銅鋁管焊接系統(tǒng)原理設計.ppt

1、2020/9/14,1,徐衛(wèi)兵 (Weibing Xu) Dept. of Polymer Science and Engineering Office: Room 401, Shenghua Building Tel: 2901455 Email: ,橡膠加工工藝 Rubber Processing Technology,2,2020/9/14,課程的內(nèi)容與學時分配,橡膠加工工藝 Rubber Processing Technology,橡膠加工工藝Rubber Processing Technology,3,2020/9/14,選用教材和參考書目,選用教材：橡膠及塑料加工工藝，張海等編，北

2、京：化學 工業(yè)出版社。 主要參考書目： 1材料配合與混煉加工（橡膠部分），杜軍, 袁 仲雪主編，北京：化學工業(yè)出版社，2003。 2實用橡膠制品生產(chǎn)技術 第二版，紀奎江主編， 北京：化學工業(yè)出版社，2001。 3. 實用橡膠工藝學，楊清芝主編，北京：化學工業(yè)出 版社， 2006。,4,2020/9/14,第一章 緒論,橡膠：定義ASTM-D1566(America Society of Test and Material)。 橡膠是一種材料，它在大的變形下能迅速而有力地恢復其變形，能夠被改性(硫化)。改性的橡膠實質(zhì)上不溶于（但能溶脹于）沸騰的苯、甲乙酮、乙醇甲苯混合物等溶劑中。改性的橡膠室溫下

3、（2027）被拉伸到原來長度的2倍并保持1min后除掉外力，它能在1min內(nèi)恢復到原來長度的1.5倍以下，具有上述特征的材料稱為橡膠。 注：1）橡膠是一種材料，具有特定的使用性能和加工性能， 屬有機高分子材料。 2）橡膠在室溫下具有高彈性。 3）橡膠能夠被改性是指它能夠硫化。 4）改性的橡膠即硫化膠不溶解但能溶脹。,一、 基本概念,5,2020/9/14,ASTM D1566-90,Material that is capable of recovering from large deformations quickly and forcibly, and can be, or already

4、 is, modified to a state in which it is essentially insoluble (but can swell) in solvent, such as benzene, methyl ethyl ketone, and ethanol toluene azeotrope. A rubber in its modified state, free of diluents, retracts within 1 min to less than 1.5 times its original length after being stretched at r

5、oom temperature (20 to 27) to twice its length and held for 1 min before release.,6,2020/9/14,生膠： 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成，可以溶于有機溶劑。 混煉膠：生膠與配合劑經(jīng)加工混合均勻且未被交聯(lián)的 橡膠。 常用的配合劑有硫化劑、促進劑、活性劑、補強填充劑、防老劑等。 硫化膠：混煉膠在一定的溫度、壓力和時間作用下，經(jīng)交聯(lián)由線型大分子變成三維網(wǎng)狀結構而得到的橡膠。一般不溶于溶劑。,7,2020/9/14,二、橡膠材料的特點,1.高彈性：彈性模量低，伸長變形

6、大，有可恢復的變形,并能在很寬的溫度（-50150）范圍內(nèi)保持彈性。 2.粘彈性：橡膠材料在產(chǎn)生形變和恢復形變時受溫度和時間的影響，表現(xiàn)有明顯的應力松弛 和蠕變 現(xiàn)象，在震動或交變應力作用下，產(chǎn)生滯后損失。 3.電絕緣性：橡膠和塑料一樣是電絕緣材料。,8,2020/9/14,4有老化現(xiàn)象：如金屬腐蝕、木材腐朽、巖石風化一樣，橡膠也會因為環(huán)境條件的變化而產(chǎn)生老化現(xiàn)象，使性能變壞，壽命下降。 5. 必須進行硫化才能使用，熱塑性彈性體除外。 6. 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，都屬于橡膠的寶貴性能。,9,2020/9/14,三、表征橡膠物理機械性能的指標,拉伸強度

7、：又稱扯斷強度、抗張強度，指試片拉伸至斷裂時單位斷面上所承受的負荷，單位為兆帕（MPa），以往為公斤力平方厘米（kgf/cm2）。 定伸應力：舊稱定伸強度，指試樣被拉伸到一定長度時單位面積所承受的負荷。計量單位同拉伸強度。常用的有100、300和500定伸應力。它反映的是橡膠抵抗外力變形能力的高低。,10,2020/9/14,3伸長率：試片拉斷時，伸長部分與原長度之比；用百分比表示, %。 4永久變形：試樣拉伸至斷裂后，標距伸長變形不可恢復部分占原始長度的百分比。在解除了外力作用并放置一定時間(一般為3min)，以%表示。,11,2020/9/14,12,2020/9/14,13,2020/9

8、/14,褲型試樣（BS 903/A3-1982）(單位：mm),褲型試樣在試驗機上的位置,5撕裂強度：將特殊試片（帶有割口或直角形）撕裂時單位厚度所承受的負荷，表示材料的抗撕裂性，單位為k/。,14,2020/9/14,回彈性：又稱沖擊彈性，指橡膠受沖擊之后恢復原狀的能力，以%表示。,15,2020/9/14,硬度：表示橡膠抵抗外力壓入的能力，常用邵爾硬度計測定。橡膠的硬度范圍一般在20100之間，單位為邵氏A。,16,2020/9/14,17,2020/9/14,8.磨耗,將試樣與砂輪在一定傾斜角度和一定的負荷作用下進行摩擦，測定試樣一定里程的磨耗體積。 將試樣輪夾在膠輪軸上，電機通過減速系

9、統(tǒng)帶動試樣輪在膠輪軸上作順時針方向旋轉，負荷托架上的試驗用重砣使砂輪緊貼在試樣輪上，并保證砂輪向左的（即作用在試樣輪上）橫向作用力為26.7N0.2N，砂輪做逆時針方向轉動。,（1）膠輪軸與砂輪軸之間的夾角：150.5、250.5；試樣的行駛里程： 1.61km （2）阿克隆磨耗機使用的砂輪 砂輪尺寸：直徑 150mm，厚度25mm ,中心孔直徑32mm. （3）砂輪材料組成：磨料為氧化鋁，粘合劑為陶土，粒度為36#，硬度為中硬度2。 （4）試樣夾板：夾板直徑56mm，工作面厚度12mm.,阿克隆磨耗試驗機,18,2020/9/14,四、橡膠的發(fā)展歷史,1天然橡膠的發(fā)展歷史 考古發(fā)現(xiàn)，人類在1

10、1世紀就開始使用橡膠在南美制造橡膠球、橡膠鞋及橡膠瓶。1493年1496年哥侖布發(fā)現(xiàn)新美洲大陸時，發(fā)現(xiàn)海地島上土人玩的球能從地上彈起來，此后，歐洲人才知道橡膠的這種性質(zhì)。1735年，法國科學家Condamine參加南美洲科考，帶回了最早的橡膠制品。直到1823年，英國人馬辛托希創(chuàng)辦了世界上第一個橡膠廠，生產(chǎn)防水布，這是橡膠工業(yè)的開始。 1839年，Goodyear發(fā)明了硫化 ，這兩項發(fā)明為橡膠工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎。 1862年，Honcock發(fā)明了雙輥機 1876年，英國開始在東南亞殖民地國家種植橡膠樹 1888年，Dunlop發(fā)明了充氣輪胎 1904年，發(fā)現(xiàn)硫化活化劑ZnO，炭黑可以補強 1

11、906年，發(fā)現(xiàn)促進劑苯胺 1921年，發(fā)現(xiàn)促進劑D，從此橡膠工業(yè)得到迅速發(fā)展。,19,2020/9/14,2合成橡膠的發(fā)展歷史 （1）對天然橡膠的剖析和仿制 1820年，法拉第明確了橡膠由C和H組成；1860年，威廉姆斯（Williams）發(fā)現(xiàn)橡膠經(jīng)蒸餾可產(chǎn)生異戊二烯化合物，并認為它是橡膠的基本化學組成；1875年，鮑查達（Bouchardat）認為異戊二烯能合成出類似橡膠的物質(zhì)，這是最早的關于人工合成橡膠的報道。,20,2020/9/14,（2）合成橡膠的誕生、建立與發(fā)展 1881年霍夫曼用1，3-戊二烯合成橡膠； 1900年，前蘇聯(lián)孔達科夫用2，3-二甲基-1，3-丁二烯合成出橡膠； 19

12、29年，美國齊柯爾（Thiokol）公司生產(chǎn)了聚硫系合成橡膠；1931年，美國Du Pont公司生產(chǎn)CR；1932年前蘇聯(lián)工業(yè)生產(chǎn)了丁鈉橡膠后，相繼生產(chǎn)的合成橡膠有SBR（1935年德國Farbon公司）、NBR（1937年德國Farbon公司）；50年代，ZeiglerNatta發(fā)現(xiàn)了定向聚合，導致了橡膠工業(yè)的新飛躍，出現(xiàn)了BR（1960年美國Phillips公司）、EPDM（1960年意大利Montedison公司）、IR等新膠種，19651973年間出現(xiàn)了熱塑性彈性體。,21,2020/9/14,3國內(nèi)橡膠工業(yè)的發(fā)展概況 我國從1904年開始在雷州半島等地種植NR，50年代將橡膠樹北移種

13、植成功，并在云南、廣西等地大面積種植，現(xiàn)在，我國NR產(chǎn)量占世界第四位。 1915年，在廣州建立第一個橡膠加工廠廣州兄弟創(chuàng)制樹膠公司，生產(chǎn)鞋底 1919年，在上海建立清和橡皮工廠 1927年，在上海建立正泰橡膠廠，生產(chǎn)膠鞋 1928年，建立大中華橡膠廠，生產(chǎn)膠鞋 1937年，日本在青島建立現(xiàn)在的青島橡膠二廠 我國從1958年開始合成橡膠，國產(chǎn)第一塊合成膠是四川長壽化工廠于1958年生產(chǎn)的CR，1960年蘭州化工廠生產(chǎn)SBR，1962年蘭化生產(chǎn)NBR。目前國內(nèi)幾家大石化如燕山石化、蘭州石化、齊魯石化、高橋石化等均生產(chǎn)合成橡膠，通用的合成橡膠除了IIR外，其它均能生產(chǎn)。,22,2020/9/14,我

14、國橡膠工業(yè)從50年代后開始飛速發(fā)展，逐漸形成了以上海的正泰、大中華，青島的橡膠二廠，黑龍江的樺林橡膠廠為中心的橡膠工業(yè)格局號稱橡膠界的四大家族。其中正泰、大中華生產(chǎn)膠鞋、膠帶，膠二和樺林生產(chǎn)輪胎。到1990年止，全國縣級以上的橡膠企業(yè)就有1000多家，產(chǎn)值180億元。 90年代，我國橡膠工業(yè)得到了蓬勃發(fā)展，個體、私營橡膠企業(yè)如雨后春筍般發(fā)展起來。96年以后由于受氣候等因素的影響，世界NR的產(chǎn)量銳減，致使NR的價格飛漲，橡膠工業(yè)的發(fā)展受到一定程度的影響，但在國內(nèi)工業(yè)總產(chǎn)值、化工工業(yè)總產(chǎn)值中仍然占有相當比重。 橡膠企業(yè)主要集中在北京、上海、山東、沈陽、貴陽、重慶、安徽、浙江等地。,23,2020/

15、9/14,橡膠工業(yè)“十一五”科學發(fā)展規(guī)劃,發(fā)展方針 認真實施科學發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟和名牌戰(zhàn)略，轉變增長方式；技術創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新、效益創(chuàng)新，以節(jié)能、安全、環(huán)保新產(chǎn)品替代現(xiàn)有老產(chǎn)品，實現(xiàn)企業(yè)效益最大化；進一步發(fā)展大型企業(yè)、企業(yè)集團和區(qū)域集約化生產(chǎn)，使中國逐步成為橡膠強國。 總體目標 以8%10的年增長速度發(fā)展，利稅力爭同步增長，主導產(chǎn)品出口占35左右，節(jié)能降耗、資源利用,要切實實現(xiàn)國家“十一五”發(fā)展綱要提出的目標，并爭取有新突破。,24,2020/9/14,輪胎 年總產(chǎn)量擬控制在3億3.2億條，子午化率不低于70%。半鋼子午胎基本實現(xiàn)無內(nèi)胎化，為經(jīng)濟型轎車配套的輪胎要安全、節(jié)能、環(huán)保；積極發(fā)展50、4

16、5、40、35、30系列高檔輪胎和跑氣保用輪胎。全鋼子午胎要發(fā)展無內(nèi)胎和公制寬基輪胎，全鋼子午胎占子午胎總量的比例宜控制在20%25。工程機械輪胎要積極發(fā)展子午胎。同時，不應再擴大斜交胎產(chǎn)能，尤其是不能以合資、合作等名義新建斜交胎廠，逐步淘汰60萬套以下規(guī)模的斜交胎企業(yè)。積極推進充氮硫化等新工藝的應用；淘汰子午胎刷汽油等落后工藝；禁止割標胎和無三包輪胎在市場流通，實行輪胎召回制；限制并逐步取消輪胎外包裝。,25,2020/9/14,橡膠制品 非輪胎汽車用橡膠制品，重點培育品牌，扶持大公司、大企業(yè)集團，滿足各類汽車對密封、減震、制動、傳動和輸油輸氣等配套橡膠制品的需求。建筑工程類橡膠制品，重點發(fā)

17、展防水、減震產(chǎn)品，為市政建設、高層建筑、公路橋梁涵洞等配套。為電子、家電配套的橡膠制品，要搞好高檔產(chǎn)品的配套服務。國防橡膠制品，要能滿足航天、航空、航海等國防建設的需要。,26,2020/9/14,其他橡膠制品要重點開發(fā)、生產(chǎn)高性能新產(chǎn)品。要抓住國家重點整治礦山安全生產(chǎn)的機遇，搞好高強力及阻燃輸送帶、機械化采煤機組用高壓膠管、密封制品的配套和阻燃導風筒的生產(chǎn)、供應。膠管要加快產(chǎn)品結構調(diào)整和升級換代，重點放在高附加值產(chǎn)品上，如汽車膠管和海上輸油膠管等。V帶在培育大企業(yè)名牌的同時，應做好區(qū)域品牌培育。要抓住奧運商機，開發(fā)生產(chǎn)競技體育用專業(yè)運動鞋以及自行車胎、摩托車胎；同時，這三類產(chǎn)品要轉變出口增長

18、方式。乳膠制品要發(fā)展節(jié)育、防病和提高生活質(zhì)量的安全套，提高醫(yī)用手套等醫(yī)療用產(chǎn)品的質(zhì)量性能，著力開發(fā)合成膠乳安全套和醫(yī)用手套；同時要培育品牌和強勢企業(yè)，減少貼牌加工。,27,2020/9/14,廢橡膠綜合利用 要努力搞好廢橡膠（包括廢舊輪胎、輸送帶以及膠鞋鞋底等）的綜合利用。到2010年時，要以再生膠、膠粉為主，廢舊橡膠綜合利用率達到80%85。有條件的輪胎廠要進軍翻胎業(yè)，并重點實施子午胎翻胎工藝、預硫化胎面和中墊膠制造技術攻關，翻胎設備要國產(chǎn)化，促使輪胎翻新率提高到8%10。舊輸送帶要發(fā)揚礦山就地修補再利用的傳統(tǒng)。再生膠和膠粉提倡收購、加工、利用配套發(fā)展，一要做到清潔、環(huán)保、安全；二要提高后加

19、工能力，使再生膠和膠粉不斷開辟新的用途；三要做好熱能利用的研發(fā)和試點，堅決取締利用廢舊輪胎土法煉油?！笆晃濉蹦偕z總產(chǎn)量爭取達到200萬噸，膠粉產(chǎn)量50萬80萬噸。同時，要以國家利益為重，堅決禁止廢舊輪胎和其他廢舊橡膠產(chǎn)品進口。,28,2020/9/14,橡膠原料 “十一五”末，全國橡膠總需求量將達到500萬噸，其中天然膠230萬噸、合成膠270萬噸。天然橡膠與合成橡膠的使用比例力爭達到11.2。天然膠方面，鼓勵農(nóng)墾膠的加工技術改造和橡膠樹品種更新；鼓勵民營天然橡膠的發(fā)展，提高單產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。合成膠方面，要加快發(fā)展異戊膠、鹵化丁基膠等短缺品種，丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠等要增加牌號，提

20、高質(zhì)量。要積極建設橡膠國際貿(mào)易市場和邊貿(mào)市場，針對市場秩序，規(guī)范復合橡膠的進口、加工和應用。引導期貨市場發(fā)展，減少惡性炒作。,29,2020/9/14,炭黑 總需求量將達220萬噸左右。提倡發(fā)展子午胎專用炭黑和濕法造粒工藝，加強熱能循環(huán)利用。限制干法造粒工藝，淘汰萬噸級以下炭黑生產(chǎn)線，對小廠逐步進行關停并轉。同時，要協(xié)調(diào)好炭黑原料油的供應，特別是煤焦油和乙烯焦油的供應。積極扶持子午胎專用白炭黑生產(chǎn)，以有利于安全、節(jié)能，降低滾動阻力。 橡膠助劑 總需求量將達到32萬33萬噸。提倡清潔生產(chǎn)工藝，發(fā)展環(huán)保助劑，逐步淘汰有毒有害產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用。 骨架材料 總需求量接近100萬噸，其中鋼絲簾線60萬噸

21、、滌綸簾線9萬10萬噸、尼龍簾線28萬30萬噸。重點對現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品進行結構性調(diào)整，同時做好芳綸的應用試點，以滿足輪胎產(chǎn)品升級換代的要求。,30,2020/9/14,橡膠機械及模具 重點提高質(zhì)量、使用性能、自動化程度和生產(chǎn)效率，并爭取扭轉大型密煉、鋼絲壓延以及檢測設備仍依賴進口的局面。同時，要著力抓好高強力輸送帶、鋼絲編纏膠管及汽車橡膠配件等專用設備的研發(fā)制造，替代進口。,31,2020/9/14,五、橡膠的用途,用途非常廣泛，在交通運輸、建筑、電子、石油化工、農(nóng)業(yè)、機械、軍事、醫(yī)療等各個工業(yè)部門以及信息產(chǎn)業(yè)。 最大用途是作輪胎，包括各種轎車胎、載重胎、力車胎、工程胎、飛機輪胎、炮車胎等，一輛

22、汽車約需要240kg橡膠，一艘輪船約需要6070噸橡膠，一架飛機需要600kg橡膠，一門高射炮約需要86kg橡膠。 第二大用途是作膠管、膠帶、膠鞋等制品，另外如密封制品、輪船護弦、攔水壩、減震制品、人造器官、粘合劑等，范圍非常廣泛。有些制品雖然不大，但作用非常重要。,32,2020/9/14,33,2020/9/14,順丁橡膠,34,2020/9/14,35,2020/9/14,36,2020/9/14,37,2020/9/14,六、橡膠加工工藝的主要內(nèi)容,橡膠加工工藝是研究和探討橡膠的性質(zhì)、加工及應用的一門科學技術，是數(shù)學、物理、化學、高分子物理、高分子化學、化學工程等多學科得相互滲透及應用

23、，是把基礎理論應用到橡膠的加工及使用的橋梁。 橡膠加工工藝主要講述了由單純的原材料轉變?yōu)榫哂刑囟ǖ男阅芎托螤畹南鹉z制品的過程。主要內(nèi)容包括：,38,2020/9/14,39,2020/9/14,40,2020/9/14,橡膠的配合： 根據(jù)制品的性能要求，考慮加工工藝性能和成本等因素，把生膠和配合劑組合在一起的過程。一般的配合體系包括生膠、硫化體系、補強體系、防護體系、增塑體系等。有時還包括其它一些特殊的體系如阻燃、著色、發(fā)泡、抗靜電、導電等體系。,41,2020/9/14,生膠（或與其它高聚物并用）：母體材料或基體材料 硫化體系：與橡膠大分子起化學作用，使橡膠由線型大分子變?yōu)槿S網(wǎng)狀結構，提高橡膠性能、穩(wěn)定形態(tài)的體系。 補強填充體系：在橡膠中加入炭黑等補強劑或其它填充劑，或者提高其力學性能，改善工藝性能，或者降低制品成本。 防護體系：加入防老劑，延緩橡膠的老化，提高制品的使用壽命。 增塑體系：降低制品硬度和混煉膠的粘度，改善加工工藝性能。,42,2020/9/14,橡膠的加工工藝過程： 無論什么橡膠