在
橡膠制品中,主要成型技術(shù)有:模壓法成型技術(shù)、傳遞法成型技術(shù)、纏貼 法成型技術(shù)和注射法成型技術(shù)。
在這些方法中,注射成型具有顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn):①簡(jiǎn)化工藝,減少操作人員數量;② 降低能耗約10% ;③提高生產(chǎn)效率4~7倍;④提高制品的均勻性、穩定性、尺寸精確性和合格率;⑤減少飛邊,節省膠料;⑥操作方便,勞動(dòng)強度低,機械化和自動(dòng)化程度高。因此,近年來(lái),注射成型技術(shù)越來(lái)越受到重要關(guān)注,并在橡膠制品生產(chǎn)中得到了迅猛發(fā)展。
1.基本工藝流程
伴隨現代工業(yè)尤其是化學(xué)工業(yè)的迅猛發(fā)展,橡膠制品種類(lèi)繁多,但其生產(chǎn)工藝過(guò)程,卻基本相同。以一般固體橡膠(生膠)為原料的制品,它的生產(chǎn)工藝過(guò)程主要包括:
原材料準備→塑煉→混煉→成型→硫化→休整→檢驗
2.原材料準備
橡膠制品的主要材料有生膠、配合劑、纖維材料和金屬材料。其中生膠為基本材料;配合劑是為了改善橡膠制品的某些性能而加入的輔助材料;纖維材料(棉、麻、毛及各種人造纖維、合成纖維)和金屬材料(鋼絲、銅絲)是作為橡膠制品的骨架材料,以增強機械強度、限制制品變型。
在原材料準備過(guò)程中,配料必須按照配方稱(chēng)量準確。為了使生膠和配合劑能相互均勻混合,需要對某些材料進(jìn)行加工:
生膠要在60--70℃烘房?jì)群孳浐?,再切膠、破膠成小塊;
塊狀配合劑如石蠟、硬脂酸、松香等要粉碎;
粉狀配合劑若含有機械雜質(zhì)或粗粒時(shí)需要篩選除去;
液態(tài)配合劑(松焦油、古馬?。┬枰訜?、熔化、蒸發(fā)水分、過(guò)濾雜質(zhì);
配合劑要進(jìn)行干燥,不然容易結塊、混煉時(shí)舊不能分散均勻,硫化時(shí)產(chǎn)生氣泡,從而影響產(chǎn)品質(zhì)量;
3.塑煉
生膠富有彈性,缺乏加工時(shí)的必需性能(可塑性),因此不便于加工。為了提高其可塑性,所以要對生膠進(jìn)行塑煉;這樣,在混煉時(shí)配合劑就容易均勻分散在生膠中;同時(shí),在壓延、成型過(guò)程中也有助于提高膠料的滲透性(滲入纖維織品內)和成型流動(dòng)性。將生膠的長(cháng)鏈分子降解,形成可塑性的過(guò)程叫做塑煉。生膠塑煉的方法有機械塑煉和熱塑煉兩種。機械塑煉是在不太高的溫度下,通過(guò)塑煉機的機械擠壓和摩擦力的作用,使長(cháng)鏈橡膠分子降解變短,由高彈性狀態(tài)轉變?yōu)榭伤軤顟B(tài)。熱塑煉是向生膠中通入灼熱的壓縮空氣,在熱和氧的作用下,使長(cháng)鏈分子降解變短,從而獲得可塑性。
4.混煉
為了適應各種不同的使用條件、獲得各種不同的性能,也為了提高橡膠制品的性能和降低成本,必須在生膠中加入不同的配合劑?;鞜捑褪菍⑺軣捄蟮纳z與配合劑混合、放在煉膠機中,通過(guò)機械拌合作用,使配合劑完全、均勻地分散在生膠中的一種過(guò)程?;鞜捠窍鹉z制品生產(chǎn)過(guò)程中的一道重要工序,如果混合不均勻,就不能充分發(fā)揮橡膠和配合劑的作用,影響產(chǎn)品的使用性能?;鞜捄蟮玫降哪z料,人們稱(chēng)為混煉膠,它是制造各種橡膠制品的半成品材料,俗稱(chēng)膠料,通常均作為商品出售,購買(mǎi)者可利用膠料直接加工成型、硫化制成所需要的橡膠制品。根據配方的不同,混煉膠有一系列性能各異的不同牌號和品種,提供選擇。
5.成型
在橡膠制品的生產(chǎn)過(guò)程中,利用壓延機或壓出機預先制成形狀各式各樣、尺寸各不相同的工藝過(guò)程,稱(chēng)之為成型。成型的方法有:
壓延成型適用于制造簡(jiǎn)單的片狀、板狀制品。它是將混煉膠通過(guò)壓延機壓制成一定形狀、一定尺寸的膠片的方法叫壓延成型。有些橡膠制品(如輪胎、膠布、膠管等)所用紡織纖維材料,必須涂上一層薄膠(在纖維上涂膠也叫貼膠或擦膠),涂膠工序一般也在壓延機上完成。纖維材料在壓延前需要進(jìn)行烘干和浸膠,烘干的目的是為了減少纖維材料的含水量(以免水分蒸發(fā)起泡)和提高纖維材料的溫度,以保證壓延工藝的質(zhì)量。浸膠是掛膠前的必要工序,目的是為了提高纖維材料與膠料的結合性能。
壓出成型 用于較為復雜的橡膠制品,象輪胎胎面、膠管、金屬絲表面覆膠需要用壓出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混煉膠,放入到擠壓機的料斗內,在螺桿的擠壓下,通過(guò)各種各樣的口型(也叫樣板)進(jìn)行連續造型的一種方法壓出之前,膠料必須進(jìn)行預熱,使膠料柔軟、易于擠出,從而得到表面光滑、尺寸準確的橡膠制品。
模壓成型 也可以用模壓方法來(lái)制造某些形狀復雜(如皮碗、密封圈)的橡膠制品,借助成型的陰、陽(yáng)模具,將膠料放置在模具中加熱成型。
6.硫化
把塑性橡膠轉化為彈性橡膠的過(guò)程叫做硫化,它是將一定量的硫化劑(如硫磺、硫化促進(jìn)劑等)加入到由生膠制成的半成品中(在硫化罐中進(jìn)行),在規定的溫度下加熱、保溫,使生膠的線(xiàn)性分子間通過(guò)生成"硫橋"而相互交聯(lián)成立體的網(wǎng)狀結構,從而使塑性的膠料變成具有高彈性的硫化膠。由于交聯(lián)鍵主要是由硫磺組成,所以稱(chēng)為"硫化".隨著(zhù)合成橡膠的迅速發(fā)展,現在硫化劑的品種很多,除硫磺外,還有有機多硫化物、過(guò)氧化物、金屬氧化物等。因此,凡是能使線(xiàn)狀結構的塑性橡膠,轉化為立體網(wǎng)狀結構的彈性橡膠的工藝過(guò)程都叫硫化,凡能在橡膠材料中起"搭橋"作用的物質(zhì)都稱(chēng)為"硫化劑".
硫化后的彈性橡膠叫硫化橡膠,又叫軟橡膠,俗稱(chēng)"橡膠".硫化是橡膠加工的一個(gè)最為重要的工藝過(guò)程,各種橡膠制品必須經(jīng)過(guò)硫化來(lái)獲得理想的使用性能。未經(jīng)硫化的橡膠,在使用上是沒(méi)有什么使用價(jià)值的,但欠硫(硫化程度不夠,硫化時(shí)間不夠,未能達到最佳狀態(tài))和過(guò)硫(硫化時(shí)間超過(guò)、性能顯著(zhù)下降)都使橡膠性能下降。所以生產(chǎn)過(guò)程中一定要嚴格控制硫化時(shí)間,以保證硫化后的橡膠制品具有最好的使用性能和最長(cháng)久的使用壽命。
7.輔助措施
為了達到使用性能,還應在生產(chǎn)工藝中增加輔助措施:
7.1增加強度--配用硬質(zhì)碳黑,摻用酚醛樹(shù)脂;
7.2增加耐磨性--配用硬質(zhì)碳黑;
7.3氣密性要求高--少用揮發(fā)性高的組分;
7.4增加耐熱性--采用新的硫化工藝;
7.5增加耐寒性--通過(guò)生膠的解枝鑲嵌,降低結晶傾向,使用耐低溫 的增塑劑;
7.6 增加耐燃性--不用易燃助劑、少用軟化劑、使用阻燃劑(如:三氧化銻)
7.7增加耐氧性、耐臭氧性--采用對二胺類(lèi)防護劑;
7.8提高電絕緣性--配用高結構填充劑或金屬粉,配用抗靜電劑;
7.9提高磁性--采用鍶鐵氧粉,鋁鎳鐵粉,鐵鋇粉等作填充劑;
7.10提高耐水性--采用氧化鉛或樹(shù)脂硫化體系,配用吸水性較低的填充劑(如硫酸鋇、陶土);
7.11提高耐油性--充分交聯(lián)、少用增塑劑;
7.12提高耐酸堿度--多用填充劑;
7.13提高高真空性--配用揮發(fā)性小的添加劑;
7.14降低硬度--大量填充軟化劑
8.橡膠制品的分類(lèi)及其在汽車(chē)上的應用
橡膠制品應用廣泛,品種也很多。按照用途來(lái)分,通常分為工業(yè)用和民用兩大類(lèi)。工業(yè)用橡膠制品主要有:輪胎、膠帶、膠管、膠版、膠布及膠布制品、密封件、減振件、膠乳制品、硬質(zhì)橡膠制品、橡膠絕緣制品、膠輥以及橡膠襯里等。
9.橡膠制品成型時(shí),經(jīng)過(guò)大壓力壓制,其因彈性體所俱備之內聚力無(wú)法消除,在成型離模時(shí),往往產(chǎn)生極不穩定的收縮(橡膠的收縮率,因膠種不同而有差異) ,必需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,才能和緩穩定。所以,當一橡膠制品設計之初,不論配方或模具,都需謹慎計算配合,若否,則容易產(chǎn)生制品尺寸不穩定,造成制品品質(zhì)低落。
10.橡膠屬熱溶熱固性之彈性體,塑料則屬于熱溶冷固性。橡膠因硫化物種類(lèi)主體不同,其成型固化的溫度范圍,亦有相當的差距,甚至可因氣候改變,室內溫濕度所影響。因此橡膠制成
品的生產(chǎn)條件,需隨時(shí)做適度的調整,若無(wú),則可能產(chǎn)生制品品質(zhì)的差異。
11.橡膠制品是由橡膠原料進(jìn)行密煉機煉膠后制成的混煉膠作原材料,在煉膠時(shí)根據所需橡膠制品的特性而設計配方,并且定下所需要的產(chǎn)品硬度。產(chǎn)品制作成型由橡膠平板硫化機進(jìn)行模
壓成型。產(chǎn)品成型后最后進(jìn)行飛邊處理,把產(chǎn)品表面處理光滑無(wú)毛刺。
且在很寬的溫度和 普通橡膠在電暈放電產(chǎn)生的臭氧作用下迅速降解,而硅膠密封圈則不受臭氧影響。且長(cháng)時(shí)間在紫外線(xiàn)和其他氣候條件下,其物性也小變化。硅膠密封圈具有很高的電阻率
頻率范圍內其阻值保持穩定。同時(shí)硅膠密封圈對高壓電暈放電和電弧放電具有很好的抵抗性。