性,可惹起橡胶吸潮发霉、绝缘性消重,卵白质又有增长生热性的差池。

  丙酮抽出物是少少高级脂肪酸及固醇类物质,此中有少少起自然防老剂和增进剂效用,又有的能助助粉状配合剂正在混炼历程平分散并对生胶起软化的效用。

  灰分中合键含磷酸镁和磷酸钙等盐类,有很少量的铜、锰、铁等金属化合物,由于这些变价金属离子能增进橡胶老化,以是他们的含量应负责。

  干胶中的水分不跨越1%,正在加工历程中能够挥发,但水分含量过众时,不只会使生胶积蓄历程中易发霉,况且还会影响橡胶的加工,如混炼时配合剂易结团;压延、压出历程中易产愤怒泡,硫化历程中产愤怒泡或呈海绵状等。

  橡胶成品的根本工艺:橡胶成品的根本分娩工艺历程囊括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个根本工序。

  橡胶的加工工艺历程合键是处理塑性和弹性冲突的历程,通过各样加工方法,使得弹性的橡胶形成具有塑性的塑炼胶,正在参预各样配合剂制成半制品,然后通过硫化是具有塑性的半制品又形成弹性高、物理呆板功能好的橡胶成品。

  线型布局:未硫化橡胶的众数布局。因为分子量很大,无外力效用下,大分子链呈无规卷弧线团状。当外力效用,除去外

  力,线团的轇轕度发作改变,分子链发作反弹,爆发猛烈的光复目标,这便是橡胶高弹性的由来。

  支链布局:橡胶大分子链的支链的集中,变成凝胶。凝胶对橡胶的功能和加工都晦气。正在炼胶时,各样配合剂往往进不了凝胶区,变成个别空缺,变成不了补强和交联,成为产物的衰弱部位。

  交连结构:线型分子通过少少原子或原子团的架桥而相互联贯起来,变成三维网状布局。跟着硫化过程的实行,这种布局络续增强。如许,链段的自正在行为材干消重,可塑性和伸长率消重,强度,弹性和硬度上升,压缩永远变形和溶胀度消重。

  张开总共工艺流程选段:拉伸强度是外征成品或许屈从拉伸捣鬼的极限材干。影响橡胶拉伸强度的合键身分有:大分子链的主价键、分子间力以及高分子链柔性。拉伸强度与橡胶布局的联系: 分子间效用力大,如极性和刚性基团等; 分子量增大,范德华力增大,链段不易滑动,相当于分子间变成了物理交联点,因而随分子量增大,拉伸强度增高,到必定水平时到达平均;分子的微观布局,如顺式和反式布局的影响; 结晶和取向

  橡胶成品的合键原料是生胶、各样配合剂、以及举动骨架质料的纤维和金属质料,橡胶成品的根本分娩工艺历程囊括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个根本工序。

  橡胶的加工工艺历程合键是处理塑性和弹性冲突的历程,通过各样加工方法,使得弹性的橡胶形成具有塑性的塑炼胶,正在参预各样配合剂制成半制品,然后通过硫化是具有塑性的半制品又形成弹性高、物理呆板功能好的橡胶成品。

  生胶塑炼是通过呆板应力、热、氧或参预某些化学试剂等要领,使生胶由强韧的弹性形态转动为柔和、便于加工的塑性形态的历程。

  生胶塑炼的目标是下降它的弹性,增长可塑性,并获取符合的活动性,以餍足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆创设、海绵胶创设等各样加工工艺历程的央求。

  操作好符合的塑炼可塑度,对橡胶成品的加工和制品格地是至合要紧的。正在餍足加工工艺央求的条件下应尽或者下降可塑度。跟着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的闪现,有的橡胶一经不必要塑炼而直接实行混炼。

  正在橡胶工业中,最常用的塑炼要领有呆板塑炼法和化学塑炼法。呆板塑炼法所用的合键修筑是盛开式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是正在呆板塑炼历程中参预化学药品来进步塑炼成效的要领。

  开炼机塑炼时温度寻常正在80℃以下,属于低温呆板混炼要领。密炼机和螺杆混炼机的排胶温度正在120℃以上,以至高达160-180℃,属于高温呆板混炼。

  自然橡胶用开炼机塑炼时,辊筒温度为30-40℃,时光约为15-20min;采用密炼机塑炼当温度到达120℃以上时,时光约为3-5min。

  丁苯橡胶的门尼粘度众正在35-60之间,因而,丁苯橡胶也可不消塑炼,可是经历塑炼后能够进步配合机的分裂性

  乙丙橡胶的分子主链是饱和布局,塑炼难以惹起分子的裂解,因而要挑选门尼粘度低的种类而不消塑炼。

  丁腈橡胶可塑度小,韧性大,塑炼时生热大。开炼时要采用低温40℃以下、小辊距、低容量以及分段塑炼,如许能够收到较好的成效。

  混炼是指正在炼胶机大将各样配合剂匀称的混到生胶种的历程。混炼的质地是对胶料的进一步加工和制品的质地有着决策性的影响,纵使配方很好的胶料,假使混炼欠好,也就会闪现配合剂分裂不均,胶料可塑渡过高或过低,易焦烧、喷霜等,使压延、压出、橡胶制品的分类涂胶和硫化等工艺不行寻常实行,况且还会导致成品功能消重。

  混炼要领凡是分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。这两种要领都是间歇式混炼,这是目前最普遍的要领。

  开炼机的夹杂历程分为三个阶段,即包辊(参预生胶的软化阶段)、吃粉(参预粉剂的夹杂阶段)和翻炼(吃粉后使生胶和配合剂均到达匀称分裂的阶段)。

  开炼机混胶依胶料品种、用处、功能央求分歧,工艺要求也分歧。混炼中要防备加胶量、加料秩序、辊距、辊温、混炼时光、辊筒的转速和速比等各样身分。既不行混炼缺乏,又不行过炼。

  密炼机混炼分为三个阶段,即潮湿、分裂和涅炼、密炼机混炼石正在高温加压下实行的。操作要领寻常分为一段混炼法和两段混炼法。

  一段混炼法是指经密炼机一次达成混炼,然后压片得混炼胶的要领。他合用于全自然橡胶或掺有合成橡胶不跨越50%的胶料,正在一段混炼操作中,常采用分批慢慢加料法,为使胶料不至于猛烈升高,寻常采用慢速密炼机,也能够采用双速密炼机,参预硫磺时的温度务必低于100℃。其加料秩序为生胶—小料—补强剂—填充剂—油类软化剂—排料—冷却—加硫磺及超增进剂。

  两段混炼法是指两次通过密炼机混炼压片制成混炼胶的要领。这种要领合用于合成橡胶含量跨越50%得胶料,能够避免一段混炼法历程中混炼时光长、胶料温度高的差池。第一阶段混炼与一段混炼法相通,只是不加硫化和活性大的增进剂,一段混炼完后下片冷却,停放必定的时光,然后再实行第二段混炼。混炼匀称后排料到压片机上再加硫化剂,翻炼后下片。分段混炼法每次炼胶时光较短,混炼温度较低,配合剂分裂更匀称,胶料质地高。

  压延是将混炼胶正在压延机上制成胶片或与骨架质料制成胶布半制品的工艺历程,它囊括压片、贴合、压型和纺织物挂胶等功课。

  压延工艺的合键修筑是压延机,压延机寻常由劳动辊筒、机架、机座、传动装配、调速和调距装配、辊筒加热和冷却装配、润滑编制和告急泊车装配。压延机的品种许众,劳动辊筒有两个、三个、四个不等,罗列办法两辊有立式和卧式;三辊有直立式、Γ型和三角形;四辊有Γ型、L型、Z型和S型等众种。按工艺用处来分合键有压片压延机(用于压延胶片或纺织物贴胶,大大都三辊或四辊,各辊塑度分歧)、擦胶压延机(用于纺织物的擦胶,三辊,各辊有必定得速比,中辊速率大。借助速比擦入纺织物中)、通用压延机(又称全能压延机,兼有压片和擦胶功效、三辊或四辊,可调速比)、压型压延机、贴合压延机和钢丝压延机。

  压延历程寻常囊括以下工序:混炼胶的预热和供胶;纺织物的导开和干燥(有时又有浸胶)

  胶料正在四辊或三辊压延机上的压片或正在纺织物上挂胶依机压延半制品的冷却、卷取、截断、安插等。

  正在实行压延前,必要对胶料和纺织物实行预加工,胶料进入压延机之前,必要先将其正在热炼机上翻炼,这一工艺为热炼或称预热,其目标是进步胶料的混炼匀称性,进一步增长可塑性,进步温度,增大可塑性。为了进步胶料和纺织物的粘合功能,保障压延质地,必要对织物实行烘干,含水率负责正在1-2%,含水量低,织物变硬,压延中易损坏,含水量高,粘附力差。

  几种常睹的橡胶的压延功能 自然橡胶热塑形大,压缩率小,压延容易,易粘附热辊,应负责各辊温差,以便胶片就手改观;丁苯橡胶热塑性小,压缩率大,因而用于压延的胶料要富裕塑炼。因为丁苯橡胶对压延的热敏性很明显,压延温度应低于自然橡胶,各辊温差有高到低;氯丁橡胶正在75-95℃易粘辊,难于压延,应应用低温法或高温法,压延要急速冷却,掺有白腊、硬酯酸能够裁汰粘辊形势;乙丙橡胶压延功能优异,能够正在普遍的温度周围内相联操作,温渡过低时胶料压缩性大,易产愤怒泡;丁腈橡胶热塑性小,压缩性大,正在胶料种参预填充剂或软化剂可裁汰压缩率,当填充剂重量占生胶重量的50%以上时,才调取得外观滑润的胶片,丁腈橡胶粘性小易粘冷辊。

  压出工艺是通过压出机机筒筒壁和螺杆件的效用,使胶料到达挤压和发端制型的目标,压出工艺也成为挤出工艺。

  几种橡胶的压出性格:自然橡胶压出速率速,半制品压缩率小。机身温度50-60℃,机头70-80℃,口型80-90℃;丁苯橡胶压出速率慢,压缩变形大,外观粗疏,机身温度50-70℃,机头温度70-80℃,口型温度100-105℃;氯丁橡胶压出前不消富裕热炼,机身温度50℃,机头℃,口型70℃;乙丙橡胶压出速率速、压缩率小,机身温度60-70℃,机头温度80-130℃,口型90-140℃。丁腈橡胶压出功能差,压出时应富裕热炼。机身温度50-60℃,机头温度70-80℃。

  橡胶打针成型工艺是一种把胶料直接从机筒注入模性硫化的分娩要领。囊括喂料、塑化、打针、保压、硫化、出模等几个历程。打针硫化的最大特色是内层和外层得胶料温度比拟匀称划一,硫化速率速,可加工大大都模压成品。

  压铸法又称为转达模法或移模法。这种要领是将胶料装正在压铸机的塞筒内,正在加压消重胶料铸入模腔硫化。与打针成型法相通。如骨架油封等用此法分娩溢边少,产物格地好。

  开始,自然橡胶的合键用处只是做擦字橡皮;自后才用于创设小橡胶管。直到1823年,英邦化学家麦金托什才发现将橡胶熔解正在煤焦油中然后涂正在布上做成防水布,能够用来创设雨衣和雨靴。可是,这种雨衣和雨靴一到炎天就熔化,一到冬天便变得又硬又脆。为了抑制这一差池,当时很众人都正在念设施。美邦发现家查理古德伊尔也正在实行橡胶改性的试验,他把自然橡胶和硫黄放正在一齐加热,心愿能获取一种一年四时正在通盘温度下都维持干燥且富足弹性的物质。直到1839年2月他才获取获胜。一天他把橡胶、硫黄和松节油混溶正在一齐倒入锅中(硫黄仅是用来染色的),不小心锅中的夹杂物溅到了灼热的火炉上。令他诧异的是,夹杂物落入火中后并未熔化,而是维持原样被烧焦了,炉中残留的未全体烧焦的夹杂物则富足弹性。他把溅上去的东西从炉子上剥了下来,这才展现他一经制备了他念要的有弹性的橡胶。经历络续革新,他终究正在1844年发现确橡胶硫化身手。

  正在橡胶成品分娩历程中,硫化是结果一道加工工序。硫化是胶料正在必定要求下,橡胶大分子由线型布局转动为网状布局的交联历程。硫化要领有冷硫化、室温硫化和热硫化三种。大大都橡胶成品采用热硫化。热硫化的修筑有硫化罐、平板硫化机等。

  交联是橡胶高弹性的根源,其特色是正在一个橡胶分子链上仅变成少数几处交联点,因而不会影响橡胶分子链段的运动。

  橡胶的硫化体例较众,常睹的有:硫黄硫化体例、过氧化物硫化体例、树脂硫化体例、氧化物硫化体例等

  增进剂:噻唑类(DM,M),次磺酰胺类(CZ,NOBS),秋兰姆类(TETD,TMTM,TMTD),胍(D)

  半有用硫黄硫化体例(Semi-EV) ≈1 以单硫键和双硫键为主 老化功能好;压缩永远变形小;无硫化返原

  1 常睹的过氧化物有:DCP(二枯基过氧化物)、BPO、DCBP、双2,5

  2 助交联剂:逼迫集合难自正在基无用的副反映。如TAIC,TAC,HVA-2

  3 过氧化物硫化橡胶功能特色:老化功能好,压缩永远变形小,成品透后性好。

  NR 1 自正在基的活性合键与甲基的超共轭效用相合,同时位阻较大,无法出笼格

  BR,SBR 10-50 脱氢的速率为NR的1/3,但活性高,位阻小,能较速地与双键加成,变成交联键和新自正在基

  这是含卤素橡胶的合键硫化剂。凡是有氧化锌/氧化镁(5/4)、氧化铅或四氧化三铅(10-20,耐水成品)

  粒子式样及内部布局(吸油值法,DBP)。寻常吸油值越大,布局性越强,改良功能越显著。

  反映性(PH值暗示)。如炭黑外观的羧基、白炭黑安闲凡淡色填料外观的羟基等,酸性填料常影响橡胶的硫化,因而需参预活性剂,杀绝酸性。

  填料外观寻常为亲水性的,而集合物是憎水的,两者相容性较差,务必实行外观处分。

  (1) 布局:有机化合物,具有错误称的分子布局,由亲水和疏水两个别基团构成。

  (2) 布局特色:亲水个别与外观活性剂相通,但疏水个别能与集合物变成化学集合或物理缠结。

  (3) 对功能的影响:低分子偶联剂凡是正在下降粘度的同时,进步力学功能;高分子偶联剂则正在大幅度进步力学功能的同时,增长体例的粘度,这是因为分子之间效用力加强的源由。

  (1) 操作油(软化剂,用量较大):分子量300-600的烃类或浓郁烃类(如机油,链烷烃油,浓郁烃油,白腊油等)

  (2) 极性的酯类(正在非极性橡胶中应用,称为增塑剂,其特色为脆性温度、且用量较少):低分子酯类(DOP,DBP,DOS)和高分子酯类(己二酸乙二醇酯)

  (1) 热力学(合键身分):自正在能ΔF=ΔH(热焓) - TΔS(熵变)。寻常夹杂历程中,自正在度增长,ΔS0;ΔH 0(吸热),尽或者小。

  (3) 溶剂化效用(次要身分):寻常以为,橡胶的双键有必定的亲核性,增塑剂酯类有亲电性,通过亲电-亲核效用增长了两者的界面强度,相容性增长,但是这种亲电-亲核效用较弱,因而寻常用量不宜过大(5-10phr)。如NR与DBP,NBR与芳烃油的相容性,SBR、BR与NR的分歧,

  老化是指悉数使橡胶功能劣化的历程。如O2,O3,热,光,委靡,力,催化剂,化学介质等,为了视察这些影响身分,安排了很众试验要领。

  化学:无污染型(酚类,1010,1076;硫化二丙酸酯(DLTP,DSTP);亚磷酸酯,168);污染型(胺类,RD,D,A)

  拉伸强度是外征成品或许屈从拉伸捣鬼的极限材干。影响橡胶拉伸强度的合键身分有:大分子链的主价键、分子间力以及高分子链柔性。

  (2) 分子量增大,范德华力增大,链段不易滑动,相当于分子间变成了物理交联点,因而随分子量增大,拉伸强度增高,到必定水平时到达平均;

  (2) 交联键类型:随交联键能增长,拉伸强度减小;众硫键具有较高的拉伸强度,由于弱键正在应力形态下能起到开释应力的效用,减轻应力凑集的水平,使交联网能匀称地接受较大的应力。对待能爆发结晶的NR等,交联弱键的早期断裂,又有利于主链的定向结晶。

  大方的试验解说:粒径越小,橡胶制品行业发展比外观积越大,外观活性越大,布局性越高,补强的成效越好。同时随填料用量增长,有最大值,其巨细受橡胶种类和填料类型的影响。

  橡胶的扯破是因为质料中的裂纹或裂口受力时急速增加而导致捣鬼的形势,寻常是沿着分子链数目最小,即阻力最小的途径繁荣。合键与橡胶应力-应变弧线的式样和粘弹性相合。与橡胶种类、硫化体例、软化剂均相合系。

  张开总共橡胶的原质料: 生胶、各样配合剂、以及举动骨架质料的纤维和金属质料。

  天然橡胶是干啥的