
- 混炼机:完成生胶与填充剂的均匀混合与切料处理。
- 油压机:实现硫化前的定型与模压成型。
- 烘箱/干燥箱:对制品进行温控预处理及二次硫化前的调温。
- 丝印机:在橡胶制品表面进行图案或标识印制。
- 喷涂设备:用于表面涂覆,既有手动也有自动型号以满足产线需求。
- 激光雕刻机:对表面进行定制镭雕处理。
- 荷重机与寿命试验机:用于对橡胶产品的力学性能和耐久性进行检测与评估。
三、提升橡胶性能的辅助措施
为实现更好的使用性能,应在工艺设计中加入以下辅助手段。
1) 提升强度:选用硬质炭黑并添加酚醛树脂。
2) 增强耐磨性:选用硬质炭黑作为填充剂HJC黄金城集团。
3) 气密性要求高:尽量减少挥发性组分的使用。
4) 提高耐热性:采用新型硫化工艺与配方。
5) 提升耐寒性:通过生胶的解枝与嵌入处理,降低结晶趋势,搭配耐低温增塑剂。
6) 提升耐燃性:避免易燃助剂,减少软化剂,使用阻燃剂如三氧化磯等。
7) 提升耐氧与耐臭氧性:选用对二胺类防护剂。
8) 提高电绝缘性:配用高结构填充剂或金属粉并组合抗静电剂。
9) 提高磁性:以锶铁氧体、铝镍铁粉、铁钡粉等作为填充剂。
10) 提高耐水性:采用氧化铅或树脂硫化体系,搭配吸水性较低的填充剂如硫酸钡、陶土等。
11) 提高耐油性:实现充分交联、尽量减少增塑剂。
12) 提高耐酸碱度:增加填充剂用量以提升耐化学性。
13) 提高高真空性:选用挥发性低的添加剂。
14) 降低硬度:通过大量添加软化剂实现。
四、橡胶生产的基本工艺流程
橡胶加工的核心在于解决塑性与弹性的矛盾,使弹性较强的橡胶通过一系列工艺变为具有良好塑性和加工性的半成品,并在后续硫化中获得优良的力学性能与使用寿命。
1、塑炼
- 定义:将天然橡胶的长链分子降解,获得可塑性以利于混炼和后续加工。未塑炼的生胶弹性高、加工性差,因此需要塑炼提升渗透性与分散性。
- 方法:机械塑炼通过设备的挤压与摩擦降低分子链长度;热塑炼则通入高温气体在氧化作用下实现降解,获得可塑性。
2、混炼
- 目的:将塑炼后的生胶与各种配合剂混合,使其在胶料中均匀分散,满足不同用途的性能需求。
- 重要性:混炼的均匀程度直接影响后续成型、硫化和最终性能。混炼后得到的半成品称为混炼胶,作为加工成型与硫化的原料。
3、硫化
- 硫化过程:向混炼胶中加入硫化剂(如硫磺、促进剂等),在规定温度下加热使分子间通过硫桥形成三维网状结构,从而获得高弹性和优良力学性能的橡胶。随着新型橡胶的发展,除了硫磺外还有有机多硫化物、过氧化物、金属氧化物等,凡能促成立体网状结构的工艺均可称为硫化。
- 要点:严格控制硫化时间和温度,防止过硫或不足,以确保橡胶制品达到最佳性能与使用寿命。
- 常见问题与注意事项:
- 硫化过程中可能产生有毒气体,需在安全环境中进行并加强排放与防护。
- 硫化温度通常在115℃–180℃之间,特殊高温工艺可达到约200℃。
- 使用有机试剂时需关注其对人体的潜在危害,做好防护措施。
4、成型
- 压延成型:适用于片材、薄膜等简单形状,通过压延机加工成一定厚度和尺寸的胶片;常在涂胶纤维材料前进行干燥与浸胶以降低水分,提高粘附与成型质量。
- 压出成型:用于轮胎胎面、胶管等较复杂制品,通过挤出机将混炼胶挤出并经模具定型,常需预热以提升塑性与表面光洁度。
- 模压成型:对形状复杂的制品采用模具成型,如密封圈、卡箍等,借助模具的阴阳模将胶料定形并加热固化。
5、橡胶的老化
- 老化现象:加工、贮存与使用过程中,橡胶及制品的物理化学性质和机械性能逐步恶化,表现为龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、发霉等。
- 老化因素:
- 氧、臭氧、热、光、机械应力、水分、油类等综合作用;
- 化学介质、变价金属离子、高能辐射、电与生物等也会影响橡胶的耐久性。
- 说明:应通过配方优化、表面处理、添加稳定剂等措施,降低老化速度,延长使用寿命。
6、橡胶的粘接修复
- 基本原理:橡胶的极性越大,粘接强度越高,丁腈橡胶等极性较大者粘接性更强;天然橡胶、硅橡胶等极性较小,胶接相对较弱,因此需要适当的表面处理来提高附着力。
- 粘接方法:热粘法与冷粘法。热粘法需在成品中进行再硫化,工艺复杂、设备要求高;冷粘法在室温下固化,简单且节能,适合广泛应用,必要时加热可缩短固化时间。
- 各类橡胶的粘接要点:
- 天然橡胶:先脱脂、打毛,再进行必要化学处理;在粘接前对表面进行微裂纹处理以提升结合强度。
- 丁腈橡胶(NBR):用有机溶剂脱脂并进行表面粗化,必要时进行化学处理。
- 氯丁橡胶(CR):表面需脱脂、打毛、粗化,必要时进行化学处理。
- 泡沫橡胶(海绵橡胶):表面处理以去除灰尘即可,常用于与其他材料的粘接。
- 橡胶与金属、玻璃的粘接要点:
- 橡胶与金属的粘接通常需先对金属表面打磨、橡胶表面脱脂和打毛,以提高界面结合力。
- 橡胶与玻璃的粘接需先脱脂并打毛,玻璃表面处理通常采用有机溶剂处理后再涂覆粘结剂,确保固化效果。
(注:本节介绍为橡胶-金属、橡胶-玻璃的粘接基础方法,实际应用需结合具体橡胶品种和工作环境进行选型与优化。)
