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橡胶加工工艺分子 - 无图版

disclee --- 2008-08-20 15:22:41

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橡膠加工工藝分子

橡膠的獨特加工工藝是通過(硫化)將線型高分子交聯成三維网狀高分子量聚合物.即由所謂的原料橡膠轉變為硫化橡膠.前者習慣上稱為生橡膠或生膠,而后者叫做橡膠或熟膠.

生膠為分子量從10萬到100萬以上的粘彈性物質.生膠在室溫和自然狀態下有极大的彈性,而在50~100℃之間開始軟化,此時進行機械加工能產生很大的塑性變形.易於將配合材料均勻混入膠中並制成各種膠料和坯體.這種配合橡膠在140~180℃的熱狀態下,經過一定時間,橡膠分子間即產生化學結合,從而完全喪失塑性,成為有實用價值的,既強韌又柔軟的橡膠制品.

橡膠加工過程其實就是橡膠的塑煉,成型及硫化過程.

1.橡膠的塑煉:

橡膠加工工藝對生膠可塑性有一定要求,有些生膠很硬,粘度很高,缺乏基本的和必需的加工工藝性能.因此生膠首先必須進行塑煉,其目的是降低生膠的彈性增加其塑性並獲得適當的流動性,以滿足混煉,壓延,壓出,成型和硫化等各工藝加工過程和要求,同時,通過塑煉,還能使生膠的可塑性均勻一致,使制得的膠料質量也均勻一致.

在橡膠加工中,提高生膠可塑性一般在開煉機,密煉機和螺杆式塑煉機中進行.

開煉機塑煉是當生膠通過兩個不同轉速相對回轉的輥筒之間時,受到剪切應力,使橡膠大分子鍵斷裂而獲得塑性.

用於塑煉加工的開煉機輥筒速比一般在1:1.25~1:1.27.輥筒之間速比越大,膠料通過輥縫時所受的剪切作用越大,塑煉效果越好,速比不能太大,因為過分激烈的摩擦作用會使膠料溫度急劇升高.反而影響塑煉效果,而且增加電能消耗所以必須合理選擇輥笥速比.

開煉機塑煉屬於低溫塑煉,一般塑煉溫度在55℃以下,溫度愈低,塑煉效果愈好.各類橡膠用開煉機塑煉時,要求的輥溫條件不同.

密煉機塑煉,是生膠料進入密閉室內,在兩個轉子間隙中受到捏煉,同時由於轉子旋轉,使膠料與密煉室壁之間,與上﹑下頂栓之間產生強烈的磨擦及機械剪切撕捏作用.其特點是機械作用複雜,機械剪切撕捏劇烈,生熱大升溫快,屬於高溫塑煉,溫度控制很重要.(丁qing橡膠不宜用密煉機塑煉)

螺杆機塑煉,是生膠在機腔內受螺杆的螺紋與機筒壁的磨擦攪拌,並借螺杆沿機筒向前推動膠料而進行連續塑煉,生產效率高,動力消耗少,但排膠溫度高,膠料熱可塑性較大,塑煉膠的均勻性較差.

2.混煉

混煉是橡膠加工過程中重要工序之一,混煉膠質量對半成品的工藝加工性能和成品質量具有決定性的影響.

一般采用開煉機或密煉機混煉.

密煉機混煉與開煉機混煉相比,具有混煉時間短,效率高,機械化自動化程度高,膠料質量好,勞動強度低,操作安全,藥品飛揚損失小,環境衛生條件好等優點.但密煉機混煉室散熱困難,混煉溫度高且難以控制,使對溫度敏感的膠

料受到限制,不适於淺色膠料和品種變換頻繁的膠料混煉,另外密煉機混煉還需配備相應的下片裝置.

開煉機輥筒的轉速和速比設計要适宜.轉速高,效率高,但轉速過高,則操作安全性差,選擇混煉用開煉機的速比應比塑煉時為小.

輥筒溫度要适當,輥溫過高,會導致膠料軟化而降低機械剪切作用,降低混煉效果,並容易引起膠料焦燒和使某些低熔點配合劑熔化結團,不易分散.

密煉機轉子轉速和轉子結構形狀,混煉過程中,膠料所受剪切速度與轉子轉速成正比,可根據膠料特性和工藝要求設計多速或變速密煉機,時變換速度,以取得最好的混煉效果.

密煉機轉子的結構形狀對混煉過程有重大影響.

密煉機混煉過程中,生熱量大,散熱困難,所以膠料升溫快,溫度高,混煉溫度過高會降低對膠料的機械剪切作用,使混不均,並會加劇橡膠分子的熱氧化裂解,使膠料物理機械性能降低,同時還會促使橡膠和炭黑之間產生過多的化學結合作用而生成過多的凝膠,使膠料可塑度下降,膠料表面粗糙,造成壓延,壓出加工困難.

因此密煉機轉子結構,轉子轉速及溫控設計很重要.

3.成型

橡膠制品成型是生產的重要工序之一.用一定的機器設備和工藝方法,制造出各結構和不同規格尺寸半成品的工藝過程為品的成型,橡膠制品的種類很多,產品的結構不一.因此,成型方法也有繁有簡,有物理過程,也有化學過程.

比如壓出壓延法,它是橡膠制品成型較為普遍的一種方法,廣泛應用於簡單結構制品的成型.如膠板,膠佈等產品用壓延法;純膠管,電線,電纜,密封條及各種內胎用壓出法.

4.硫化

硫化是橡膠制品加工的主要工藝過程之一.在加熱或輻照的條件下,膠料中的生膠與硫化劑發生化學反應,使橡膠由線型結構的大分子交聯成為立體网狀結構的大分子,而導致膠料物理機械性能及其它性能得到明顯的改善,這一過程稱為硫化.制品硫化過程的硫化條件是:硫化溫度,硫化時間和硫化壓力.

5.橡膠加工一般工藝流程圖:

        橡膠                          化工原料

      /  ∣ \                                                

        合成膠       天然膠 再生膠         粉狀  固體   液體

     \   ∣  /      ∣    ∣    ∣

       剝皮洗刷        干燥   粉碎      加溫脫水

                                                        \   /    ∣

        烘膠           篩選       ∣

         ∣             \    /

        切膠               稱量

         ∣                ∣

        破膠               抽檢

         ∣                ∣

        塑煉                ∣

         ∣                ∣

       打卷稱量               ∣

         ∣                ∣

       冷卻存放               ∣

         ∣                ∣

        快檢 ————— 配合 ——————

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            下片冷卻     造粒

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                入庫存放

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