1.塑炼
天然橡胶和合成橡胶在未经预加工处理之前统称为“生胶”。生胶不耐温,在较高温度下变软乃至粘流,不能保持稳定的形状和必要的性能;低温下变硬变脆。因此,生胶必须经过一系列加工处理之后才能具备应有的使用性能。由于生胶块一般都较大,需要进行切胶,将大块胶切割成小块,便于预加工处理。未经过预加工处理的生胶由于强韧的高弹性给成型加工带来了极大的困难,使得在产品制造过程中所施加的机械功消耗在橡胶的可逆弹性变形上。为此,需要通过机械应力、热、氧或加入某些添加剂等方式,使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态。这种使生胶增加可塑性的工艺过程称作塑炼。塑炼后的生胶叫塑炼胶,塑炼可以采用密炼机、开炼机或螺杆塑炼机进行。
塑炼的功能是使生胶大分子降解断链,分子量降低,生胶的性能随之发生一系列变化,弹性减小,塑性增加,溶解度增大,溶液粘度降低,粘着性增大,化学活性提高等,这样就可获得适合各种加工工艺要求的可塑性,使橡胶与添加剂在混炼过程中易于混合分散均匀,在压延、挤出和成型时容易操作,胶料易于渗入纤维,胶料的溶解性和粘着性得以提高,使制品获得清晰的轮廓。
2.混炼
为了提高橡胶的物理机械性能,降低成本,改善加工工艺,除选用合适的橡胶外,还要加入各种助剂。所谓助剂是指橡胶加工中用的硫化剂、硫化促进剂、活化剂、防老剂、补强剂、填充剂、软化剂、着色剂等各类化学药品。而橡胶与助剂混炼后的材料就叫混炼胶或俗称胶料。通常采用密炼机混炼,量少品种也宜用开炼机混炼。世界上各种新型的螺杆连续混炼机也已研制成功并开始试用。
3.挤出、压延和成型
这三道工序用以制造一定形状的半成品。混炼胶经挤出后可制成一定形状的坯料(如胶管、轮胎胎面、胶鞋大底等)。通过压延可进行织物挂胶,然后将一定形状的坯料和压延胶布、胶片在专门的成型设备上粘贴、压合,制成各种未经硫化的橡胶制品的半成品。
4.硫化
上述已成型的半成品,在一定温度和压力下,经过一定时间后,橡胶与硫磺 (或其它硫化剂)发生化学反应,这样就可以得到弹性好、强度高的橡胶制品。
5.压制、压铸、注射成型
这三种成型均是将混炼胶放入或注入模具里成型并且在一定温度和压力下硫化交联形成三维网状结构的橡胶制品,制品的成型和硫化均在模腔里完成。
虽然橡胶制品的种类很多,品种规格数不胜数,但是生产各种橡胶制品的原材料、工艺过程及设备等,却有许多共同之处。
橡胶制品的主要原料是生胶,同时还要添加各种助剂,采用纤维织物和金属材料作骨架。制造胶浆时,还需要大量的溶剂。橡胶制品生产的基本工艺过程包括塑炼、混炼、挤出、压延、成型、硫化等基本工序,
由以上介绍可知,橡胶成型加工与热塑性塑料成型加工有两个显著不同之处。其一,首先要将弹性的生胶进行塑炼,使橡胶大分子断链,降低分子量,使高弹性的生胶变成具有一定塑性的橡胶料,便于成型加工;其二,为了恢复橡胶原有的弹性,经过塑炼的橡胶在添加的多种助剂中,必须有硫化剂(如硫磺),经过硫化处理,使线状橡胶大分子进行交联,形成三维网状大分子(这一点类似于热固性塑料成型),不仅恢复橡胶原有的弹性,而且强度、耐热性能得到显著提高,使之变成为弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。故解决塑性和弹性的矛盾是整个橡胶成型加工工艺过程的特点。
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