橡膠成型工藝學(xué)習(xí)教案

1、橡膠橡膠(xingjio)成型工藝成型工藝第一頁(yè)，共42頁(yè)。橡膠是高彈性的高分子材料，由于橡膠具有(jyu)其他材料所沒有的高彈性，因而也稱作彈性體。液體液體(yt)(yt)橡膠橡膠熱塑性橡膠熱塑性橡膠通用通用(tngyng)(tngyng)橡膠橡膠特種橡膠特種橡膠天然橡膠天然橡膠合成橡膠合成橡膠材材料料來(lái)來(lái)源源橡橡 膠膠性性能能和和用用途途第1頁(yè)/共42頁(yè)第二頁(yè)，共42頁(yè)。F生膠：生膠： 沒有沒有(mi yu)(mi yu)加入配合劑且尚未交聯(lián)的橡膠。加入配合劑且尚未交聯(lián)的橡膠。一般由線型大分子或帶有支鏈的線型大分子構(gòu)成，可以一般由線型大分子或帶有支鏈的線型大分子構(gòu)成，可以溶于有機(jī)溶劑。溶于

2、有機(jī)溶劑。第2頁(yè)/共42頁(yè)第三頁(yè)，共42頁(yè)。F混煉膠：生膠與配合混煉膠：生膠與配合(pih)(pih)劑經(jīng)加工混合劑經(jīng)加工混合均勻且未被交聯(lián)的均勻且未被交聯(lián)的 橡膠。常用的配合橡膠。常用的配合(pih)(pih)劑有硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑有硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑、防老劑等。劑、防老劑等。第3頁(yè)/共42頁(yè)第四頁(yè)，共42頁(yè)。F硫化膠：混煉膠在一定的溫度硫化膠：混煉膠在一定的溫度(wnd)(wnd)、壓力和時(shí)間作用下，經(jīng)交聯(lián)由線型大、壓力和時(shí)間作用下，經(jīng)交聯(lián)由線型大分子變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而得到的橡膠。分子變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而得到的橡膠。一般不溶于溶劑。一般不溶于溶劑。 第4頁(yè)/共

3、42頁(yè)第五頁(yè)，共42頁(yè)。1. 1.高彈性：彈性模量低，伸長(zhǎng)變形大，有可恢復(fù)的變形高彈性：彈性模量低，伸長(zhǎng)變形大，有可恢復(fù)的變形, ,并能在很寬的溫度（并能在很寬的溫度（-50150-50150）范圍內(nèi)保持彈性。）范圍內(nèi)保持彈性。2. 2.粘彈性：橡膠材料在產(chǎn)生形變和恢復(fù)形變時(shí)受溫度和粘彈性：橡膠材料在產(chǎn)生形變和恢復(fù)形變時(shí)受溫度和時(shí)間的影響，表現(xiàn)有明顯的應(yīng)力松弛時(shí)間的影響，表現(xiàn)有明顯的應(yīng)力松弛 和蠕變和蠕變 現(xiàn)象，在震現(xiàn)象，在震動(dòng)或交變應(yīng)力作用動(dòng)或交變應(yīng)力作用(zuyng)(zuyng)下，產(chǎn)生滯后損失。下，產(chǎn)生滯后損失。3. 3.電絕緣性：橡膠和塑料一樣是電絕緣材料。電絕緣性：橡膠和塑料一樣是

4、電絕緣材料。第5頁(yè)/共42頁(yè)第六頁(yè)，共42頁(yè)。4 4有老化現(xiàn)象：如金屬腐蝕、木材腐朽、巖石風(fēng)化一樣，橡膠也有老化現(xiàn)象：如金屬腐蝕、木材腐朽、巖石風(fēng)化一樣，橡膠也會(huì)因?yàn)榄h(huán)境條件的變化而產(chǎn)生老化現(xiàn)象，使性能變壞會(huì)因?yàn)榄h(huán)境條件的變化而產(chǎn)生老化現(xiàn)象，使性能變壞(bin hui)(bin hui)，壽，壽命下降。命下降。5. 5. 必須進(jìn)行硫化才能使用，熱塑性彈性體除外。必須進(jìn)行硫化才能使用，熱塑性彈性體除外。6. 6. 必須加入配合劑。必須加入配合劑。其它如比重小、硬度低、柔軟性好、氣密性好等特點(diǎn)，都屬于橡其它如比重小、硬度低、柔軟性好、氣密性好等特點(diǎn)，都屬于橡膠的寶貴性能。膠的寶貴性能。第6頁(yè)/共4

5、2頁(yè)第七頁(yè)，共42頁(yè)。第7頁(yè)/共42頁(yè)第八頁(yè)，共42頁(yè)。第8頁(yè)/共42頁(yè)第九頁(yè)，共42頁(yè)。塑煉塑煉(s lin) 為了改善生膠黏度過(guò)大和不均勻現(xiàn)象，在煉膠機(jī)中通過(guò)機(jī)械應(yīng)力、熱氧或加入塑解劑等方法對(duì)生膠進(jìn)行加工，使生膠由強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變(zhunbin)為柔軟、便于加工的塑性狀態(tài)。第9頁(yè)/共42頁(yè)第十頁(yè)，共42頁(yè)。 降低分子量是生膠獲得可塑性的最有效降低分子量是生膠獲得可塑性的最有效方法。只有這樣才能使粘度下降，可塑性增方法。只有這樣才能使粘度下降，可塑性增加。加。 降低分子量，實(shí)質(zhì)降低分子量，實(shí)質(zhì)(shzh)上就是使分上就是使分子鏈斷鏈。子鏈斷鏈。橡膠塑煉橡膠塑煉(s lin)的實(shí)質(zhì)的實(shí)質(zhì)第

6、10頁(yè)/共42頁(yè)第十一頁(yè)，共42頁(yè)。高溫塑煉：自動(dòng)氧化高溫塑煉：自動(dòng)氧化(ynghu)(ynghu)降解為主機(jī)械力強(qiáng)化橡膠與氧降解為主機(jī)械力強(qiáng)化橡膠與氧的接觸的接觸塑塑煉煉的的方方法法 機(jī)械(jxi)塑煉法 化學(xué)(huxu)塑解法低溫塑煉：機(jī)械降解為主低溫塑煉：機(jī)械降解為主以機(jī)械塑煉為主以機(jī)械塑煉為主橡膠塑煉的方法橡膠塑煉的方法第11頁(yè)/共42頁(yè)第十二頁(yè)，共42頁(yè)?；鞜捇鞜捯?、定義一、定義(dngy)指在煉膠機(jī)上將指在煉膠機(jī)上將(shngjing)各種配合各種配合劑加入到橡膠中制成混煉膠的工藝過(guò)程劑加入到橡膠中制成混煉膠的工藝過(guò)程 二、混煉的二、混煉的目的目的(md)和意義和意義 1.保證產(chǎn)品

7、的質(zhì)量保證產(chǎn)品的質(zhì)量3.高效節(jié)能高效節(jié)能2.適合于進(jìn)一步的加工適合于進(jìn)一步的加工第12頁(yè)/共42頁(yè)第十三頁(yè)，共42頁(yè)。第一種狀態(tài)第一種狀態(tài)(zhungti)：不能緊包前輥：不能緊包前輥第二種狀態(tài)第二種狀態(tài)(zhungti)：緊包前輥：緊包前輥第三種狀態(tài)第三種狀態(tài)(zhungti)：脫輥：脫輥出兜出兜第四種狀態(tài)：第四種狀態(tài)：粘流態(tài)包輥粘流態(tài)包輥 原因：溫度適宜，膠料的可塑性中。原因：溫度適宜，膠料的可塑性中。 原因：溫度略高，膠料的可塑性略大。原因：溫度略高，膠料的可塑性略大。 原因：溫度太高，可塑度太大原因：溫度太高，可塑度太大 生膠的混煉性生膠的混煉性 原因：混煉溫度低，膠料的可塑性小。原因

8、：混煉溫度低，膠料的可塑性小。第13頁(yè)/共42頁(yè)第十四頁(yè)，共42頁(yè)。壓延壓延(yyn)(yyn)壓延壓延指將混煉膠在壓延設(shè)備上制成膠片或與骨架指將混煉膠在壓延設(shè)備上制成膠片或與骨架(gji)材料制成膠布半成品的工藝過(guò)程。材料制成膠布半成品的工藝過(guò)程。 壓片壓片 壓延壓延 貼合貼合(ti h) 壓型壓型 掛膠（貼膠、擦膠）掛膠（貼膠、擦膠） 第14頁(yè)/共42頁(yè)第十五頁(yè)，共42頁(yè)。壓延壓延(yyn)(yyn)從原理上看，壓延從原理上看，壓延(yyn)(yyn)過(guò)程主要是通過(guò)兩個(gè)輥筒作過(guò)程主要是通過(guò)兩個(gè)輥筒作用把膠料輾壓成具有一定厚度和寬度的膠片的過(guò)程。用把膠料輾壓成具有一定厚度和寬度的膠片的過(guò)程。

9、從表面上看，壓延只是膠料從表面上看，壓延只是膠料造型的變化，但實(shí)質(zhì)造型的變化，但實(shí)質(zhì)(shzh)(shzh)上上是一種流體流動(dòng)過(guò)程。是一種流體流動(dòng)過(guò)程。在壓延過(guò)程中，膠料一方面在壓延過(guò)程中，膠料一方面發(fā)生粘性流動(dòng)，一方面又發(fā)生彈性發(fā)生粘性流動(dòng)，一方面又發(fā)生彈性變形。變形。第15頁(yè)/共42頁(yè)第十六頁(yè)，共42頁(yè)。壓片是指將熱煉好的膠料用壓延機(jī)在輥速相等的壓片是指將熱煉好的膠料用壓延機(jī)在輥速相等的情況下，壓制成有一定情況下，壓制成有一定(ydng)厚度和寬度的膠片。厚度和寬度的膠片。 1.工藝方法工藝方法(fngf)（1）中下輥不積膠）中下輥不積膠（2）中下輥積膠）中下輥積膠（3）四輥壓延機(jī)壓片）四

10、輥壓延機(jī)壓片壓片壓片第16頁(yè)/共42頁(yè)第十七頁(yè)，共42頁(yè)。貼合貼合(ti h)貼合(ti h)工藝方法：貼合是通過(guò)壓延機(jī)將兩層薄膠片(jiopin)貼合成一層膠片(jiopin)的作業(yè)。 二輥壓延機(jī)貼合 三輥壓延機(jī)貼合 四輥壓延機(jī)貼合 第17頁(yè)/共42頁(yè)第十八頁(yè)，共42頁(yè)。壓型壓型(y xn)壓型是將膠料壓制成一定(ydng)斷面形狀的半成品或表面有花紋的膠片。 壓型工藝要求規(guī)格準(zhǔn)確，花紋(huwn)清晰，膠料密致，故要求膠料收縮變形率小及配方中含膠率不宜過(guò)高。 壓型工藝方法第18頁(yè)/共42頁(yè)第十九頁(yè)，共42頁(yè)。紡織物掛膠（貼膠、擦膠）紡織物掛膠（貼膠、擦膠） 紡織物掛膠是使紡織物通過(guò)壓延機(jī)輥

11、筒間隙，使其表面掛上一層薄膠，制成掛膠簾布或掛膠帆布，作為橡膠(xingjio)制品的骨架層。貼膠貼膠壓力壓力(yl)貼膠貼膠 貼膠是利用壓延機(jī)上轉(zhuǎn)速相同輥筒的壓力將一定厚度(hud)的膠片貼于紡織物上。 進(jìn)行貼合的兩輥筒之間有積膠，利用積膠的壓力進(jìn)行貼合的兩輥筒之間有積膠，利用積膠的壓力將膠料擠壓到布縫中去。將膠料擠壓到布縫中去。 第19頁(yè)/共42頁(yè)第二十頁(yè)，共42頁(yè)。紡織物掛膠（貼膠、擦膠）紡織物掛膠（貼膠、擦膠） 紡織物掛膠是使紡織物通過(guò)壓延機(jī)輥筒間隙，使其表面掛上一層薄膠，制成掛膠簾布或掛膠帆布，作為橡膠(xingjio)制品的骨架層。貼膠貼膠壓力壓力(yl)貼膠貼膠 貼膠是利用壓延機(jī)

12、上轉(zhuǎn)速相同輥筒的壓力(yl)將一定厚度的膠片貼于紡織物上。 進(jìn)行貼合的兩輥筒之間有積膠，利用積膠的壓力將膠料擠進(jìn)行貼合的兩輥筒之間有積膠，利用積膠的壓力將膠料擠壓到布縫中去。壓到布縫中去。 擦膠擦膠擦膠擦膠是利用輥速不同所產(chǎn)生的剪切力和輥筒的壓力，是利用輥速不同所產(chǎn)生的剪切力和輥筒的壓力，將膠料擠擦入紡織物的縫隙中，以提高膠料與紡織物將膠料擠擦入紡織物的縫隙中，以提高膠料與紡織物的附著力。的附著力。 擦膠只能處理帆布，不能處理簾布。擦膠只能處理帆布，不能處理簾布。第20頁(yè)/共42頁(yè)第二十一頁(yè)，共42頁(yè)。壓出（擠出壓出（擠出(j ch)）擠出擠出(j ch)與壓延的比較與壓延的比較 擠出是使膠料

13、通過(guò)擠出機(jī)連續(xù)地制成各種不同(b tn)形狀半成品的工藝過(guò)程。 擠出機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)充混煉和熱煉作用，使膠料質(zhì)量更致密，更均勻。適用面廣，可壓出各種尺寸、斷面形狀半成品。設(shè)備占地面積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低， 靈活機(jī)動(dòng)性大。 第21頁(yè)/共42頁(yè)第二十二頁(yè)，共42頁(yè)。 擠出機(jī)由螺桿、機(jī)身、機(jī)頭（包括(boku)口型和芯型）、機(jī)架和傳動(dòng)裝置等部件組成。 一、螺桿(lu n)螺桿種類：按螺紋分：?jiǎn)晤^、雙頭、三頭按螺距分：等距收斂式和復(fù)合(fh) 螺紋等按螺桿外形分：圓柱形、 圓錐形第22頁(yè)/共42頁(yè)第二十三頁(yè)，共42頁(yè)。三、機(jī)頭與口型(kuxng)1.機(jī)頭直向形機(jī)頭 如圓筒形、喇叭形 T形、Y

14、形 2.口型(kuxng)二、機(jī)身(j shn)(機(jī)筒)壓出實(shí)心及片狀半成品的口型壓出中空半成品的口型 由口型、芯型和芯型支座構(gòu)成 。 機(jī)筒為中空?qǐng)A筒,為了及時(shí)散發(fā)和提供熱量,機(jī)筒備有夾套,可通入冷卻水和蒸汽。第23頁(yè)/共42頁(yè)第二十四頁(yè)，共42頁(yè)。硫化硫化(lihu)(lihu) 在一定的溫度條件下，膠料中的生膠與硫化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，橡膠分子結(jié)構(gòu)由線性結(jié)構(gòu)交聯(lián)成為立體在一定的溫度條件下，膠料中的生膠與硫化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，橡膠分子結(jié)構(gòu)由線性結(jié)構(gòu)交聯(lián)成為立體(lt)(lt)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)這個(gè)過(guò)程，橡膠由塑性高、黏度大、可以流動(dòng)的生膠變?yōu)榫哂辛己玫膹椥院陀捕?、塑性很低、不能流?dòng)的熟橡膠，其物理機(jī)械

15、性能也發(fā)生了很大變化。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)這個(gè)過(guò)程，橡膠由塑性高、黏度大、可以流動(dòng)的生膠變?yōu)榫哂辛己玫膹椥院陀捕?、塑性很低、不能流?dòng)的熟橡膠，其物理機(jī)械性能也發(fā)生了很大變化。第24頁(yè)/共42頁(yè)第二十五頁(yè)，共42頁(yè)。硫化前硫化前 線形結(jié)構(gòu)，分子間以范德華力相互作用線形結(jié)構(gòu)，分子間以范德華力相互作用 性能：可塑性大，伸長(zhǎng)率高，具可溶性。性能：可塑性大，伸長(zhǎng)率高，具可溶性。 硫化時(shí)硫化時(shí) 分子被引發(fā)，發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)分子被引發(fā)，發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)硫化后硫化后 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子間主要已以化學(xué)鍵結(jié)合網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子間主要已以化學(xué)鍵結(jié)合 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：1 1）化學(xué)鍵；）化學(xué)鍵；2 2）交聯(lián)鍵的位置；）交聯(lián)鍵的位置；3

16、3）交聯(lián)程度）交聯(lián)程度(chngd)(chngd)；4 4）交聯(lián)交聯(lián) 性能：性能：1 1）力學(xué)性能（定伸強(qiáng)度、硬度、拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、）力學(xué)性能（定伸強(qiáng)度、硬度、拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、 彈性）；彈性）；2 2）物理性能；）物理性能；3 3）化學(xué)穩(wěn)定性）化學(xué)穩(wěn)定性硫化硫化(lihu)(lihu)第25頁(yè)/共42頁(yè)第二十六頁(yè)，共42頁(yè)。第26頁(yè)/共42頁(yè)第二十七頁(yè)，共42頁(yè)。第27頁(yè)/共42頁(yè)第二十八頁(yè)，共42頁(yè)。 壓制成型模具壓制成型模具(mj)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、適用性廣、操作方便強(qiáng)、適用性廣、操作方便壓制壓制(yzh)成型模具成型模具第28頁(yè)/共42頁(yè)第二十九頁(yè)，

17、共42頁(yè)。開放式開放式第29頁(yè)/共42頁(yè)第三十頁(yè)，共42頁(yè)。封閉式封閉式第30頁(yè)/共42頁(yè)第三十一頁(yè)，共42頁(yè)。半封閉式半封閉式第31頁(yè)/共42頁(yè)第三十二頁(yè)，共42頁(yè)。 壓鑄成型模具又稱傳遞式模具或擠膠法模具。它是將混煉過(guò)的、形狀簡(jiǎn)單的、限量一定的膠條或膠塊半成品放入壓鑄模料腔中，通過(guò)壓鑄塞的壓力擠壓膠料，并使膠料通過(guò)澆注(jio zh)系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔中硫化定型的。 壓鑄成型模具的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比普通壓模復(fù)雜，適用于制作普通模壓法所不能壓制或勉強(qiáng)壓制的薄壁、細(xì)長(zhǎng)易彎的制品以及形狀復(fù)雜的制品，制品致密性好，質(zhì)量?jī)?yōu)越。壓鑄成型壓鑄成型(chngxng)模具模具第32頁(yè)/共42頁(yè)第三十三頁(yè)，共42頁(yè)。

18、第33頁(yè)/共42頁(yè)第三十四頁(yè)，共42頁(yè)。 注壓成型模具又稱為注射法模具，它是利用注射機(jī)或注壓機(jī)的壓力，將預(yù)加熱或塑性狀態(tài)的膠料經(jīng)注壓模的澆注系統(tǒng)注入模具型腔中定型硫化。 注壓成型模具的特點(diǎn)：比壓鑄成型模具復(fù)雜，適用于大型(dxng)、厚壁、薄壁以及形狀復(fù)雜的制品，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定。注壓成型注壓成型(chngxng)模具模具第34頁(yè)/共42頁(yè)第三十五頁(yè)，共42頁(yè)。臥式注射機(jī)臥式注射機(jī)立式立式(l sh)注射機(jī)注射機(jī)注注 壓壓 機(jī)機(jī)第35頁(yè)/共42頁(yè)第三十六頁(yè)，共42頁(yè)。 壓出成型壓出成型(chngxng)(chngxng)模具又稱擠出口型摸。它是在壓出模具又稱擠出口型摸。它是在壓出機(jī)中對(duì)膠料加熱與塑化，通過(guò)與螺桿的旋轉(zhuǎn)，使膠料在螺桿機(jī)中對(duì)膠料加熱與塑化，通過(guò)與螺桿的旋轉(zhuǎn)，使膠料在螺桿和機(jī)筒筒壁之間受到強(qiáng)大的擠壓力并不斷的向前移送，通過(guò)和機(jī)筒筒壁之間受到強(qiáng)大的擠壓力并不斷的向前移送，通過(guò)安裝在機(jī)頭的成型安裝在機(jī)頭的成型(chngxng)(chngxng)模具而制成各種截面形狀的橡膠模具而制成各種截面形狀的橡膠型材半成品以達(dá)到初步造型的目的而后經(jīng)過(guò)冷卻定型輸送到型材半成品以達(dá)到初步造型