橡膠成型工藝

1、 School of Materials Science and Engineering / WHUT1橡膠模具結(jié)構(gòu)橡膠模具結(jié)構(gòu)2模具材料模具材料3橡膠成型工藝橡膠成型工藝 School of Materials Science and Engineering / WHUT橡膠是高彈性的高分子材料，由于橡膠具有其他材料所沒有的高彈性，因而也稱作彈性體。液體橡膠液體橡膠熱塑性橡膠熱塑性橡膠通用橡膠通用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來源源橡橡 膠膠性性能能和和用用途途 School of Materials Science and Engineering / WHU

2、TF生膠生膠： 沒有加入配合劑且尚未交聯(lián)的橡膠。沒有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)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。成，可以溶于有機(jī)溶劑。 School of Materials Science and Engineering / WHUTF混煉膠混煉膠：生膠與配合劑經(jīng)加工混合均勻生膠與配合劑經(jīng)加工混合均勻且未被交聯(lián)的且未被交聯(lián)的 橡膠。常用的配合劑有硫橡膠。常用的配合劑有硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑、防化劑、促進(jìn)劑、活性劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑、防老劑等。老劑等。 School of Materials Science and E

3、ngineering / WHUTF硫化膠硫化膠：混煉膠在一定的溫度、壓力混煉膠在一定的溫度、壓力和時(shí)間作用下，經(jīng)交聯(lián)由線型大分子變和時(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。一般不成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而得到的橡膠。一般不溶于溶劑。溶于溶劑。 School of Materials Science and Engineering / WHUT1. 1.高彈性高彈性：彈性模量低，伸長變形大，有可恢復(fù)的變：彈性模量低，伸長變形大，有可恢復(fù)的變形形, ,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.粘彈性粘彈性：橡膠材料在產(chǎn)生形

4、變和恢復(fù)形變時(shí)受溫度：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)力松弛和時(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，現(xiàn)象，在震動(dòng)或交變應(yīng)力作用下，產(chǎn)生滯后損失。在震動(dòng)或交變應(yīng)力作用下，產(chǎn)生滯后損失。3. 3.電絕緣性電絕緣性：橡膠和塑料一樣是電絕緣材料。：橡膠和塑料一樣是電絕緣材料。 School of Materials Science and Engineering / WHUT4 4有有老化老化現(xiàn)象：如金屬腐蝕、木材腐朽、巖石風(fēng)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，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)

5、象，使性能變壞，壽命下降。使性能變壞，壽命下降。5 5. . 必須進(jìn)行必須進(jìn)行硫化硫化才能使用，熱塑性彈性體除外。才能使用，熱塑性彈性體除外。6. 6. 必須加入必須加入配合劑配合劑。其它如比重小、硬度低、柔軟性好、氣密性好等特點(diǎn)，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。都屬于橡膠的寶貴性能。 School of Materials Science and Engineering / WHUT School of Materials Science and Engineering / WHUT 無論什么橡膠制品，都要經(jīng)過無論什么橡膠制品，都要經(jīng)過混煉和硫混煉和硫化

6、化這兩個(gè)過程。橡膠基本加工工藝主要包括這兩個(gè)過程。橡膠基本加工工藝主要包括塑煉、混煉、壓延、壓出、成型和硫化等。塑煉、混煉、壓延、壓出、成型和硫化等。另外，對(duì)于一些特殊產(chǎn)品還包括注壓、澆注另外，對(duì)于一些特殊產(chǎn)品還包括注壓、澆注和黏合。和黏合。 School of Materials Science and Engineering / WHUT塑煉塑煉 為了改善生膠黏度過大和不均勻現(xiàn)為了改善生膠黏度過大和不均勻現(xiàn)象，在煉膠機(jī)中通過機(jī)械應(yīng)力、熱氧或加象，在煉膠機(jī)中通過機(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?yōu)槿彳洝⒈阌诩庸び蓮?qiáng)韌

7、的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳?、便于加工的塑性狀態(tài)。的塑性狀態(tài)。 School of Materials Science and Engineering / WHUT 降低分子量是生膠獲得可塑性的最有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，可塑效方法。只有這樣才能使粘度下降，可塑性增加。性增加。 降低分子量，實(shí)質(zhì)上就是使分子鏈斷降低分子量，實(shí)質(zhì)上就是使分子鏈斷鏈鏈。橡膠塑煉的實(shí)質(zhì)橡膠塑煉的實(shí)質(zhì) School of Materials Science and Engineering / WHUT高溫塑煉：自動(dòng)氧化降解為主高溫塑煉：自動(dòng)氧化降解為主機(jī)械力強(qiáng)化橡膠與氧的接觸機(jī)械力強(qiáng)化橡

8、膠與氧的接觸塑塑煉煉的的方方法法 機(jī)械塑煉法機(jī)械塑煉法 化學(xué)塑解法化學(xué)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 School of Materials Science and Engineering / WHUT混煉混煉一、定義一、定義指在煉膠機(jī)上將各種配合劑加入指在煉膠機(jī)上將各種配合劑加入到橡膠中制成混煉膠的工藝過程到橡膠中制成混煉膠的工藝過程 二、混煉的二、混煉的目的和意義目的和意義 1.保證產(chǎn)品的質(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 School of Materials Scie

9、nce and Engineering / WHUT第一種狀態(tài)：第一種狀態(tài)：不能緊包前輥不能緊包前輥第二種狀態(tài)：第二種狀態(tài)：緊包前輥緊包前輥第三種狀態(tài)：第三種狀態(tài)：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：混煉溫度低，膠料的可塑性小。 School of Materials Science and Engineering

10、/ WHUT壓延壓延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材料制成膠布半成品的工藝過程。材料制成膠布半成品的工藝過程。 壓片壓片 壓延壓延 貼合貼合 壓型壓型 掛膠（貼膠、擦膠）掛膠（貼膠、擦膠） School of Materials Science and Engineering / WHUT壓延壓延從原理上看，壓延過程主要是通過兩個(gè)輥筒作用把膠料從原理上看，壓延過程主要是通過兩個(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程。輾壓成具有一定厚度和寬度的膠片的過程。從表面上看，壓延只是膠從表面上看，壓延只是膠料造型的變化，但實(shí)質(zhì)上是一料造型

11、的變化，但實(shí)質(zhì)上是一種流體流動(dòng)過程。種流體流動(dòng)過程。在壓延過程中，膠料一方在壓延過程中，膠料一方面發(fā)生粘性流動(dòng)，一方面又發(fā)面發(fā)生粘性流動(dòng)，一方面又發(fā)生彈性變形。生彈性變形。 School of Materials Science and Engineering / WHUT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，壓制成有一定厚度和寬度的膠片。情況下，壓制成有一定厚度和寬度的膠片。 1.工藝方法工藝方法（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）四輥壓延機(jī)壓片壓片壓片 School of Materials

12、 Science and Engineering / WHUT貼合貼合貼合工藝方法：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 School of Materials Science and Engineering / WHUT壓型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 School of Materials Science and Engineering / WHUT紡織物掛膠（貼膠、擦膠）紡織物

13、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。制品的骨架層。貼膠貼膠壓力貼膠壓力貼膠 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。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。力將膠料擠壓到布縫中去。 School of Materials Science and Engin

14、eering / WHUT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壓延機(jī)輥筒間隙，使其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。制品的骨架層。貼膠貼膠壓力貼膠壓力貼膠 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。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。力將膠料擠壓到布縫中去。 擦膠擦膠擦膠擦膠是

15、利用輥速不同所產(chǎn)生的剪切力和輥筒的壓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。與紡織物的附著力。 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。 School of Materials Science and Engineering / WHUT壓出（擠出）壓出（擠出）擠出與壓延的比較擠出與壓延的比較 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)：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

16、面積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低， 靈活機(jī)動(dòng)性大。 School of Materials Science and Engineering / WHUT 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(dòng)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 School of Materials Science and Engineering / WHUT三、機(jī)頭與口型1.機(jī)頭直向形機(jī)頭 如圓筒形、喇叭形 T形、Y形 2.口型二、機(jī)身(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

17、。 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。 School of Materials Science and Engineering / WHUT硫化硫化 在一定的溫度條件下，膠料中的生膠與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)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)過這個(gè)過程，結(jié)構(gòu)交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)過這個(gè)過程，橡膠由塑性高、黏度大、可以流動(dòng)的生膠變橡膠由塑性高、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、不能為具有良好的彈性和硬度、塑性很低、不能流?dòng)的熟橡膠，其物理機(jī)械性能也發(fā)生

18、了很流動(dòng)的熟橡膠，其物理機(jī)械性能也發(fā)生了很大變化。大變化。 School of Materials Science and Engineering / WHUT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，伸長率高，具可溶性。性能：可塑性大，伸長率高，具可溶性。 硫化硫化時(shí)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 3）交聯(lián)程度；）交聯(lián)程度；4 4）交聯(lián)）交聯(lián) 性

19、能：性能：1 1）力學(xué)性能（定伸強(qiáng)度、硬度、拉伸強(qiáng)度、伸長率、）力學(xué)性能（定伸強(qiáng)度、硬度、拉伸強(qiáng)度、伸長率、 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 School of Materials Science and Engineering / WHUT School of Materials Science and Engineering / WHUT 橡膠模具的種類很多，但根據(jù)模具結(jié)構(gòu)和壓制工藝的不同，大體上課講橡膠壓制成型模具分別為四個(gè)大類一、一、 壓制成型模具壓制成型模具二、二、 壓鑄成型模具壓鑄成型模具三、三、 注壓成型模具注壓成型模具四、四

20、、 壓出成型模具壓出成型模具 School of Materials Science and Engineering / WHUT 壓制成型模具又稱普通壓模。它是將混煉過壓制成型模具又稱普通壓模。它是將混煉過的、經(jīng)加工成一定形狀和稱量過的半成品膠料直接的、經(jīng)加工成一定形狀和稱量過的半成品膠料直接放入敞開的模具型腔中，而后將模具閉合，送入平放入敞開的模具型腔中，而后將模具閉合，送入平板硫化壓機(jī)中加壓、加熱。膠料在加熱和壓力作用板硫化壓機(jī)中加壓、加熱。膠料在加熱和壓力作用下硫化成型。根據(jù)分型面處型腔與外界相同的形式下硫化成型。根據(jù)分型面處型腔與外界相同的形式不同，壓制成型模具可分為開放式、半封閉式

21、、和不同，壓制成型模具可分為開放式、半封閉式、和封閉式三種結(jié)構(gòu)。封閉式三種結(jié)構(gòu)。 壓制成型模具的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、壓制成型模具的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、適用性廣、操作方便適用性廣、操作方便壓制成型模具壓制成型模具 School of Materials Science and Engineering / WHUT 開放式模具利用上下模最終吻合時(shí)的壓力壓制制品，多余膠料易從分型面流掉（外溢），制品有水平方向飛邊。 開放式模具適用于硬度較低并具有較大流動(dòng)性的膠料制造形狀簡單的制品。開放式開放式 School of Materials Science and Engineering / W

22、HUT 封閉式模具型腔上端帶有一定高度的鑲嵌結(jié)構(gòu)，壓封閉式模具型腔上端帶有一定高度的鑲嵌結(jié)構(gòu)，壓制過程中膠料不易外溢而充分地充滿型腔，制品致密性制過程中膠料不易外溢而充分地充滿型腔，制品致密性好。好。 封閉式模具適用于夾布、夾其它織物的制品以及膠封閉式模具適用于夾布、夾其它織物的制品以及膠料硬度較高、流動(dòng)性較差的制品。料硬度較高、流動(dòng)性較差的制品。封閉式封閉式 School of Materials Science and Engineering / WHUT 半封閉式模具即模腔的一端帶有一定深度錐半封閉式模具即模腔的一端帶有一定深度錐面鑲嵌配合。其特點(diǎn)是操作安全，定位可靠，并面鑲嵌配合。其特

23、點(diǎn)是操作安全，定位可靠，并且不易拉毛配合面，使用面廣。且不易拉毛配合面，使用面廣。 半封閉式半封閉式 模具適用于上下模帶有型腔，制品模具適用于上下模帶有型腔，制品同軸度要求較高的單腔模具。同軸度要求較高的單腔模具。半封閉式半封閉式 School of Materials Science and Engineering / WHUT 壓鑄成型模具又稱傳遞式模具或擠膠法模具。它壓鑄成型模具又稱傳遞式模具或擠膠法模具。它是將混煉過的、形狀簡單的、限量一定的膠條或膠塊是將混煉過的、形狀簡單的、限量一定的膠條或膠塊半成品放入壓鑄模料腔中，通過壓鑄塞的壓力擠壓膠半成品放入壓鑄模料腔中，通過壓鑄塞的壓力擠壓

24、膠料，并使膠料通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔中硫化定型料，并使膠料通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔中硫化定型的。的。 壓鑄成型模具的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比普通壓模復(fù)雜，適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、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)長易彎的制品以及形狀復(fù)雜的制品，制品致密性好，細(xì)長易彎的制品以及形狀復(fù)雜的制品，制品致密性好，質(zhì)量優(yōu)越。質(zhì)量優(yōu)越。壓鑄成型模具壓鑄成型模具 School of Materials Science and Engineering / WHUT School of Materials Science and Engine

25、ering / WHUT 注壓成型模具又稱為注射法模具，它是利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。定型硫化。 注壓成型模具的特點(diǎn)：比壓鑄成型模具復(fù)雜，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、厚壁、薄壁以及形狀復(fù)雜的制品，適用于大型、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。生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定。注壓成型模具注壓成型模具 School of Materials Science and Engineering / WHUT臥式注射機(jī)臥式注射機(jī)立式注射機(jī)立式注射機(jī)注注 壓壓 機(jī)機(jī) School of Materials Science and Engineering / WHUT 壓出成型模具又稱擠出口型摸。它是在壓出機(jī)壓出成型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，通過與螺桿的旋轉(zhuǎn)，使膠料中對(duì)膠料加熱與塑化，通過與螺桿的旋轉(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，通過安裝在機(jī)頭的成型模具而制成各種向前移送，通過