第9章 壓延及壓出

第十三章壓延壓延—指將混煉膠在壓延設(shè)備上制成膠片或與骨架材料制成膠布半成品的工藝過程。

壓片壓延貼合壓型掛膠（貼膠、擦膠）

主要是通過兩個輥筒的輾壓作用使膠料壓延成具有一定厚度和寬度的膠片的過程。

1.膠料在輥縫中的受力狀態(tài)2.膠料在輥縫中的流動狀態(tài)總壓力

橫壓力第一節(jié)壓延原理一、壓延過程二、橡膠粘彈性在壓延中的效應(yīng)AB段：鏈段→彈性→回復(fù)（瞬時彈性變形）BC段：鏈段與分子鏈→粘彈性→部分回復(fù)（粘彈性變形）CD段：分子鏈→粘性→不能回復(fù)（粘性流動）當(dāng)在t1時解除外力作用，則膠料進(jìn)行回復(fù)

1.橡膠的兩種性質(zhì)①粘性：具有流動性，隨時間增大，可以造型（成型）產(chǎn)生永久變形，不可恢復(fù)。②彈性：可回復(fù)的變形，不能造型。彈性形變的發(fā)展和回復(fù)都具有松弛特性DE（瞬時彈性回復(fù)）

EF（粘彈性回復(fù)）FG（熱彈性剩余回復(fù)）

GH為永久變形F處加熱2.τm—最大松弛時間表示膠料從彈性變形轉(zhuǎn)為粘性流動所需要的時間。3.影響τm的因素

(1)膠料的性質(zhì)門尼粘度；分子量大小；配方的組成；膠的種類。(2)工藝條件①輥速輥速慢，相對說降低了τm②溫度溫度高，τm變短4.τm對壓延質(zhì)量的影響

一般來說τm大，回復(fù)慢，收縮大（相當(dāng)于T低，輥速高）；τm小，回復(fù)快，收縮?。ㄏ喈?dāng)于T高，輥速低）膠料質(zhì)量好。

1.什么叫壓延效應(yīng)？壓延后的膠片半成品中，有時會出現(xiàn)一種縱橫方向物理機(jī)械性能差異的現(xiàn)象，即沿著壓延方向的拉伸強(qiáng)度大、伸長率小、收縮率大，而沿著垂直于壓延方向的拉伸強(qiáng)度小、伸長率大、收縮率小。這種縱橫方向性能差異的現(xiàn)象叫壓延效應(yīng)。2.產(chǎn)生原因

3.消除辦法

4.利弊三、壓延效應(yīng)橡膠分子及針狀或片狀的填料粒子，經(jīng)壓延后產(chǎn)生了取向排列。橡膠分子鏈的取向：取向后不易恢復(fù)到原來的自由狀態(tài)。粒子效應(yīng)：主要是由于選用了各向異性的填料。①避免使用各向異性填料，而選用等向性填料。②對于橡膠分子鏈取向產(chǎn)生的壓延效應(yīng)，可用提高壓延溫度，增加分子鏈的活動能量，加快其運(yùn)動。第二節(jié)壓延設(shè)備一、壓延機(jī)1.按用途分壓片壓延機(jī);擦膠壓延機(jī);通用（萬能）壓延機(jī);壓型壓延機(jī);鋼絲壓延機(jī)2.按輥筒排列形式分

I型（直線型）、Δ型、

Γ型（倒L型）、L型、

Z型、S型

由于壓延時，輥筒在膠料橫壓力作用下會產(chǎn)生軸向的彈性彎曲變形。其程度大小用輥筒軸線中央處偏離原來水平位置的距離表示，稱為輥筒的撓度。撓度的產(chǎn)生會使膠片出現(xiàn)中間厚兩邊薄的現(xiàn)象，從而影響壓延質(zhì)量。凹凸系數(shù)法圖（1）（2）軸交叉法圖（3）反彎曲法（預(yù)負(fù)荷法）圖（4）撓度補(bǔ)償措施3.輥筒撓度的影響及其補(bǔ)償4.型號表示如XY—4?！?730，

XY—橡膠用壓延機(jī)；4?！?個輥筒排列為Γ型

1730—輥筒工作部分長度，mm二、壓延聯(lián)動裝置

第三節(jié)壓延前的準(zhǔn)備工藝一、膠料的熱煉（預(yù)熱）其目的是進(jìn)一步提高膠料中填料分散的均勻性和熱可塑性。分為兩個步驟：粗煉：低溫薄通，使膠料變軟且均勻。細(xì)煉：輥距較大，輥溫較高，提高膠料溫度，獲均勻較大的熱可塑性。二、壓延膠料的可塑度范圍壓延方法膠料的可塑度范圍擦膠0.45~0.65貼膠0.35~0.55壓片0.25~0.35壓型0.25~0.35

項目輥距/mm輥溫/℃過輥次數(shù)/次粗煉2~540~457~8

細(xì)煉7~1060~706~7

速比:1:1.17~1.28四、紡織物烘干三、熱煉的工藝

壓延前采用干燥機(jī)將織物烘干（含水率控制1%~2%）以減少紡織物的含水量和提高紡織物的溫度，保證壓延質(zhì)量。

第四節(jié)壓延工藝一、壓片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，壓制成有一定厚度和寬度的膠片。1.工藝方法（1）中下輥不積膠（2）中下輥積膠（3）四輥壓延機(jī)壓片（1）輥溫輥溫影響膠料的流動性能及包輥性能。（2）可塑度可塑度影響壓延時膠料的流動性。（3）輥速及速比影響生產(chǎn)效率及膠片的質(zhì)量

3.膠片的冷卻與卷取冷卻目的是防止膠片產(chǎn)生自硫，使膠片恢復(fù)變形，收縮一致。冷卻方法：水槽冷卻；敷粉卷??；自然冷卻；冷卻鼓冷卻。2.工藝條件二、貼合貼合工藝方法：貼合是通過壓延機(jī)將兩層薄膠片貼合成一層膠片的作業(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

三、壓型壓型是將膠料壓制成一定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高。

壓型工藝方法四、紡織物掛膠（貼膠、擦膠）

紡織物掛膠是使紡織物通過壓延機(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，作為橡膠制品的骨架層。1.掛膠目的（1）使紡織物線與線、層與層之間緊密地合成一整體，共同承擔(dān)外力的作用。（2）增加紡織材料的彈性、防水性。（3）增加成型粘性。（4）起防護(hù)紡織材料的作用。2.掛膠方法貼膠工藝：（1）貼膠（2）壓力貼膠

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壓到布縫中去。（a）—三輥機(jī)貼膠（ｖ2=ｖ3>ｖ1）（b）—三輥機(jī)壓力貼膠（ｖ2=ｖ3>ｖ1）（c）—四輥機(jī)兩面貼膠（ｖ2=ｖ3>ｖ1=ｖ4

）（3）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，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。擦膠只能處理帆布，不能處理簾布。①中輥包膠法（薄擦或包擦）②中輥不包膠法（厚擦或光擦）紡織物擦膠（ｖ2>ｖ1=ｖ3

）示意圖（a）—包擦法；（b）—光擦法3.掛膠工藝條件（1）膠料的可塑度為了保證膠料對布孔的充分滲透，膠料要有較高的可塑度（比壓片膠料大）。（2）輥溫輥溫控制比壓片時高,以增大膠料的流動性及膠料與紡織物間的附著力。（3）輥速考慮膠與布的結(jié)合。輥速應(yīng)依膠料的可塑度而定，可塑度大，輥速可快些，可塑度小，則輥速慢。（4）輥距輥距的大小決定壓延時膠片的厚度及紡織物能否順利通過。輥距依膠料的可塑度以及壓延速度調(diào)節(jié)。五、配方設(shè)計考慮的因素壓延膠料的共同要求配方設(shè)計時所考慮的因素1.生膠類型NR、BR、CR、SBR、NBR、IIR2.含膠率低些①加填料；②加再生膠；③加軟化劑3.硫化體系①膠料的包輥性、流動性適當(dāng)；②膠面應(yīng)光滑，收縮變形??；③膠層無氣泡；④焦燒危險性小。六、壓延工藝的質(zhì)量問題及改進(jìn)壓延工藝質(zhì)量問題及改進(jìn)措施質(zhì)量問題產(chǎn)生原因改進(jìn)措施針孔、氣泡1.膠溫、輥溫過高或過低(過低指丁基、三元乙丙橡膠而言)1．嚴(yán)格控制膠溫、輥溫2．配合劑含水太多3．供膠卷過松、窩藏空氣2．對吸水配合劑進(jìn)行干燥處理3．采用膠片供膠4．壓延積膠量過多4．按工藝要求調(diào)節(jié)積膠量雜質(zhì)、色斑、污點(diǎn)原材料不純設(shè)備打掃不干凈加強(qiáng)原材料質(zhì)量管理，清理設(shè)備厚度、寬度規(guī)格不符合要求熱煉溫度波動或熱煉不充分壓延溫度波動膠料可塑度不一致卷取松緊不一致輥距未調(diào)準(zhǔn)壓延機(jī)振動或軸承不良壓延積膠調(diào)節(jié)不當(dāng)壓延線速度不一致改進(jìn)熱煉條件控制好輥溫加強(qiáng)膠料可塑度控制，固定返回膠摻用比例調(diào)整卷取機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)輥距，力求恒定改進(jìn)設(shè)備防振性能調(diào)節(jié)好壓延積膠量以微調(diào)為主，保持線速度一致質(zhì)量問題產(chǎn)生原因改進(jìn)措施表面粗糙熱煉不足，輥溫過低熱煉不均膠料自硫1．改進(jìn)熱煉，控制好輥溫2．改進(jìn)熱煉，控制好輥3．降低熱煉溫度及壓延機(jī)輥溫膠簾布噴霜膠料混煉不良膠簾布貯存溫度偏低膠簾布停放時間過長檢查、提高混煉膠質(zhì)量冬季應(yīng)確保貯存室溫度冬季減少貯存準(zhǔn)備定額兩邊不齊擋膠板不適當(dāng)活割膠刀未掌握好調(diào)換擋膠板，調(diào)好割膠刀膠料與紡織物附著不好，掉皮紡織物未干燥好紡織物溫度太低加料熱煉不足，可塑度太低或壓延溫度太低紡織物表面有油污或粉塵輥距過大，使膠料滲入紡織物的壓力不足配方設(shè)計不合理控制紡織物含水率在2%以下加強(qiáng)紡織物預(yù)熱加強(qiáng)熱煉、提高壓延溫度紡織物表面清理干凈調(diào)小輥距修改配方，使用增粘性軟化劑，降低膠料粘度膠簾布跳線彎曲緯線松緊不一膠料軟硬不一中輥積膠太少，局部受力過大布卷過松控制簾線張力，使其均勻控制膠料可塑度，熱煉均勻減少中輥積膠，使積膠均勻做到均勻卷取壓延工藝質(zhì)量問題及改進(jìn)措壓延工藝質(zhì)量問題及改進(jìn)措質(zhì)量問題產(chǎn)生原因改進(jìn)措施膠簾布處兜中輥積膠過多，簾布中心受力較大中輥積膠寬度小于簾布寬度，簾布中部受力過大下輥溫度過高，使膠面黏附下輥力量較大紡織物干燥不充分控制好積膠量同上降低輥溫紡織物進(jìn)行充分干燥膠簾布壓壞、羅線操作配合不好，兩邊遞布速度不一輥筒積膠量過多膠料可塑度偏低膠料中有雜質(zhì)、熟膠疙瘩壓延張力不均遞布要平穩(wěn)一致調(diào)整積膠量強(qiáng)化熱煉工藝控制膠料質(zhì)量調(diào)節(jié)好張力本章作業(yè)及思考題：1.什么叫壓延效應(yīng)？它對制品的性能有何影響？如何能消除之。2.什么叫壓延？它包括有哪些作業(yè)？3.什么叫掛膠，畫出其示意圖？一、擠出作業(yè)二、擠出與壓延的比較

第十四章壓出（擠出）

擠出是使膠料通過擠出機(jī)連續(xù)地制成各種不同形狀半成品的工藝過程。擠出機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：①補(bǔ)充混煉和熱煉作用，使膠料質(zhì)量更致密，更均勻。②適用面廣，可壓出各種尺寸、斷面形狀半成品。③設(shè)備占地面積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，靈活機(jī)動性大。

第一節(jié)擠出機(jī)

擠出機(jī)由螺桿、機(jī)身、機(jī)頭（包括口型和芯型）、機(jī)架和傳動裝置等部件組成。一、螺桿螺桿種類：按螺紋分：單頭、雙頭、三頭按螺距分：等距收斂式和復(fù)合螺紋等按螺桿外形分：圓柱形、圓錐形螺桿的主要參數(shù)1.壓縮比指螺桿出料端的螺槽容積與進(jìn)料端螺槽容積的比值。壓縮比一般為1：1.3~1：1.8。2.長徑比L/D

指螺桿工作部分的長度與外直徑的比值。

L/D=4~5.5（熱）；

L/D=8~16（冷）三、機(jī)頭與口型1.機(jī)頭①直向形機(jī)頭如圓筒形、喇叭形②T形、Y形2.口型型號表示：XJ-200二、機(jī)身(機(jī)筒)①壓出實心及片狀半成品的口型②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)筒為中空圓筒,為了及時散發(fā)和提供熱量,機(jī)筒備有夾套,可通入冷卻水和蒸汽。

第二節(jié)擠出原理一、膠料的擠出過程二、擠出膨脹、收縮1.擠出膨脹指膠料在壓力下從口型擠出后，擠出物直徑（或斷面尺寸）比口型直徑（或斷面尺寸）增大的現(xiàn)象。

膨脹比為擠出物的直徑或斷面有關(guān)部位尺寸與口型相應(yīng)的尺寸之比值。2.收縮指壓出后的半成品，在停放過程中發(fā)生厚度增加，長度和寬度變小的現(xiàn)象。要求收縮率為2~5%3.影響因素（1）膠料本身的性質(zhì)a.生膠種類；b.配方中含膠率；c.可塑度（2）工藝a.膠料在口型中停留的時間；b.擠出溫度；c.半成品規(guī)格；d.壓出方法4.口型設(shè)計的主要參數(shù)（1）膨脹比BB=（D/D0）×100%其中，D——壓出物直徑（或斷面尺寸），cmD0——口型直徑（或斷面尺寸），cm（2）幾何形狀復(fù)雜的各部位B不同（3）壓出膠料有斷面變形的特點(diǎn)——中間大，邊緣小

第三節(jié)擠出工藝熱煉擠出冷卻裁斷或卷取一、膠料熱煉的要點(diǎn)二、擠出操作預(yù)熱機(jī)臺供膠

調(diào)節(jié)口型位置檢查半成品質(zhì)量

調(diào)控機(jī)臺溫度及擠出速度

熱煉目的：進(jìn)一步提高混煉膠的均勻性和熱塑性，使膠料易于擠出，得到合格半成品。熱煉包括粗煉和細(xì)煉三、工藝條件1.可塑度PP=0.25~0.4同一部件，橡膠不同，對P的要求不同。2.機(jī)臺溫度

3.擠出速度擠出速度以單位時間內(nèi)的擠出長度（或重量）來表示。擠出速度要與輸送帶的接取速度一致。一般V=3~20m/min口型處最高，機(jī)頭次之，機(jī)筒最低。

其目的是使擠出半成品表面光滑、擠出過程順利和減小膨脹率。四、冷卻、裁斷、稱量和卷取1.冷卻冷卻目的：2.裁斷按一定長度或重量進(jìn)行裁切3.卷取a.手工盤接如實心膠條、純膠管、小口徑膠管內(nèi)外層膠壓出等。b.機(jī)械繞盤①防止半成品在停放時產(chǎn)生自硫。②降低擠出物的熱塑性和流動性，使形狀盡快穩(wěn)定，防止變形。冷卻方法：水槽冷卻和噴淋冷卻1.擠出膠料的一般要求①水分及揮發(fā)物含量盡可能低，以免產(chǎn)生氣孔。②無外來雜質(zhì)顆粒，以免造成破裂。③膠料宜有較小的彈性變形，以保證制品尺寸穩(wěn)定。④有足夠長的門尼焦燒時間，防止擠出過程產(chǎn)生自硫。⑤有一定自潤滑性，發(fā)熱量低。⑥膠料要保持一定的挺性，防止停放變形。五、配方設(shè)計措施2.擠出膠料的一般配合原則①含膠率含膠率應(yīng)低些，一般為30~50%。②配用再生膠和油膏可降低收縮率，加快壓出速度。③配用炭黑、碳酸鎂、油膏等可減少停放變形。④選用潤滑性的軟化劑，能增大壓出速度并使制品外表光滑；粘性軟化劑不宜使用。二、冷喂料壓出工藝螺桿擠出機(jī)用于橡膠加工已有100多年的歷史。早期的擠出機(jī)螺桿較短，且喂料必須經(jīng)熱煉機(jī)預(yù)熱，因此通常將這類擠出機(jī)稱熱喂料擠出機(jī)。近40多年來，工業(yè)上已研制出螺桿較長、壓出前膠料不必預(yù)熱直接在室溫下喂料的擠出機(jī)，該類擠出機(jī)稱冷喂料擠出機(jī)。采用冷喂料擠出機(jī)克服了熱喂料擠出機(jī)需配用熱煉設(shè)備，致使勞動力和動力消耗大，質(zhì)量不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。因此，冷喂料壓出得到了廣泛迅速的發(fā)展。(一)冷喂料擠出機(jī)

熱喂料擠出帆螺桿的長徑比較小，L／D為3-8；冷喂料擠出