橡膠加工工藝培訓(xùn)教材

橡膠簡介及其加工工藝李鵬1Contents橡膠

簡介1橡膠的塑煉和混煉2壓延成型3輪胎的簡介和成型42橡膠的簡介膠料的組成與配合膠料的加工硫化生膠及其配合劑經(jīng)過一系列化學(xué)與物理作用制成橡膠制品的過程。3一、膠料的組成（生膠與配合劑）1.生膠天然膠合成膠：通用合成膠：丁苯、順丁、氯丁、丁基、聚異戊二烯、乙丙、丁腈等。特種合成膠：三元乙丙、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、PU、硅橡膠、氟橡膠、氯醇膠等。橡膠的簡介4

1.天然橡膠(NR)從橡膠樹流出的膠乳是中性乳白色液色膠粒一般帶負電，粒徑平均在0.25一0.50微米之間。這種天然膠乳除直接用于膠乳工業(yè)，其它絕大部分經(jīng)凝聚(加入醋酸)后，壓片成天然生膠，以便于運輸和加工。橡膠的簡介5天然橡膠(NR)的特性及用途特性（1）為不飽和橡膠，化學(xué)性質(zhì)活潑，硫化反應(yīng)速度快；（2)為非極性膠,不耐油;(3)室溫下具有較高的彈性;低溫下或伸長時能出現(xiàn)結(jié)晶,具有自補強性;(4)較好的力學(xué)性能、良好的電絕緣性及耐堿性,耐透氣性。主要用于制造輪胎、膠帶、膠管、膠鞋及醫(yī)療衛(wèi)生制品等。橡膠的簡介6

2.通用合成橡膠（1）丁苯橡膠（SBR)由丁二烯和苯乙烯共聚而成的。優(yōu)點：其耐磨性、耐熱性、耐油、抗老化性均比天然橡膠好。缺點：生膠強度低、粘接性差、成型困難、硫化速度慢。用途：制造輪胎胎面，膠管、膠帶、膠鞋大底等制品。

（2）順丁橡膠(BR)由丁二烯聚合而成。優(yōu)點：其彈性、耐磨性、耐熱性、耐寒性(Tg=-105°C)均優(yōu)于天然橡膠，良好的動態(tài)性能。缺點：強度較低，加工性能差、抗撕性差。用途：制造輪胎胎面，膠管、膠帶、鞋類及耐寒制品。橡膠的簡介7（3）氯丁橡膠(CR)由氯丁二烯聚合而成。具有天然橡膠和一般通用橡膠所沒有的優(yōu)良性能。故有“萬能橡膠”之稱。良好的耐油性和氣密性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐燃性、黏著性。缺點是耐寒性差，密度大，生膠穩(wěn)定性差儲存時會逐漸變凝失去彈性。用于制造礦井的運輸管、膠管、電纜、高速帶、墊圈等。（4)丁基橡膠(IIR)有異丁烯和少量異戊二烯低溫共聚而成.優(yōu)點:優(yōu)異的氣密性,優(yōu)良的耐熱、耐臭氧、耐化學(xué)腐蝕等性能，良好的彈性和較高的伸長率，優(yōu)良的吸收沖擊性能。缺點：自粘性與互粘性差，不耐油、硫化速度較慢。用途：內(nèi)胎、減震產(chǎn)品、防輻射制品、電線電纜等。橡膠的簡介8

（5）乙丙橡膠由乙烯與丙烯共聚而成。具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗老化能力強，絕緣性、耐熱性、耐寒性好、耐蝕性好等優(yōu)點。缺點是耐油性差，粘著性差、硫化速度慢。

3.特種合成橡膠（1）丁腈橡膠由丁二烯與丙烯腈聚合而成。優(yōu)點：其耐油性好，耐熱、耐燃燒、耐磨、耐堿、耐有機溶劑，優(yōu)良的導(dǎo)電性。缺點：耐寒性差，其脆化溫度為-10℃～-20℃。用途：耐油制品、化工襯里、膠輥、導(dǎo)電橡膠等。橡膠的簡介9（2）硅橡膠由二甲基硅氧烷與其它有機硅單體共聚而成。優(yōu)點：具有高耐熱性和耐寒性，抗老化能力強、絕緣性好，無毒、無味、生理惰性，對人體無不良影響。缺點是強度低、耐磨性、耐酸性差，價格較貴。用途：密封制品、防震制品、醫(yī)療制品、人造器官。（3）氟橡膠以碳原子為主鏈，含有氟原子的聚合物。其化學(xué)穩(wěn)定性高、耐蝕性能居各類橡膠之首，耐蝕性好，最高使用溫度為300℃。主要用于國防和高技術(shù)中的密封件。橡膠的簡介102.配合劑★硫化劑硫化劑是一類使橡膠由線形長鏈分子轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀大分子的物質(zhì)，這種轉(zhuǎn)變稱為硫化。硫化劑：硫磺、一氯化硫、硒、碲及其氯化物、硝基化物、有機過氧化物以及某些金屬氧化物。硫磺硫化橡膠最佳溫度120～140℃。橡膠的簡介11★硫化促進劑硫化促進劑可促進橡膠的硫化作用，降低硫化所需溫度，縮短硫化時間，并改善硫化膠的物理機械性能。硫化促進劑的種類很多。無機類硫化促進劑(如氧化鉛，氧化鎂等）硫化效果較差，已被淘汰。目前主要使用有機類硫化促進劑，橡膠的簡介12促進劑M（2-硫醇苯丙噻唑）促進劑DM（二硫化二苯丙噻唑）促進劑TMTD（二硫化，四甲基秋蘭姆）橡膠的簡介13★防老劑物理防老劑：石蠟、微晶蠟；化學(xué)防老劑：酚類與胺類。橡膠的分子結(jié)構(gòu)極易受氧及臭氧的氧化作用，光和熱都能促進氧化作用，使橡膠分子鏈斷裂，支化或進一步交聯(lián)，從而使橡膠發(fā)粘變硬，物理機械性能變壞，以至失去使用價值，這種情況叫做老化。凡能抑制橡膠老化現(xiàn)象的物質(zhì)就叫做防老劑。橡膠的簡介14★增塑劑（物理和化學(xué)增塑）目的：使生膠軟化，增加可塑性便于加工，減少動力消耗；潤濕炭黑等粉狀配合劑，提高混煉效果，增加制品柔軟性和耐寒性；增進膠料的自粘性和粘性。橡膠的簡介15★填充劑補強填充劑提高硫化橡膠的強力，撕裂強度，定伸強度，耐磨性等物理機械性能。炭黑、白炭黑、活性陶土、苯乙烯樹脂、木質(zhì)素等。惰性填充劑增加膠料體積，節(jié)約成本，改善加工性能。云母粉、滑石粉、硫酸鋇。橡膠的簡介16二塑煉1.塑煉的目的：橡膠受外力作用產(chǎn)生變形，當(dāng)外力消除后橡膠仍能保持其形變的能力稱為可塑性。增加橡膠可塑性的工藝過程稱為塑煉。使橡膠具有必要的可塑性的工藝過程稱為塑煉，因為橡膠有恰當(dāng)?shù)目伤苄圆拍茉诨鞜挄r與各種配合劑均勻混合；在壓延加工時易于滲入紡織物中；在壓型、注壓時具有較好的流動性。此外，塑煉還能使橡膠的性質(zhì)均勻，便于控制生產(chǎn)過程。但是，過渡塑煉會降低硫化膠的強度、彈性、耐磨等性能．因此塑煉操作需嚴加控制。橡膠的塑煉和混煉172.塑煉機理橡膠經(jīng)塑煉以增加其可塑性，其實質(zhì)乃是使橡膠分子鏈斷裂，降低大分子長度。斷裂作用既可發(fā)生于大分子主鏈，又可發(fā)生于側(cè)鏈。由于橡膠在塑煉時，遭受到氧、電、熱，機械力和增塑劑等因素的作用，所以塑煉機理與這些因素密切相關(guān)，其中起重要作用的則是氧和機械力，而且兩者相輔相成。低溫塑煉高溫塑煉橡膠的塑煉和混煉182.塑煉作用分子量變小分子量分布變窄橡膠的塑煉和混煉19開放式煉膠機（開煉機）橡膠的塑煉和混煉20密閉式煉膠機（密煉機）橡膠的塑煉和混煉21三混煉1.混煉的目的為了提高橡膠產(chǎn)品使用性能，改進橡膠工藝性能和降低成本，必須在生膠中加入各種配合劑?；鞜捑褪峭ㄟ^機械作用使生膠與各種配合劑均勻混合的過程?；鞜捠窍鹉z加工過程中最易影響質(zhì)量的工序之一?；鞜挷涣迹z料會出現(xiàn)配合劑分散不均，膠料可塑度過低或過高、燋燒、噴霜等現(xiàn)象，使后續(xù)工序難以正常進行，并導(dǎo)致成品性能下降。橡膠的塑煉和混煉22三、混煉方法開放式混煉：生膠、小料（促進劑、活性劑、防老劑等）、液體軟化劑、補強劑（填充劑）、硫磺。密煉機混煉：生膠、小料（促進劑、活性劑、防老劑等）、補強劑（填充劑）、液體軟化劑壓片機：硫磺。四、壓延（膠片壓延、壓型、紡織物的貼膠和擦膠）五、壓出（擠出）：橡膠的塑煉和混煉23

壓延成型

把橡膠（或塑料）經(jīng)過共混、加熱塑化，然后通過兩道或兩道以上的相對旋轉(zhuǎn)的熱輥筒輥隙，受到輥筒連續(xù)地擠壓、延展作用而成為一定厚度、寬度和較好表面光潔度的片材或薄膜。壓延成型24壓延成型25四輥壓延工藝簡易流程壓延成型26壓延成型27壓延成型28壓延成型29壓延成型30壓延成型31輪胎簡介及成型技術(shù)輪胎是橡膠工業(yè)中的主要制品，其消耗的橡膠量占橡膠總用量的50%-60%,是一種不可缺少的戰(zhàn)略物資。32輪胎簡介及成型技術(shù)33輪胎簡介及成型技術(shù)

一.輪胎工業(yè)發(fā)展史1839年固特異發(fā)明了硫化技術(shù)。1845年研制出硫化橡膠實心輪胎。1888年鄧祿普在英國發(fā)明充氣輪胎。1890年成功試制出外胎和內(nèi)胎組成的力車輪胎，胎圈內(nèi)部裝有金屬圈，輪胎與輪輞緊密固著得以初步解決，這就是近代直角形胎圈輪胎的雛形。1895年發(fā)明了汽車，擴大了充氣輪胎的應(yīng)用范圍。1904年馬特發(fā)現(xiàn)了炭黑對橡膠具有補強作用。1914年-1919年發(fā)明了橡膠用的有機促進劑、防老劑和簾布膠乳浸漬技術(shù)，使得輪胎的生產(chǎn)技術(shù)日趨成熟和完善，輪胎的質(zhì)量也大為改觀。1933年法國米其林首創(chuàng)了用鋼絲簾布制造汽車輪胎。 1948年法國米其林生產(chǎn)出鋼絲簾布的子午線結(jié)構(gòu)輪胎。子午線結(jié)構(gòu)輪胎對輪胎結(jié)構(gòu)作了根本變革，是輪胎工業(yè)的一場革命。1960年-1970年出現(xiàn)了聚酯纖維和芳綸纖維，并試用于輪胎。1970年美國費爾斯通公司首先在乘用胎上試驗了橡膠塑料并用的澆注輪胎,成為塑料與橡膠并用的先驅(qū).34輪胎簡介及成型技術(shù)

二.輪胎工業(yè)的現(xiàn)狀目前我國輪胎總產(chǎn)量達2.1億條左右,輪胎生產(chǎn)繼美國,日本之后排名世界第三位,子午化率在58%.

目前,米其林、固特易、普利司通、住友、韓泰、錦湖、佳通等合資企業(yè)的輪胎產(chǎn)量占輪胎企業(yè)總產(chǎn)量的50%以上。

35輪胎簡介及成型技術(shù)三.輪胎技術(shù)的發(fā)展趨勢1.子午線輪胎裝有子午線輪胎的汽車與裝有斜交胎的汽車相比,其耐磨性可提高50%-100%,滾動阻力降低20％-30%,可以節(jié)約油耗約6%-8%.2.輕量化輪胎如果輪胎的滾動阻力減少25%,則燃料消耗可減少5%.3.防滑輪胎4.泄氣保用輪胎5.綠色輪胎(低噪音,低滾動阻力輪胎)6.具有傳感器功能的智能輪胎7.仿生輪胎8.輪胎的時尚式樣36輪胎簡介及成型技術(shù)四.輪胎的分類與結(jié)構(gòu)組成常用的幾種輪胎分類法有:1.按結(jié)構(gòu)不同分類可分為斜交輪胎和子午線輪胎.2.按胎體骨架材料不同分類分為棉簾線輪胎、人造絲簾線輪胎、尼龍簾線輪胎、聚酯簾線輪胎、鋼絲簾線輪胎、澆注輪胎

3.按有無內(nèi)胎分類分為有內(nèi)胎輪胎和無內(nèi)胎輪胎兩類

4.按規(guī)格大小范圍不同分類汽車輪胎可分為巨型輪胎、大型輪胎、中型輪胎和小型輪胎等。37輪胎簡介及成型技術(shù)

一.斜交輪胎斜交輪胎的胎體是由數(shù)層掛膠簾布組成,相鄰的簾線角度相同,相互交叉排列,簾布層數(shù)一般取偶數(shù),這樣能使胎體簾布層負荷均勻分布.二.子午線輪胎稱為子午胎,其胎體簾線與外胎斷面接近平行,象地球子午線形式排列,簾線角度小,一般為0o,胎體簾線間無維系交點.

38輪胎簡介及成型技術(shù)子午線輪胎與普通斜交輪胎相比：優(yōu)點：彈性大，耐磨性好，滾動阻力小，附著性能好，緩沖性能好，承載能力大，不易刺穿。缺點：胎側(cè)易裂口，由于側(cè)向變形大，導(dǎo)致汽車側(cè)向穩(wěn)定性稍差，制造技術(shù)要求高，成本高。39輪胎簡介及成型技術(shù)40ThankYou!41謝謝觀看/歡迎下載BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH內(nèi)容總結(jié)橡膠簡介及其加工工藝。(4)較好的力學(xué)性能、良好的電絕緣性及耐堿性,耐透氣性。缺點：強度較低，加工性能差、抗撕性差。（3）氯丁橡膠(CR)由氯丁二烯聚合而成。（4)丁基橡膠(IIR)有異丁烯和少量異戊二烯低溫共聚而成.。缺點：自粘性與互粘性差，不耐油、硫化速度較慢。（1）丁腈橡膠由丁二