1、第五章第五章 橡胶成型加工橡胶成型加工欧阳星欧阳星 深圳大学材料学院深圳大学材料学院橡胶成型加工橡胶成型加工将橡胶原料加工成制品的工艺研究和性能测试。橡胶成型加工橡胶成型加工 橡胶的加工工艺橡胶的加工工艺 生胶的塑炼工艺生胶的塑炼工艺 混炼工艺混炼工艺 混炼胶的硫化工艺混炼胶的硫化工艺 未硫化胶的性能测试未硫化胶的性能测试 门尼粘度的测试门尼粘度的测试 可塑度的测试可塑度的测试 混炼胶的门尼焦烧特性混炼胶的门尼焦烧特性 混炼胶的硫化特性混炼胶的硫化特性 硫化胶的性能测试硫化胶的性能测试 硫化胶的拉伸性能硫化胶的拉伸性能 硫化胶的硬度硫化胶的硬度 硫化胶的撕裂性能硫化胶的撕裂性能硫化胶的冲击弹性
2、硫化胶的冲击弹性硫化胶的耐磨性硫化胶的耐磨性硫化胶的热空气老化硫化胶的热空气老化硫化胶的压缩疲劳生热硫化胶的压缩疲劳生热硫化胶的屈挠疲劳和裂口增长硫化胶的屈挠疲劳和裂口增长硫化胶的耐液体介质实验硫化胶的耐液体介质实验硫化胶的低温脆性实验硫化胶的低温脆性实验硫化胶的燃烧性能硫化胶的燃烧性能-氧指数实验氧指数实验炭黑的分散度的测定炭黑的分散度的测定硫化胶的伸张疲劳硫化胶的伸张疲劳硫化胶伸张时的有效弹性硫化胶伸张时的有效弹性硫化胶滞后损失硫化胶滞后损失 加工性能：门尼粘度、门尼焦烧、硫化特性、其它；使用性能：综合物理机械性能。粘弹性能 老化性能（疲劳、热氧、臭氧、天候)耐磨性 阻燃性 耐低温性能 橡
3、胶成型加工橡胶成型加工橡胶定义橡胶定义橡胶橡胶是一种在外力作用下能发生较大的形变，当外力解除后，又能迅速恢复其原来形状的高分子材料。别名弹性体弹性体。粉末橡胶原料、液体橡胶原料粉末橡胶原料、液体橡胶原料橡胶定义橡胶定义橡胶定义橡胶定义配合 塑炼 混炼 成形 硫化 橡胶加工基本工艺橡胶加工基本工艺橡胶配合橡胶配合 硫化体系硫化体系硫黄硫化体系过氧化物硫化体系金属氧化物硫化体系树脂硫化体系辐射硫化橡胶配合橡胶配合 硫黄硫化体系硫黄硫化体系硫黄、促进剂（噻唑类、次磺酰胺类等）、活化剂（氧化锌、硬脂酸）“硫化”的来源硫黄硫化体系硫黄硫化体系橡胶配合橡胶配合 过氧化物硫化体系过氧化物硫化体系橡胶配合橡胶
4、配合 金属氧化物硫化体系金属氧化物硫化体系氧化锌 ZnO橡胶配合橡胶配合 树脂硫化体系树脂硫化体系酚醛树脂硫化醌类衍生物硫化马来酰亚胺硫化辐射硫化辐射硫化橡胶配合橡胶配合 橡胶配合橡胶配合（各种橡胶硫化体系）（各种橡胶硫化体系）橡胶种类硫化体系天然橡胶硫黄、过氧化物、树脂、辐射丁腈橡胶硫黄、过氧化物、辐射乙丙橡胶硫黄、过氧化物、树脂、辐射丁苯橡胶硫黄、过氧化物、辐射顺丁橡胶硫黄、过氧化物、树脂、辐射氯丁橡胶金属氧化物、辐射丁基橡胶硫黄、树脂、辐射硅橡胶过氧化物、辐射聚氨酯橡胶过氧化物、树脂、辐射氟橡胶过氧化物、树脂、辐射补强体系补强体系炭黑、白炭黑、碳酸钙、高岭土等。炭黑橡胶配合橡胶配合 防老
5、化体系防老化体系抗氧剂、抗臭氧剂、抗疲劳剂、光稳定剂等。如防老剂RD、防老剂4010、防老剂4020等。橡胶配合橡胶配合 配方举例配方举例曲轴箱前端垫密封件曲轴箱前端垫密封件 NBR7001 (NBR7001 (单位单位:份数份数)N3350N3350生胶生胶 100100氧化锌氧化锌 5 5硬脂酸硬脂酸 1 1防老剂防老剂RD 1RD 1DRDR分散剂分散剂 1 1N774N774碳黑碳黑 7575白碳黑白碳黑 1515碳酸钙碳酸钙 4040DOP 12 DOP 12 硫磺硫磺 1.51.5促进剂促进剂TT 0.5TT 0.5促进剂促进剂CZ 1.5CZ 1.5 电线套管电线套管 (单位单位
6、:份数份数)甲基乙烯基硅橡胶甲基乙烯基硅橡胶 1001002#2#气相法白碳黑气相法白碳黑 3030双二五双二五 1 1二苯基硅二醇二苯基硅二醇 5 5塑炼 混炼 成形 硫化 橡胶加工基本工艺橡胶加工基本工艺生胶流动温度高、粘度大，它与各种配合剂的混合，需要通过塑炼和混炼来实现。1 1）塑塑 炼：炼：强迫生胶反复通过两个转速不同的滚筒之间的间隙，使之在强剪切力作用下长分子链被切断，相对分子量减小，从而流动性增加（即塑性增加）的工艺过程。橡胶加工基本工艺橡胶加工基本工艺 2 2）混混 炼：炼：将塑炼后的生胶和配合剂混合均匀的过程。混炼的加料顺序是：塑炼胶、防老剂、填充剂、增塑剂、硫化剂及硫化促进
7、剂等。混炼时要注意严格控制温度和时间。常用的混炼机有密炼机和开炼机。橡胶加工基本工艺橡胶加工基本工艺橡胶加工基本工艺橡胶加工基本工艺双辊开炼机开炼后的状态开炼后的状态橡胶加工基本工艺橡胶加工基本工艺设计实验配方，准确称量；检查开炼机；开动机器，预热辊筒；将辊距调至规定大小，调整并固定挡胶板；加胶，包辊，留堆积胶；按加料顺序加入各种配合剂；小料（固体软化剂、活化剂、促进剂、防老剂、防焦剂等）大料（炭黑、填充剂等）液体软化剂硫黄和超速级促进剂割胶，打三角包，薄通；下片、编号待用。关机，清洗机台。橡胶加工基本工艺橡胶加工基本工艺胶料的包辊性装胶容量辊温辊距辊筒的速比加料顺序加料方式混炼时间 橡胶加工
8、基本工艺橡胶加工基本工艺橡胶加工基本工艺橡胶加工基本工艺密炼机门尼粘度计的结构橡胶加工基本工艺橡胶加工基本工艺压铸成形压铸成形注压成形注压成形加料胶料软化预热注压(射)硫化定型取出制品。工艺过程：工艺过程：挤出成形挤出成形硫化定义硫化定义:“硫化”最初是天然橡胶制品用硫磺作交联剂进行交联而得名，现在将线性高分子通过交联作用而形成网状高分子的工艺过程称之为硫化。橡胶的硫化工艺橡胶的硫化工艺优点优点:具有较高的强度、韧具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳性、良好的弹性和化学稳定性等。定性等。橡胶的硫化工艺橡胶的硫化工艺平板硫化机橡胶的硫化工艺橡胶的硫化工艺硫化的工艺参数是温度、时间和压力，俗称
9、硫化的三要素。1)1)硫化压力硫化压力 平板硫化压力的设定方法：平板硫化压力的设定方法：液压泵柱塞面积模具面积硫化压力表压橡胶的硫化工艺橡胶的硫化工艺2 2）硫化温度）硫化温度3 3）硫化时间：依据硫化特性得到。）硫化时间：依据硫化特性得到。10T-T2112kt/t T1温度为t1时的硫化时间；T2温度为t2时的硫化时间；K 硫化温度系数 橡胶的硫化工艺橡胶的硫化工艺最大扭矩Mh最低扭矩Ml焦烧时间t10理论正硫化时间tH工艺正硫化时间t90硫化仪测试结果橡胶的硫化工艺橡胶的硫化工艺常用胶料所适合的硫化温度常用胶料所适合的硫化温度胶料胶料 NR、IRSBR、BR、PUNBR、CR、FKMEP
10、DM、IIRSR 硫化温度硫化温度 ()()140-160 150-170 160-180 170-185 160-190橡胶的硫化工艺橡胶的硫化工艺橡胶的硫化工艺橡胶的硫化工艺橡胶硫化仪橡胶的硫化工艺橡胶的硫化工艺 模具与橡胶之间的空气无法排出。称重不够。压力不足。胶料流动性太差。模温过高,胶料焦烧。胶料早期焦烧(死料）死料）。料不够厚,流动不充分。橡胶加工中常见的问题橡胶加工中常见的问题缺料原因缺料原因缺料的解决措施缺料的解决措施加开排气槽。多排气。提高压力。改配方，增加胶料流动性。改配方，延长焦烧时间，防止麻木。增加料厚度。橡胶加工中常见的问题橡胶加工中常见的问题喷霜、发白喷霜、发白原因
11、原因 硫化不足。配合剂过量，超过橡胶的溶解度。解决措施解决措施 延长硫时或采取二次硫化。调整配方，减少低溶解度配合剂的用量。橡胶加工中常见的问题橡胶加工中常见的问题气泡、发孔气泡、发孔原因原因 硫化不足。压力不足。模内或胶料中有杂质或油污。硫化模温过高。硫化剂加少了，硫化速度太慢。橡胶加工中常见的问题橡胶加工中常见的问题气泡、发孔的解决措施气泡、发孔的解决措施加压。加长硫化时间。调整配方，加快硫化速度。多排气。模温不能过高。增加硫化剂用量。橡胶加工中常见的问题橡胶加工中常见的问题重皮、开裂原因重皮、开裂原因硫化速度太快，胶流动不充分。模具脏或胶料粘污迹。隔离剂或脱模剂太多。胶料厚度不够。橡胶加
12、工中常见的问题橡胶加工中常见的问题重皮、开裂的解决措施重皮、开裂的解决措施降低模温，减慢硫化速度。保持胶料、模具清洁。少用隔离剂或脱模剂。胶料够厚。橡胶加工中常见的问题橡胶加工中常见的问题产品脱模破裂原因产品脱模破裂原因模温过高或者硫时过长。硫化剂用量过多。脱模方法不对。橡胶加工中常见的问题橡胶加工中常见的问题产品脱模破裂解决措施产品脱模破裂解决措施降低模温。缩短硫化时间。减少硫化剂用量。喷脱模剂。采取正确的脱模方法。橡胶加工中常见的问题橡胶加工中常见的问题难加工原因难加工原因产品撕裂强度太好(如高拉力胶)，这种难加工表现为毛边撕不下来。产品强度太差，表现为毛边很脆，会连产品一起撕破。橡胶加工中常见的问题橡胶加工中常见的问题难加工解决措施难加工解决措施如果是撕不掉撕不掉，就得调整配方，多填充配合剂，减小收缩率。如果是撕破撕破,则橡胶加工中常见的问题橡胶加工中常见的问题a.降低模温，缩短硫化时间。b.减少硫化剂用量。c.调整配方，增加胶料强度。生活中的橡胶制品生活中的橡胶制品橡胶科技发展方向橡胶科技发展方向橡胶制品向功能化、高性能化方向发展。橡胶助剂向绿色无毒方向发展。橡胶加工技术向节能、自动化、清洁环保方向发展。谢谢 谢！谢！
