橡胶的主要特征:
有良好的柔顺性、易变性、强度、及扯断强度较好,具有良好的不透水性、不透气性,耐酸碱性及绝缘性。
橡胶的分类:分天然胶与合成胶两种。
1.天然胶(NR):
天然胶的原材料来源于橡胶植物树。其优点为:弹性好、强度高、绝缘性好、变形小、加工方便。其缺点为:不耐油、耐温性能差、易老化,一般都是并用 掺合使用。一般生产汽车轮胎和一些减震耐磨的橡胶件。
2.合成胶:
合成胶有:丁苯胶(SBR)、丁晴胶(NBR)、顺丁胶(BR)、乙丙胶(EPDM)、丁基胶(IIR)、氯丁胶(CR)、丙烯酸脂胶(ACM)、氢化丁晴(HNBR)、氯磺化聚乙烯(CSM)、氟胶(FKM)、硅橡胶(MVQ)等。
2.1.乙丙胶(EPDM)
优点:耐老化性能非常优异、耐天候、电绝缘性较好、冲击弹性较好、耐油。
缺点:硫化速度较慢、自粘性能、热撕裂性能差、加工性能不好。
用途:制造耐热运输带、蒸汽胶管,耐化学药品的密封件、减震垫和防水材料及汽车用皮碗、皮圈等。
2.2.丁腈胶(NBR)
优点:耐油性能优良、还具有较好的耐热、耐老化、耐磨、耐腐蚀等性能。
缺点:耐寒性、耐酸性、电绝缘性等性能较差、且抗力撕裂强度较差。
用途:主要用于制造油封、轴封及垫圈(O型圈)等制品,还可用于制造耐油胶管、运输带、胶辊、真空胶管、减震制品和纺织配件。
2.3丁苯胶(SBR)
优点:耐热性、耐老化性和耐磨性较好。
缺点:耐寒性、弹性、耐屈扰、龟裂性、耐撕裂性等性能较差、且加工性能较差可塑度变化小,压延压出变形大,自粘性差。
用途:主要用于充气轮胎,其次用于胶鞋、胶管、胶带、胶辊、胶布及模型制品,吸尘器密封圈等如吸口密封圈等。
2.4氯丁橡胶(CR)
优点:耐屈扰性、耐热性、耐老化性、耐酸碱性等较好,且弹性好,有良好的气密性。具有耐寒性和耐水性。
缺点:储存稳定性较差,易结晶,电绝缘性较差
用途:主要生产家电、空调里的橡胶件
2.5顺丁胶或聚丁二烯橡胶(BR)
优点:弹性、耐低温性、耐磨性较好。
缺点:拉伸强度、撕裂强度较低,抗湿滑性不好,粘性差。
用途:主要用于制造轮胎,还可用于制造耐磨制品(如胶鞋、胶辊),耐寒制品和防震制品。
2.6丁基胶(IIR)
优点:最大特点是气密性好,耐天候老化、耐光老化、耐化学药品性能均优异,且耐高温、耐寒性较好,长期工作温度可在130℃以下;吸收冲击或吸收震动的效果较好,电绝缘性较好。
缺点:弹性不如天然胶,硫化速度较慢,加工性能,粘性差。
用途:最适合充气内胎,其次用于地下电缆、高压电缆、防辐射手套、化工设备里衬及防震橡胶制品等。
2.7丙烯酸脂胶(ACM)
优点:兼有良好的耐热、耐油性能,在含有硫、磷、氯添加剂的润滑油中性能稳定。同时耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外线、气密性优良。使用温度范围:约-25~+150℃。
缺点:耐寒性差,不耐水,不耐蒸汽及有机和无机酸、碱。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液内膨胀严重。同时弹性和耐磨性差,电绝缘性差,加工性能较差。
用途:可用于制造耐油、耐热、耐老化的制品,如密封件、胶管、化工衬里等。
2.8氢化丁腈胶(HNBR)
优点:机械强度和耐磨性高,用过氧化物交联时耐热性比NBR好,其
它性能与丁腈橡胶一样。使用温度范围:约-30~+150℃。
缺点:价格较高。
用途:主要用于耐油、耐高温的密封制品中。
2.9氯磺化聚乙烯(CSM)
优点:耐臭氧及耐老化优良,耐候性优于其它橡胶。阻燃、耐热、耐溶剂性及耐大多数化学药品和耐酸碱性能较好。电绝缘性尚可,耐磨性与丁苯橡胶相似。使用温度范围:约-20~+120℃。
缺点:抗撕裂性能差,加工性能不好。
用途:电线电缆护套、胶管、胶带、胶辊化工衬里。
2.10氟橡胶(FKM)
特点:耐磨性较好,具有良好的耐天候老化、耐光老化、耐臭氧老化、耐辐射,耐汽油、苯、甲苯、酒精、弱酸性优良,使用温度范围:约-20~+200℃,特殊品级-35~+250℃(可在250℃下长期工作)。
缺点:此胶价格昂贵。
用途:主要生产耐真空、耐高温(如飞机、火箭上)耐化学腐蚀的耐油、耐高温的橡胶制品。
2.11硅橡胶(MVQ)
优点:既耐高温(最高300℃)又耐低温(最低-100℃),是目前最好的耐寒、耐高温橡胶;同时电绝缘性优良,对热氧化和臭氧的稳定性很高,化学惰性大。
缺点:机械强度较低,耐油、耐溶剂和耐酸碱性差,较难硫化,价格较贵。
用途:用于制作耐高低温制品(胶管、密封件等)、耐高温电线电缆绝缘层。由于其无毒无味,还用于食品及医疗工业。
3.混炼胶:
生胶中加入硫化剂、促进剂、活性剂、补强剂、填充剂、软化剂、防老剂、防交剂等配合剂,在炼胶机中均匀地进行掺和,而制得的胶叫混炼胶。
几种胶的塑炼特性:
天然橡胶用开炼机塑炼时,辊筒温度为30-40℃,时间约为15-20min;采用密炼机塑炼当温度达到120℃以上时,时间约为3-5min。
丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间,因此,丁苯橡胶也可不用塑炼,但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性顺丁橡胶具有冷流性,缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低,可不用塑炼。
氯丁橡胶得塑性大,塑炼前可薄通3-5次,薄通温度在30-40℃。
乙丙橡胶的分子主链是饱和结构,塑炼难以引起分子的裂解,因此要选择门尼粘度低的品种而不用塑炼。
丁腈橡胶可塑度小,韧性大,塑炼时生热大。开炼时要采用低温40℃以下、小辊距、低容量以及分段塑炼,这样可以收到较好的效果。
橡胶工艺基础知识
橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性性能这个矛盾的过程。通过各种工艺手段,使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶,再加入各种配合剂制成半成品,然后通过硫化使具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。
1、塑炼
将生胶的长链分子降解形成可塑性的过程叫做塑炼。生胶富有弹性,缺乏加工时必需的可塑性性能,因此不便于加工。为了提高其可塑性,所以要对生胶进行塑炼,这样在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中,同时在压延、成型过程中也有助于提高胶料的渗透性渗入纤维织品内和成型流动性。
生胶塑炼的方法有机械塑炼和热塑炼两种。
机械塑炼是在不太高的温度下,通过塑炼机的机械挤压和摩擦力的作用,使长链橡胶分子降解变短,由高弹性状态转变为可塑状态。
热塑炼是向生胶中通入灼热的压缩空气,在热和氧的作用下,使长链分子降解变短,从而获得可塑性。
2、混炼
为了适应各种不同的使用条件、获得各种不同的性能,也为了提高橡胶制品的性能和降低成本必须在生胶中加入不同的配合剂。
混炼就是将塑炼后的生胶与配合剂混合、放在炼胶机中通过机械拌合作用,使配合剂完全、均匀地分散在生胶中的一种过程。
混炼是橡胶制品生产过程中的一道重要工序,如果混合不均匀,就不能充分发挥橡胶和配合剂的作用,影响产品的使用性能。混炼后得到的胶料人们称为混炼胶,它是制造各种橡胶制品的半成品材料,俗称胶料通常均作为商品出售,购买者可利用胶料直接加工成型、硫化制成所需要的橡胶制品。根据配方的不同,混炼胶有一系列性能各异的不同牌号和品种提供选择。
3、硫化
(1)硫化过程
把塑性橡胶转化为弹性橡胶的过程叫做硫化。它是将一定量的硫化剂如硫磺、硫化促进剂等加入到由生胶制成的半成品中,在硫化罐中进行,在规定的温度下加热、保温使生胶的线性分子间通过生成"硫桥"而相互交联成立体的网状结构,从而使塑性的胶料变成具有高弹性的硫化胶。由于交联键主要是由硫磺组成,所以称为"硫化"。
随着合成橡胶的迅速发展,现在硫化剂的品种很多除硫磺外,还有有机多硫化物、过氧化物、金属氧化物等。因此凡是能使线状结构的塑性橡胶转化为立体网状结构的弹性橡胶的工艺过程都叫硫化,凡能在橡胶材料中起"搭桥"作用的物质都称为"硫化剂"。
硫化后的弹性橡胶叫硫化橡胶,又叫软橡胶,俗称"橡胶"。硫化是橡胶加工的一个最为重要的工艺过程,各种橡胶制品必须经过硫化来获得理想的使用性能。未经硫化的橡胶在使用上是没有什么价值的,但硫化程度不够,硫化时间不够,未能达到最佳状态和过硫硫化时间超过,都使橡胶性能下降。所以生产过程中一定要严格控制硫化时间,以保证硫化后的橡胶制品具有最好的使用性能和最长久的使用寿命。
4、成型
在橡胶制品的生产过程中,利用压延机或压出机预先制成形状各式各样、尺寸各不相同的工艺过程,称之为成型。成型的方法有:
(1)压延成型
适用于制造简单的片状、板状制品。它是将混炼胶通过压延机压制成一定形状、一定尺寸的胶片的方法叫压延成型。
有些橡胶制品如轮胎、胶布、胶管等所用纺织纤维材料,必须涂上一层薄胶在纤维上,涂胶也叫贴胶或擦胶。涂胶工序一般也在压延机上完成。纤维材料在压延前需要进行烘干和浸胶烘干,是为了减少纤维材料的含水量,以免水分蒸发起泡和提高纤维材料的温度,以保证压延工艺的质量。浸胶是挂胶前的必要工序,目的是为了提高纤维材料与胶料的结合性能。
(2)压出成型
用于较为复杂的橡胶制品,象轮胎胎面、胶管、金属丝表面覆胶需要用压出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混炼胶,放入到挤压机的料斗内,在螺杆的挤压下通过各种各样的口型也叫样板进行连续造型的一种方法。压出之前,胶料必须进行预热使胶料柔软、易于挤出,从而得到表面光滑、尺寸准确的橡胶制品。
(3)模压成型
也可以用模压方法来制造某些形状复杂如皮碗、密封圈的橡胶制品,借助成型的阴、阳模具将胶料放置在模具中加热成型。
文章来源: 平淡人生a9,轮胎人不知道的轮胎事,橡胶技术网