第9章 压延及压出

第十三章压延压延—指将混炼胶在压延设备上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程。

压片压延贴合压型挂胶（贴胶、擦胶）

主要是通过两个辊筒的辗压作用使胶料压延成具有一定厚度和宽度的胶片的过程。

1.胶料在辊缝中的受力状态2.胶料在辊缝中的流动状态总压力

横压力第一节压延原理一、压延过程二、橡胶粘弹性在压延中的效应AB段：链段→弹性→回复（瞬时弹性变形）BC段：链段与分子链→粘弹性→部分回复（粘弹性变形）CD段：分子链→粘性→不能回复（粘性流动）当在t1时解除外力作用，则胶料进行回复

1.橡胶的两种性质①粘性：具有流动性，随时间增大，可以造型（成型）产生永久变形，不可恢复。②弹性：可回复的变形，不能造型。弹性形变的发展和回复都具有松弛特性DE（瞬时弹性回复）

EF（粘弹性回复）FG（热弹性剩余回复）

GH为永久变形F处加热2.τm—最大松弛时间表示胶料从弹性变形转为粘性流动所需要的时间。3.影响τm的因素

(1)胶料的性质门尼粘度；分子量大小；配方的组成；胶的种类。(2)工艺条件①辊速辊速慢，相对说降低了τm②温度温度高，τm变短4.τm对压延质量的影响

一般来说τm大，回复慢，收缩大（相当于T低，辊速高）；τm小，回复快，收缩小（相当于T高，辊速低）胶料质量好。

1.什么叫压延效应？压延后的胶片半成品中，有时会出现一种纵横方向物理机械性能差异的现象，即沿着压延方向的拉伸强度大、伸长率小、收缩率大，而沿着垂直于压延方向的拉伸强度小、伸长率大、收缩率小。这种纵横方向性能差异的现象叫压延效应。2.产生原因

3.消除办法

4.利弊三、压延效应橡胶分子及针状或片状的填料粒子，经压延后产生了取向排列。橡胶分子链的取向：取向后不易恢复到原来的自由状态。粒子效应：主要是由于选用了各向异性的填料。①避免使用各向异性填料，而选用等向性填料。②对于橡胶分子链取向产生的压延效应，可用提高压延温度，增加分子链的活动能量，加快其运动。第二节压延设备一、压延机1.按用途分压片压延机;擦胶压延机;通用（万能）压延机;压型压延机;钢丝压延机2.按辊筒排列形式分

I型（直线型）、Δ型、

Γ型（倒L型）、L型、

Z型、S型

由于压延时，辊筒在胶料横压力作用下会产生轴向的弹性弯曲变形。其程度大小用辊筒轴线中央处偏离原来水平位置的距离表示，称为辊筒的挠度。挠度的产生会使胶片出现中间厚两边薄的现象，从而影响压延质量。凹凸系数法图（1）（2）轴交叉法图（3）反弯曲法（预负荷法）图（4）挠度补偿措施3.辊筒挠度的影响及其补偿4.型号表示如XY—4Γ—1730，

XY—橡胶用压延机；4Γ—4个辊筒排列为Γ型

1730—辊筒工作部分长度，mm二、压延联动装置

第三节压延前的准备工艺一、胶料的热炼（预热）其目的是进一步提高胶料中填料分散的均匀性和热可塑性。分为两个步骤：粗炼：低温薄通，使胶料变软且均匀。细炼：辊距较大，辊温较高，提高胶料温度，获均匀较大的热可塑性。二、压延胶料的可塑度范围压延方法胶料的可塑度范围擦胶0.45~0.65贴胶0.35~0.55压片0.25~0.35压型0.25~0.35

项目辊距/mm辊温/℃过辊次数/次粗炼2~540~457~8

细炼7~1060~706~7

速比:1:1.17~1.28四、纺织物烘干三、热炼的工艺

压延前采用干燥机将织物烘干（含水率控制1%~2%）以减少纺织物的含水量和提高纺织物的温度，保证压延质量。

第四节压延工艺一、压片压片是指将热炼好的胶料用压延机在辊速相等的情况下，压制成有一定厚度和宽度的胶片。1.工艺方法（1）中下辊不积胶（2）中下辊积胶（3）四辊压延机压片（1）辊温辊温影响胶料的流动性能及包辊性能。（2）可塑度可塑度影响压延时胶料的流动性。（3）辊速及速比影响生产效率及胶片的质量

3.胶片的冷却与卷取冷却目的是防止胶片产生自硫，使胶片恢复变形，收缩一致。冷却方法：水槽冷却；敷粉卷取；自然冷却；冷却鼓冷却。2.工艺条件二、贴合贴合工艺方法：贴合是通过压延机将两层薄胶片贴合成一层胶片的作业。二辊压延机贴合

三辊压延机贴合

四辊压延机贴合

三、压型压型是将胶料压制成一定断面形状的半成品或表面有花纹的胶片。

压型工艺要求规格准确，花纹清晰，胶料密致，故要求胶料收缩变形率小及配方中含胶率不宜过高。

压型工艺方法四、纺织物挂胶（贴胶、擦胶）

纺织物挂胶是使纺织物通过压延机辊筒间隙，使其表面挂上一层薄胶，制成挂胶帘布或挂胶帆布，作为橡胶制品的骨架层。1.挂胶目的（1）使纺织物线与线、层与层之间紧密地合成一整体，共同承担外力的作用。（2）增加纺织材料的弹性、防水性。（3）增加成型粘性。（4）起防护纺织材料的作用。2.挂胶方法贴胶工艺：（1）贴胶（2）压力贴胶

贴胶是利用压延机上转速相同辊筒的压力将一定厚度的胶片贴于纺织物上。

进行贴合的两辊筒之间有积胶，利用积胶的压力将胶料挤压到布缝中去。（a）—三辊机贴胶（ｖ2=ｖ3>ｖ1）（b）—三辊机压力贴胶（ｖ2=ｖ3>ｖ1）（c）—四辊机两面贴胶（ｖ2=ｖ3>ｖ1=ｖ4

）（3）擦胶

擦胶是利用辊速不同所产生的剪切力和辊筒的压力，将胶料挤擦入纺织物的缝隙中，以提高胶料与纺织物的附着力。擦胶只能处理帆布，不能处理帘布。①中辊包胶法（薄擦或包擦）②中辊不包胶法（厚擦或光擦）纺织物擦胶（ｖ2>ｖ1=ｖ3

）示意图（a）—包擦法；（b）—光擦法3.挂胶工艺条件（1）胶料的可塑度为了保证胶料对布孔的充分渗透，胶料要有较高的可塑度（比压片胶料大）。（2）辊温辊温控制比压片时高,以增大胶料的流动性及胶料与纺织物间的附着力。（3）辊速考虑胶与布的结合。辊速应依胶料的可塑度而定，可塑度大，辊速可快些，可塑度小，则辊速慢。（4）辊距辊距的大小决定压延时胶片的厚度及纺织物能否顺利通过。辊距依胶料的可塑度以及压延速度调节。五、配方设计考虑的因素压延胶料的共同要求配方设计时所考虑的因素1.生胶类型NR、BR、CR、SBR、NBR、IIR2.含胶率低些①加填料；②加再生胶；③加软化剂3.硫化体系①胶料的包辊性、流动性适当；②胶面应光滑，收缩变形小；③胶层无气泡；④焦烧危险性小。六、压延工艺的质量问题及改进压延工艺质量问题及改进措施质量问题产生原因改进措施针孔、气泡1.胶温、辊温过高或过低(过低指丁基、三元乙丙橡胶而言)1．严格控制胶温、辊温2．配合剂含水太多3．供胶卷过松、窝藏空气2．对吸水配合剂进行干燥处理3．采用胶片供胶4．压延积胶量过多4．按工艺要求调节积胶量杂质、色斑、污点原材料不纯设备打扫不干净加强原材料质量管理，清理设备厚度、宽度规格不符合要求热炼温度波动或热炼不充分压延温度波动胶料可塑度不一致卷取松紧不一致辊距未调准压延机振动或轴承不良压延积胶调节不当压延线速度不一致改进热炼条件控制好辊温加强胶料可塑度控制，固定返回胶掺用比例调整卷取机构调节辊距，力求恒定改进设备防振性能调节好压延积胶量以微调为主，保持线速度一致质量问题产生原因改进措施表面粗糙热炼不足，辊温过低热炼不均胶料自硫1．改进热炼，控制好辊温2．改进热炼，控制好辊3．降低热炼温度及压延机辊温胶帘布喷霜胶料混炼不良胶帘布贮存温度偏低胶帘布停放时间过长检查、提高混炼胶质量冬季应确保贮存室温度冬季减少贮存准备定额两边不齐挡胶板不适当活割胶刀未掌握好调换挡胶板，调好割胶刀胶料与纺织物附着不好，掉皮纺织物未干燥好纺织物温度太低加料热炼不足，可塑度太低或压延温度太低纺织物表面有油污或粉尘辊距过大，使胶料渗入纺织物的压力不足配方设计不合理控制纺织物含水率在2%以下加强纺织物预热加强热炼、提高压延温度纺织物表面清理干净调小辊距修改配方，使用增粘性软化剂，降低胶料粘度胶帘布跳线弯曲纬线松紧不一胶料软硬不一中辊积胶太少，局部受力过大布卷过松控制帘线张力，使其均匀控制胶料可塑度，热炼均匀减少中辊积胶，使积胶均匀做到均匀卷取压延工艺质量问题及改进措压延工艺质量问题及改进措质量问题产生原因改进措施胶帘布处兜中辊积胶过多，帘布中心受力较大中辊积胶宽度小于帘布宽度，帘布中部受力过大下辊温度过高，使胶面黏附下辊力量较大纺织物干燥不充分控制好积胶量同上降低辊温纺织物进行充分干燥胶帘布压坏、罗线操作配合不好，两边递布速度不一辊筒积胶量过多胶料可塑度偏低胶料中有杂质、熟胶疙瘩压延张力不均递布要平稳一致调整积胶量强化热炼工艺控制胶料质量调节好张力本章作业及思考题：1.什么叫压延效应？它对制品的性能有何影响？如何能消除之。2.什么叫压延？它包括有哪些作业？3.什么叫挂胶，画出其示意图？一、挤出作业二、挤出与压延的比较

第十四章压出（挤出）

挤出是使胶料通过挤出机连续地制成各种不同形状半成品的工艺过程。挤出机具有如下优点：①补充混炼和热炼作用，使胶料质量更致密，更均匀。②适用面广，可压出各种尺寸、断面形状半成品。③设备占地面积小，重量轻，结构简单，造价低，灵活机动性大。

第一节挤出机

挤出机由螺杆、机身、机头（包括口型和芯型）、机架和传动装置等部件组成。一、螺杆螺杆种类：按螺纹分：单头、双头、三头按螺距分：等距收敛式和复合螺纹等按螺杆外形分：圆柱形、圆锥形螺杆的主要参数1.压缩比指螺杆出料端的螺槽容积与进料端螺槽容积的比值。压缩比一般为1：1.3~1：1.8。2.长径比L/D

指螺杆工作部分的长度与外直径的比值。

L/D=4~5.5（热）；

L/D=8~16（冷）三、机头与口型1.机头①直向形机头如圆筒形、喇叭形②T形、Y形2.口型型号表示：XJ-200二、机身(机筒)①压出实心及片状半成品的口型②压出中空半成品的口型由口型、芯型和芯型支座构成。

机筒为中空圆筒,为了及时散发和提供热量,机筒备有夹套,可通入冷却水和蒸汽。

第二节挤出原理一、胶料的挤出过程二、挤出膨胀、收缩1.挤出膨胀指胶料在压力下从口型挤出后，挤出物直径（或断面尺寸）比口型直径（或断面尺寸）增大的现象。

膨胀比为挤出物的直径或断面有关部位尺寸与口型相应的尺寸之比值。2.收缩指压出后的半成品，在停放过程中发生厚度增加，长度和宽度变小的现象。要求收缩率为2~5%3.影响因素（1）胶料本身的性质a.生胶种类；b.配方中含胶率；c.可塑度（2）工艺a.胶料在口型中停留的时间；b.挤出温度；c.半成品规格；d.压出方法4.口型设计的主要参数（1）膨胀比BB=（D/D0）×100%其中，D——压出物直径（或断面尺寸），cmD0——口型直径（或断面尺寸），cm（2）几何形状复杂的各部位B不同（3）压出胶料有断面变形的特点——中间大，边缘小

第三节挤出工艺热炼挤出冷却裁断或卷取一、胶料热炼的要点二、挤出操作预热机台供胶

调节口型位置检查半成品质量

调控机台温度及挤出速度

热炼目的：进一步提高混炼胶的均匀性和热塑性，使胶料易于挤出，得到合格半成品。热炼包括粗炼和细炼三、工艺条件1.可塑度PP=0.25~0.4同一部件，橡胶不同，对P的要求不同。2.机台温度

3.挤出速度挤出速度以单位时间内的挤出长度（或重量）来表示。挤出速度要与输送带的接取速度一致。一般V=3~20m/min口型处最高，机头次之，机筒最低。

其目的是使挤出半成品表面光滑、挤出过程顺利和减小膨胀率。四、冷却、裁断、称量和卷取1.冷却冷却目的：2.裁断按一定长度或重量进行裁切3.卷取a.手工盘接如实心胶条、纯胶管、小口径胶管内外层胶压出等。b.机械绕盘①防止半成品在停放时产生自硫。②降低挤出物的热塑性和流动性，使形状尽快稳定，防止变形。冷却方法：水槽冷却和喷淋冷却1.挤出胶料的一般要求①水分及挥发物含量尽可能低，以免产生气孔。②无外来杂质颗粒，以免造成破裂。③胶料宜有较小的弹性变形，以保证制品尺寸稳定。④有足够长的门尼焦烧时间，防止挤出过程产生自硫。⑤有一定自润滑性，发热量低。⑥胶料要保持一定的挺性，防止停放变形。五、配方设计措施2.挤出胶料的一般配合原则①含胶率含胶率应低些，一般为30~50%。②配用再生胶和油膏可降低收缩率，加快压出速度。③配用炭黑、碳酸镁、油膏等可减少停放变形。④选用润滑性的软化剂，能增大压出速度并使制品外表光滑；粘性软化剂不宜使用。二、冷喂料压出工艺螺杆挤出机用于橡胶加工已有100多年的历史。早期的挤出机螺杆较短，且喂料必须经热炼机预热，因此通常将这类挤出机称热喂料挤出机。近40多年来，工业上已研制出螺杆较长、压出前胶料不必预热直接在室温下喂料的挤出机，该类挤出机称冷喂料挤出机。采用冷喂料挤出机克服了热喂料挤出机需配用热炼设备，致使劳动力和动力消耗大，质量不稳定的缺点。因此，冷喂料压出得到了广泛迅速的发展。(一)冷喂料挤出机

热喂料挤出帆螺杆的长径比较小，L／D为3-8；冷喂料挤出