橡膠成型技術-壓延課件

本章主要講解橡膠壓延的有關知識，要求掌握壓延概念，了解壓延原理，掌握壓延效應及影響因素，掌握壓延工藝方法、特性、工藝條件，理解壓延常見質量問題及解決方法壓延的基本原理1壓延工藝方法及工藝條件2常見橡膠壓延特性3壓延工藝質量問題及改進4目錄壓延概述

壓延是指膠料通過專用的壓延設備滾筒間隙受到擠壓，延展成為具有一定規(guī)格形狀的膠片或使紡織材料、金屬材料表面實現掛膠的工藝過程。壓延是一項精細的作業(yè)，直接影響產品的質量和原材料的消耗，在橡膠制品加工中占有重要地位。壓片壓型貼合貼膠與擦膠膠片膠布作業(yè)形式按輥筒數目可分為：

兩輥壓延機

三輥壓延機

四輥壓延機

五輥壓延機“I”型壓延機“Δ”型壓延機“L”型壓延機“Г”型壓延機“Z”型壓延機“S”型壓延機按輥筒的排列形式可分為：三輥壓延機三輥壓延機四輥壓延機壓延的基本原理膠料在輥縫中的受力狀態(tài)膠料壓延時，在輥筒縫隙中受到兩個力的作用：一是輥筒的旋轉拉力，由膠料和橡膠的摩擦力作用產生，作用是將膠料帶入輥筒；一是輥筒縫隙對膠料的擠壓作用，使膠料推進向前。輥筒撓度的影響及其補償1.輥筒撓度

橫壓力：壓延時，膠料對輥筒產生一個與擠壓力大小相等、方向相反的反作用力，稱為橫壓力。（直徑為20cm，輥距為0.01cm時,橫壓力可達480kg）

撓度：壓延機輥筒在膠料的橫壓力作用下會產生軸向的彈性彎曲變形，其程度大小以輥筒軸線中央部位偏離原來水平位置的距離表示,稱為輥筒的撓度。撓度的產生使壓延半成品沿寬度方向上斷面厚度不均勻，中間厚度大，兩邊厚度小，影響壓延質量。2.補償方法（1）中高度法（凹凸系數法）（2）軸交叉法（3）輥筒預彎曲法中高度法（凹凸系數法）將輥筒工作部分制成具有一定凹凸系數(用輥筒軸線中央與兩端半徑之差表示)的凹形或凸形缺點：該法由于不能適應膠料性質和壓延條件的變化而受到限制軸交叉法使用輔助機構使輥筒之間交叉成一定角度a(0~2°之間調整),形成兩端輥隙大,中間輥隙小的狀態(tài),與撓度對輥隙的作用力相反。優(yōu)點：補償效果可以調整，以適應膠料性質和壓延條件變化缺點：受補償曲線和輥筒撓度的差異使補償效果受局限輥筒預彎曲法利用輥筒兩端的液壓輔助裝置對兩端施加外力，使輥筒產生與橫壓力相反的預彎曲變形缺點：由于輥筒軸承負荷加大，而限制了預彎曲程度和補償效果。膠料在輥筒縫隙中的流動狀態(tài)X點為壓力起點，由于輥縫大，輥筒旋轉產生的拉力大于擠壓力，使膠料沿輥筒表面的流速快于中央部位，膠料內外層之間便出現了凹形速度梯度。隨著膠料繼續(xù)向前流動，壓力遞增，使中央部位流速逐漸加快，這時內外層的速度梯度作用很大，使中央部位的流速加快，逐漸膠料在輥筒縫隙中的流動狀態(tài)當兩輥筒線速度不等時，膠料的流動分布規(guī)律基本不變。只是這時在Z、W兩點處的流速不相等，而是存在一個與兩輥線速度想對應的速度梯度。膠料中間部位速度最大處也向速度大的輥筒那邊靠近一些?？偟慕Y果是速度梯度增加膠料黏度與切變速率和溫度的依賴關系良好的流動性是膠料壓延能順利進行的先決條件。膠料的流動性一般是用黏度來直接度量的。粘度值越小，流動性越好；反之，粘度值越大，流動性越差。而膠料的黏度大小直接受到切變速率和溫度的影響。黏度與切變速率的關系壓延時切變速率很大，膠料變現得很柔軟，流動性很好，適合壓延的加工要求。而當膠料離開輥縫后，流動性停止，黏度變得很大，半成品有良好的挺性，放置時不會變形。所以適當提高壓延速度有利于提高其流動性。黏度與溫度的關系由阿累尼烏斯公式可以看出，溫度增加，黏度顯著降低。因此可以利用提高溫度的辦法來提高膠料壓延時的流動性。為此，壓延用的膠料要進行熱煉，以提高其溫度。但不同的橡膠對溫度的敏感性不同。A-常數；R-氣體常數E-橡膠的流動活化能T-絕對溫度可以通過調節(jié)溫度或切變速率的方法來調節(jié)黏度以獲得良好的流動性。壓延效應1．壓延效應壓延后的膠片在平行和垂直于壓延方向上出現性能各向異性的現象。2．產生壓延效應的原因：（1）橡膠大分子鏈的拉伸取向；（2）形狀不對稱的配合劑粒子沿壓延方向的取向。

配方設計：盡量不用幾何形狀不對稱的配合劑。壓延工藝：適當提高壓延機輥筒表面的溫度；提高壓延半成品的停放溫度；降低壓延速度；適當增加膠料的可塑度；將熱煉后的膠料調轉90o向壓延機供膠。消除壓延效應的措施壓延效應壓延工藝方法及工藝條件

膠料的熱煉與供膠01

紡織物干燥02壓延準備工藝1、膠料的熱煉與供膠①設備：開煉機、螺桿擠出機②目的：①、混煉膠料預熱軟化，重新獲得流動性；②、提高膠料可塑度；

③、補充混煉，提高膠料分散程度；步驟：

粗煉、細煉、供膠粗煉、細煉集體操作條件及方法：

供膠：熱煉后的膠料經一臺專用開煉機割取成連續(xù)的膠條經輸送帶連續(xù)向壓延機供料，輸送帶的速度應略大于開煉機的速度；隨著壓延工藝自動化水平和壓延速度的提高，對于規(guī)模較大、現代化程度較高的輪胎廠已采用冷喂料銷釘式螺桿擠出機進行熱煉和供料。

壓延紡織物的含水率一般要求控制在1%～2%的范圍內，最大不超過3%。否則會降低膠料與紡織物之間的結合強度，造成膠布半成品掉膠，硫化膠制品內部脫層，壓延時膠布內部產生氣泡，硫化時產生海綿孔等質量問題。2、紡織物的干燥①設備：

①、多個中空輥筒組成的立式或臥室干燥機

②、加熱媒介：飽和水蒸氣

③、溫度：50℃~70℃（具體依實際紡織物類型而定）②目的：

①、保證膠料與紡織物之間的粘合

②、防止膠布內部產生氣泡③作業(yè)步驟：輪胎公司一般將干燥放在上膠之前組成聯動作業(yè)流程，使紡織物干燥后立即進入壓延機掛膠，以防止紡織物停放時間過長而回潮。2、紡織物的干燥壓片

利用壓延機將膠料制成具有規(guī)定斷面厚度和寬度的表面光滑的膠片，通常適于厚度在3mm以下的膠片。如膠管、膠帶的內外層膠和中間層膠片、輪胎的緩沖層膠片、隔離膠片和油皮膠等膠片的壓延表面光滑、無縐縮；內部密實、無孔穴、氣泡；斷面厚度均勻，精確；各部分收縮變形均勻一致。1)三輥壓延機壓片：

適用于厚度為2～3mm的膠片，分兩種情況：中下輥間無積膠壓延：適用于NR；中下輥間有積膠壓延：適用于SBR?？墒鼓z片表面光滑、有利于減少內部氣泡，提高密實程度，但會增大壓延效應。壓片的工藝方法2膠料膠片存膠膠片膠料中下輥間無積存膠中下輥間有積存膠對于規(guī)格要求高的半成品可采用四輥壓延機壓片。比三輥多通過一次輥距，壓延時間增加，松弛時間較長，收縮相應減少，從而使膠片厚薄的精度和均勻性提高適用于厚度范圍在0.04～1.00mm的膠片。壓延精度高，但壓延效應大。四輥壓延機壓片輥溫保證壓片質量的關鍵。適當控制各輥之間的溫度差才能使膠片沿著輥筒之間順利通過。輥溫由膠料性質決定輥速根據膠料的可塑性決定速比輥筒間的速比有助于排出氣泡，但對所出膠片的光滑度不利可塑度可塑度大容易得到光滑的膠片。太大則容易粘輥。太小則壓片表面不光滑，收縮率大供膠供膠要連續(xù)且均勻，積膠量不能時多時少，否則引起厚薄不均。壓片工藝要點壓型膠片的壓延貼合膠片的壓延貼合方法膠片的壓延概述紡織物掛膠是使紡織物通過壓延機輥筒縫隙，使其表面掛上一層薄膜，制成掛膠簾布或掛膠帆布，作為橡膠制品的骨架層。目的是隔離織物，避免相互摩擦受損；增加成型黏性，使織物之間自相緊密地結合成一整體，共同承擔外力的作用；增加織物的彈性、防水性，以保證制品具有良好的使用性能。紡織物掛膠紡織物掛膠要求和方法紡織物掛膠1工藝方法根據紡織物材料的特點及制品性能要求，分為貼膠和壓力貼膠。2工藝條件膠料溫度、可塑性、輥溫、輥速。紡織物掛膠紡織物掛膠貼膠貼膠適用密度較稀的簾布掛膠?？刹捎萌亯貉訖C一次單面貼膠或四輥壓延機進行一次雙面貼膠。工藝過程如圖4-13所示。也可采用兩臺三輥壓延機連續(xù)進行兩面貼膠如圖4-14所示。圖4-13

貼膠工藝示意圖(a)三輥壓延機貼膠(V2=V3>V1)(b)四輥壓延機貼膠(V2=V3>V1=V4)(c)三輥壓延機壓力貼膠(V2=V3>V1)紡織物掛膠壓力貼膠壓力貼膠主要用于密度較大的簾布掛膠，也可以用于細布、帆布掛膠。和一般貼膠的區(qū)別是布和中輥之間存在堆積膠，如圖4-13（C）所示?？衫枚逊e膠的壓力將膠料擠壓到布縫中去。此法可以提高膠與布之間的附著力，在不損傷簾線時，簾布的疲勞性能較貼膠工藝有所提高，能改善雙面貼膠容易剝皮的毛病，是貼膠法的一種改進。但此法會使簾線收到的張力增加以致其容易收到損害，操作不當容易參數裂縫、落股、壓扁等毛病。膠料可塑度、溫度壓延張力輥溫輥速輥距貼膠工藝條件0301膠料可塑度小，滲透力小，易掉皮，膠布表面不光滑，收縮率較大。膠料可塑度大，流動性和滲透性好，收縮率小，膠料與布之間有較高的附著力，膠布表面光滑，但硫化膠的強伸性能降低。02膠料可塑度小，滲透力小，易掉皮，膠布表面不光滑，收縮率較大。膠料可塑度大，流動性和滲透性好，收縮率小，膠料與布之間有較高的附著力，膠布表面光滑，但硫化膠的強伸性能降低。0405提高輥速，生產效率提高，但存在紡織物和膠料在輥筒縫隙停留時間短，膠料彈性較大，流動不充分，膠布表面不光滑，膠與布粘合力降低的缺點。尼龍簾布有熱收縮的特點，所以壓延貼膠必須是張力貼膠，而且是從開始貼膠到冷卻結束簾布必須保持一定張力。張力值應等于或略高于簾線在熱膠料中的收縮值。三輥壓延機壓延時，上、中輥距用來確定膠片的厚度，中、下輥距起貼合作用，輥距的大小直接影響壓延質量。中、下輥距過小，紡織物不易通過或被壓碎，輥距過大，則失去輥壓作用，膠與布不能很好的貼合，附著力小。增加膠料與紡織物的附著力，速比愈大膠料滲透性愈好對紡織物損傷程度較大。擦膠是利用壓延機兩個速比不同的輥筒之間產生的剪切力將膠料擠入紡織物組織的縫隙中的壓延掛膠工藝。主要用于輪胎、膠管、膠帶所用帆布、細布的掛膠。擦膠只能處理帆布，不能處理簾布。紡織物掛膠——擦膠優(yōu)點缺點

通常采用三輥壓延機進行單面擦膠，上、中輥供膠，中、下輥擦膠。按中輥是否包膠分為：中輥包膠法(包擦）、中輥不包膠（光擦）紡織物掛膠——擦膠工藝方法包擦：膠料對織物的滲透性大，附著力大，對織物的損傷小。主要適于薄細帆布和平紋細布的掛膠。光擦：附膠量大，膠布表層的膠層厚度大。主要用于厚度較大帆布的擦膠。紡織物掛膠——擦膠工藝方法①中輥包膠法中輥包膠法又稱為薄擦或包擦法，是當紡織物進入中、下輥筒縫隙時，部分膠料被擦入紡織物中，余膠仍包在中輥上。特點：掛較量少且基本穩(wěn)定，成品耐曲撓性較差；紡織物所受的擠壓力小，膠料滲入布層較淺，附著力較低，膠布表面不光滑。用途：薄細布和平紋細布的壓延。要求：膠料必須有良好的包輥性。紡織物掛膠——擦膠工藝方法②中輥不包膠中輥不包膠又稱為厚擦或光擦法，是當紡織物通過中、下輥筒縫隙時，膠料全部擦入紡織物中，中輥不再全包膠只是半圓周包膠。特點：膠層較厚，可提供成品耐曲撓性能，表面光滑，且擠壓力大，附著力較高，但用膠量較多，易將紡織物壓破。用途：厚度較大的帆布掛膠。紡織物掛膠——擦膠工藝方法三輥壓延機只能進行一次單面擦膠，紡織物擦膠必須分兩次才能完成作業(yè)。有兩種方法：第一種，利用兩臺三輥壓延機一次進行兩面擦膠，兩臺之間安裝一個翻布輥，當第一臺進行一面擦膠后，通過翻布輥將紡織物翻轉進入第二臺進行第二面的擦膠。第二種方法，使用兩臺轉動方向相反的三輥壓延機進行一次雙面擦膠。擦膠也可與貼膠相結合，先進行第一面貼膠，再進行第二面擦膠。紡織物掛膠——擦膠工藝方法工藝條件膠料的可塑度1溫度2輥溫3輥速4紡織物掛膠-擦膠

圖中為常用的四輥壓延聯動裝置。四輥壓延聯動裝置主要用于簾布一次兩面貼膠的連續(xù)化生產，專用性強，生產效率高。此外，這種裝置也可用于帆布的擦膠、膠片貼合、壓延膠片帶工藝操作。接頭硫化機導開架張力定中心干燥裝置張力調節(jié)裝置定中心裝置擴幅裝置冷卻裝置卷取裝置測厚裝置前牽引機前儲