橡胶加工工艺培训教材

橡胶简介及其加工工艺李鹏1Contents橡胶

简介1橡胶的塑炼和混炼2压延成型3轮胎的简介和成型42橡胶的简介胶料的组成与配合胶料的加工硫化生胶及其配合剂经过一系列化学与物理作用制成橡胶制品的过程。3一、胶料的组成（生胶与配合剂）1.生胶天然胶合成胶：通用合成胶：丁苯、顺丁、氯丁、丁基、聚异戊二烯、乙丙、丁腈等。特种合成胶：三元乙丙、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、PU、硅橡胶、氟橡胶、氯醇胶等。橡胶的简介4

1.天然橡胶(NR)从橡胶树流出的胶乳是中性乳白色液色胶粒一般带负电，粒径平均在0.25一0.50微米之间。这种天然胶乳除直接用于胶乳工业，其它绝大部分经凝聚(加入醋酸)后，压片成天然生胶，以便于运输和加工。橡胶的简介5天然橡胶(NR)的特性及用途特性（1）为不饱和橡胶，化学性质活泼，硫化反应速度快；（2)为非极性胶,不耐油;(3)室温下具有较高的弹性;低温下或伸长时能出现结晶,具有自补强性;(4)较好的力学性能、良好的电绝缘性及耐碱性,耐透气性。主要用于制造轮胎、胶带、胶管、胶鞋及医疗卫生制品等。橡胶的简介6

2.通用合成橡胶（1）丁苯橡胶（SBR)由丁二烯和苯乙烯共聚而成的。优点：其耐磨性、耐热性、耐油、抗老化性均比天然橡胶好。缺点：生胶强度低、粘接性差、成型困难、硫化速度慢。用途：制造轮胎胎面，胶管、胶带、胶鞋大底等制品。

（2）顺丁橡胶(BR)由丁二烯聚合而成。优点：其弹性、耐磨性、耐热性、耐寒性(Tg=-105°C)均优于天然橡胶，良好的动态性能。缺点：强度较低，加工性能差、抗撕性差。用途：制造轮胎胎面，胶管、胶带、鞋类及耐寒制品。橡胶的简介7（3）氯丁橡胶(CR)由氯丁二烯聚合而成。具有天然橡胶和一般通用橡胶所没有的优良性能。故有“万能橡胶”之称。良好的耐油性和气密性、化学稳定性、耐燃性、黏着性。缺点是耐寒性差，密度大，生胶稳定性差储存时会逐渐变凝失去弹性。用于制造矿井的运输管、胶管、电缆、高速带、垫圈等。（4)丁基橡胶(IIR)有异丁烯和少量异戊二烯低温共聚而成.优点:优异的气密性,优良的耐热、耐臭氧、耐化学腐蚀等性能，良好的弹性和较高的伸长率，优良的吸收冲击性能。缺点：自粘性与互粘性差，不耐油、硫化速度较慢。用途：内胎、减震产品、防辐射制品、电线电缆等。橡胶的简介8

（5）乙丙橡胶由乙烯与丙烯共聚而成。具有结构稳定、抗老化能力强，绝缘性、耐热性、耐寒性好、耐蚀性好等优点。缺点是耐油性差，粘着性差、硫化速度慢。

3.特种合成橡胶（1）丁腈橡胶由丁二烯与丙烯腈聚合而成。优点：其耐油性好，耐热、耐燃烧、耐磨、耐碱、耐有机溶剂，优良的导电性。缺点：耐寒性差，其脆化温度为-10℃～-20℃。用途：耐油制品、化工衬里、胶辊、导电橡胶等。橡胶的简介9（2）硅橡胶由二甲基硅氧烷与其它有机硅单体共聚而成。优点：具有高耐热性和耐寒性，抗老化能力强、绝缘性好，无毒、无味、生理惰性，对人体无不良影响。缺点是强度低、耐磨性、耐酸性差，价格较贵。用途：密封制品、防震制品、医疗制品、人造器官。（3）氟橡胶以碳原子为主链，含有氟原子的聚合物。其化学稳定性高、耐蚀性能居各类橡胶之首，耐蚀性好，最高使用温度为300℃。主要用于国防和高技术中的密封件。橡胶的简介102.配合剂★硫化剂硫化剂是一类类使橡胶由线线形长链分子子转变为网状状大分子的物物质，这种转转变称为硫化。硫化剂剂：硫磺、、一氯化硫硫、硒硒、碲碲及其其氯化化物、、硝基基化物物、有有机过过氧化化物以以及某某些金金属氧氧化物物。硫磺硫化橡橡胶最最佳温温度120～140℃℃。橡胶的的简介介11★硫化促促进剂剂硫化促促进剂剂可促促进橡橡胶的的硫化化作用用，降降低硫硫化所所需温温度，，缩短短硫化化时间间，并并改善善硫化化胶的的物理理机械械性能能。硫化促促进剂剂的种种类很很多。。无机机类硫硫化促促进剂剂(如氧化化铅，，氧化化镁等等）硫硫化效效果较较差，，已被被淘汰汰。目目前主主要使使用有有机类类硫化化促进进剂，，橡胶的的简介介12促进剂M（2-硫醇苯丙噻唑）促进剂DM（二硫化二苯丙噻唑）促进剂TMTD（二硫化，四甲基秋兰姆）橡胶的的简介介13★防老剂剂物理防防老剂剂：石石蜡、、微晶晶蜡；；化学防防老剂剂：酚酚类与与胺类类。橡胶的的分子子结构构极易易受氧氧及臭臭氧的的氧化化作用用，光光和热热都能能促进进氧化化作用用，使使橡胶胶分子子链断断裂，，支化化或进进一步步交联联，从从而使使橡胶胶发粘粘变硬硬，物物理机机械性性能变变坏，，以至至失去去使用用价值值，这这种情情况叫叫做老老化。。凡能能抑制制橡胶老老化现现象的的物质质就叫叫做防防老剂剂。橡胶的的简介介14★增塑剂剂（物物理和和化学学增塑塑）目的：：使生胶胶软化化，增增加可可塑性性便于于加工工，减减少动动力消消耗；；润湿炭炭黑等等粉状状配合合剂，，提高高混炼炼效果果，增增加制制品柔柔软性性和耐耐寒性性；增进胶胶料的的自粘粘性和和粘性性。橡胶的的简介介15★填充剂补强填充剂提高硫化橡胶的强力，撕裂强度，定伸强度，耐磨性等物理机械性能。炭黑、白炭黑、活性陶土、苯乙烯树脂、木质素等。惰性填充剂增加胶料体积，节约成本，改善加工性能。云母粉、滑石粉、硫酸钡。橡胶的的简介介16二塑炼炼1.塑炼的的目的的：橡胶受受外力力作用用产生生变形形，当当外力力消除除后橡橡胶仍仍能保保持其形形变的的能力力称为为可塑塑性。。增加橡橡胶可可塑性性的工工艺过过程称称为塑塑炼。。使橡橡胶具具有必必要的的可塑塑性的的工艺艺过程程称为为塑炼炼，因因为橡橡胶有有恰当当的可可塑性性才能能在混混炼时时与各各种配配合剂剂均匀匀混合合；在在压延延加工工时易易于渗渗入纺纺织物物中；；在压压型、、注压压时具具有较较好的的流动动性。。此外外，塑塑炼还还能使使橡胶胶的性性质均均匀，，便于于控制制生产产过程程。但但是，，过渡渡塑炼炼会降降低硫硫化胶胶的强强度、、弹性性、耐耐磨等等性能能．因因此塑塑炼操操作需需严加加控制制。橡胶的的塑炼炼和混混炼172.塑炼机机理橡胶经经塑炼炼以增增加其其可塑塑性，，其实实质乃乃是使使橡胶胶分子子链断断裂，，降低低大分分子长长度。。断裂裂作用用既可可发生生于大大分子子主链链，又又可发发生于于侧链链。由由于橡橡胶在在塑炼炼时，，遭受受到氧氧、电电、热热，机机械力力和增增塑剂剂等因因素的的作用用，所所以塑塑炼机机理与与这些些因素素密切切相关关，其其中起起重要要作用用的则则是氧氧和机机械力力，而而且两两者相相辅相相成。。低温塑塑炼高温塑塑炼橡胶的的塑炼炼和混混炼182.塑炼作作用分子量量变小分子量量分布布变窄橡胶的的塑炼炼和混混炼19开放式式炼胶胶机（（开炼炼机））橡胶的的塑炼炼和混混炼20密闭式式炼胶胶机（（密炼炼机））橡胶的的塑炼炼和混混炼21三混炼炼1.混炼的的目的的为了提提高橡橡胶产产品使使用性性能，，改进进橡胶胶工艺艺性能能和降降低成本，，必须须在生生胶中中加入入各种种配合合剂。。混炼炼就是是通过过机械械作用使生生胶与与各种种配合合剂均均匀混混合的的过程程。混炼是是橡胶胶加工工过程程中最易影影响质质量的的工序序之一一。混炼炼不良，，胶料料会出出现配配合剂剂分散散不均均，胶胶料可可塑度度过低低或过过高、燋燋烧、、喷霜霜等现现象，，使后后续工工序难难以正正常进进行，，并导导致成品性性能下下降。。橡胶的的塑炼炼和混混炼22三、混混炼炼方法法开放式式混炼炼：生生胶、、小料料（促促进剂剂、活活性剂剂、防防老剂剂等））、液液体软软化剂剂、补补强剂剂（填填充剂剂）、、硫磺磺。密炼机机混炼炼：生生胶、、小料料（促促进剂剂、活活性剂剂、防防老剂剂等））、补补强剂剂（填填充剂剂）、、液液体软软化剂剂压片机机：硫硫磺。。四、压压延延（胶片压压延、、压型型、纺纺织物物的贴贴胶和和擦胶胶）五、压压出出（挤挤出））：橡胶的的塑炼炼和混混炼23压延成成型把橡胶胶（或或塑料料）经经过共共混、、加热热塑化化，然然后通通过两两道或或两道道以以上的的相对对旋转转的热热辊筒筒辊隙隙，受受到辊辊筒连连续地地挤压压、延延展展作用用而成成为一一定厚厚度、、宽度度和较较好表表面光光洁度度的片片材或或薄膜膜。。压延成成型24压延成成型25四辊压压延工工艺简简易流流程压延成成型26压延成成型27压延成成型28压延成型29压延成型30压延成型31轮胎简介及成成型技术轮胎是橡胶工工业中的主要要制品，其消消耗的橡胶量量占橡胶总用用量的50%-60%,是一种不可缺缺少的战略物物资。32轮胎简介及成成型技术33轮胎简介及成成型技术一.轮胎工业发展展史1839年固特异发明明了硫化技术术。1845年研制出硫化化橡胶实心轮轮胎。1888年邓禄普在英英国发明充气气轮胎。1890年成功试制出出外胎和内胎胎组成的力车车轮胎，胎圈圈内部装有金金属圈，轮胎胎与轮辋紧密密固着得以初初步解决，这这就是近代直直角形胎圈轮轮胎的雏形。。1895年发明了汽车车，扩大了充充气轮胎的应应用范围。1904年马特发现了了炭黑对橡胶胶具有补强作作用。1914年-1919年发明了橡胶胶用的有机促促进剂、防老老剂和帘布胶胶乳浸渍技术术，使得轮胎胎的生产技术术日趋成熟和和完善，轮胎胎的质量也大大为改观。1933年法国米其林林首创了用钢钢丝帘布制造造汽车轮胎。。1948年法国米其林林生产出钢丝丝帘布的子午午线结构轮胎胎。子午线结结构轮胎对轮轮胎结构作了了根本变革，，是轮胎工业业的一场革命命。1960年-1970年出现了聚酯酯纤维和芳纶纶纤维，并试试用于轮胎。。1970年美国费尔斯斯通公司首先先在乘用胎上上试验了橡胶胶塑料并用的的浇注轮胎,成为塑料与橡橡胶并用的先先驱.34轮胎简介及成成型技术二.轮胎工业的现现状目前我国轮胎胎总产量达2.1亿条左右,轮胎生产继美美国,日本之后排名名世界第三位位,子午化率在58%.目前,米其林、固特特易、普利司司通、住友、、韩泰、锦湖湖、佳通等合合资企业的轮轮胎产量占轮轮胎企业总产产量的50%以上。35轮胎简介及成成型技术三.轮胎技术的发发展趋势1.子午线轮胎装有子午线轮轮胎的汽车与与装有斜交胎胎的汽车相比比,其耐磨性可提提高50%-100%,滚动阻力降低低20％-30%,可以节约油耗耗约6%-8%.2.轻量化轮胎如果轮胎的滚滚动阻力减少少25%,则燃料消耗可可减少5%.3.防滑轮胎4.泄气保用轮胎胎5.绿色轮胎(低噪音,低滚动阻力轮轮胎)6.具有传感器功功能的智能轮轮胎7.仿生轮胎8.轮胎的时尚式式样36轮胎简介及成成型技术四.轮胎的分类与与结构组成常用的几种轮轮胎分类法有有:1.按结构不同分分类可分为斜交轮轮胎和子午线线轮胎.2.按胎体骨架材材料不同分类类分为棉帘线轮轮胎、人造丝丝帘线轮胎、、尼龙帘