橡胶与纤维的成型加工.ppt

橡胶和纤维的成型加工 引言 橡胶的成型工艺过程 纤维的成型工艺过程 1. 引言 定义: 橡胶：本意是从橡胶树中流出的胶乳中提取的弹性物质，经过硫化后产品。 高弹态是高聚物特有的基于分子运动的一种力学状态。室温下处在高弹态的高分子材料能产生高弹性变形。 但只有具有适当交联密度的高聚物，才能获得基本可恢复的高弹变形。 通常，把具有物理交联点的高弹性材料称为热塑性弹性体，而把具有化学交联点的高弹性材料称为橡胶。 1. 引言 定义: 纤维：是一种天然的或人造的物品,其长度通常比宽度大几百倍或几千倍,具有相当大的拉伸强度、柔韧性和耐力。 聚合物纤维，也称合成纤维，是由聚合物材料制成的纤维。几乎所有聚合物材料都可以制成细长的物体，但要满足“相当大的拉伸强度”，应该使分子在长度方向保持高度取向。即只有能够保持高度分子取向的聚合物才能制成纤维。 2. 橡胶的成型工艺过程 橡胶的成型的主要工艺过程包括： 炼胶，包括塑（素）炼和混炼 成型 硫化（交联） 2. 橡胶的成型工艺过程 2.1 炼胶 2.1.1 塑炼：天然橡胶的生胶分子量很大，不容易产生塑性变形，不便于与其他材料混合。塑炼的目的是使其降解，分子量变小。力、氧、热、引发剂等化学助剂是造成聚合物降解的主要原因。 力（即机械）降解时，分子量越大的越容易断链，而且断链多发生在分子中间，结果使分子量分布变窄。但分子量的降低存在极限，对天然胶，分子量在小于7万时不再变小。顺丁橡胶为4万。温度越低，越有利于机械断链。 氧降解，作用于所有分子，高温有利于氧降解的进行。 温度对塑炼效果的影响 门尼粘度计结构示意图 塑炼工艺 开炼机塑炼： 属低温塑炼，小辊隙（因而称为薄通），低辊温，大辊筒速比（1：1.25到1：1.27） 密炼机塑炼： 属高温塑炼，温度在120℃以上。天然胶一般在155 ℃，有的甚至高到160~180 ℃ 。 螺杆机塑炼： 中高温塑炼，料筒温度在95~110 ℃ 。机头温度80~90 ℃。 各种橡胶开炼机塑炼温度 天然橡胶与合成橡胶塑炼特性比较 2. 橡胶的成型工艺过程 2.1 炼胶 2.1.2混炼： 混炼的目的是将橡胶与各种配合剂（助剂）混合均匀。 混炼所使用的设备与塑炼相同。 混炼可以紧接着塑炼进行。如果是密炼，也可以把塑炼和混炼合并进行（称为一段混炼）；当配方中有大量难以分散的粉料时，还是塑炼、混炼分开（称为二段混炼）更好。 混炼温度：与塑炼温度相似，需要选择能很好包辊又便于剥离的合适温度 橡胶包辊状况与混炼 生胶的断裂性能与混炼加工性能 2.2 橡胶的成型 成型的原理：获得塑性变形 经过塑炼的橡胶，具有一定的可塑性，可以通过塑性变形的方法进行成型。理论上，温度越高，橡胶（聚合物）变形时塑性成分越大，变形越容易。理论上，可以在粘流温度以上采用任何成型方法成型橡胶制品。 成型温度不宜过高，要防止在这个阶段发生硫化（交联）。 橡胶的成型有时候分两步，第一步获得胶片，第二步通过模型硫化完成最终成型和硫化的工作。 2.2 橡胶的成型 最常用的成型半成品方法是： 压延：可以制备光滑片材、有花纹片材、与织物复合的片材。 压出（挤出）：可以成型管、棒、板、片等各种形状制品 压延和压出的半成品可以直接进行硫化，也可以通过进一步的操作和粘贴、压合制成其他半成品 橡胶制品工艺流程 2.2 橡胶的成型 成型温度范围： 如果成型与硫化是分开的，则成型温度比较低，例如压延温度： 如果成型与硫化是合并进行，例如模压和注压，则模具温度较高 合成橡胶的压片温度 2.3 橡胶的硫化 2.3.1 硫化工艺方法 热硫化 直接硫化： 直接蒸汽硫化罐 热水硫化 间接硫化：制品不直接接触蒸汽 加压硫化： 平板硫化 液压立式硫化罐 个体硫化机硫化 连续硫化法：热空气、蒸汽管道、鼓室硫化机、液体介质、沸腾床、高频或微波。 液体介质连续硫化工艺示意图 2.3.1 硫化工艺方法 冷硫化：在室温下硫化的主要是胶粘剂、自然硫化胶浆等，主要用于薄制品和现场施工的场合。 室温硫化橡胶通常做成双组分 有些硅胶是单组分的，通过空气中的湿气来固化。 2.3.2 硫化条件（热硫化） 硫化温度：一般在130~160℃之间，天然橡胶硫化较快，取较低温度，合成橡胶硫化较慢，取较高温度。厚制品也取较低温度。 硫化时间：保证制品各部位都达到正硫化（各项性能都获得最佳范围），避免过硫化。 硫化压力：指硫化时橡胶制品单位面积上所受的压力。其作用在于使制品致密、使胶料充满模型、渗入纤维中。 硫化时间对性能的影响 3. 纤维的成型工艺过程 3.1 纤维用聚合物的性能 3.2 纤维成型方法和原理 3.3 纤维的后拉伸和热处理 3. 纤维的成型工艺过程 3.1 纤维用聚合物的性能 线形高分子，分子量分布较窄，分子量较高。 玻璃化温度高于使用温度或可以结晶，熔融（