橡胶工艺实验讲义

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橡胶成型工艺讲解

橡胶成型工艺讲解
NH C O n
其中:R 1—聚酯或聚醚链段,为柔性链段 R2—苯核、萘核、联苯核,为刚性链段 (氨基甲酸酯)内聚能大,为刚性链段
2. 品种分类
按化学结构分 聚酯型(AU)
聚醚型 (EU)
聚氨酯橡胶
混炼型
按加工方法分 浇注型
热塑性
3.性能 ①饱和性橡胶,拉伸强度高 (27.5~41.2 MPa),耐磨性最好 。
氯丁橡胶
和促进剂进行硫化。
粘接型:作粘接剂 专用型
特殊用途型
(七)丁腈橡胶(NBR)
1. 分子结构 通用型NBR由丁二烯和丙烯腈( ACN )通过乳 液聚合法共聚而成。呈浅黄色至棕褐色。
[ ] ( )( ) CH2 CH CH CH2 x CH2 CH y n CN
三、特种合成橡胶
(一)硅橡胶(Q)
指每克炭黑吸油的毫升数常用 DBP(邻苯二 甲酸二丁酯)来测量,称为 DBP吸油值。吸油 值越大,说明炭黑的结构形态越复杂,越不规 则,即结构性越高。
形状因素F=L/W
等效椭圆的长半径 不对称度= 等效椭圆的短半径
疏密度 =
等效椭圆面积 炭黑聚集体平面投影面积
五、炭黑对橡胶的补强作用机理
“微观多相 结构”理论
橡胶大分子链滑动学说能够解释: 1、炭黑表面活性越大,硫化胶的强度就越高。 2、硫化胶拉伸时的应力软化现象及滞后生热现象。
事实证明:能量损耗大(即生热大)的胶料具有较高 的强度,断裂能量大的胶料具有大的应力软化效应。
2. 二元乙丙橡胶(EPM)
分子结构式 :
[ ] ( )( ) CH2 CH2 x CH2 CH y n CH3
EPM 为饱和性橡胶,有优异的耐老化性能,不 能用硫磺来硫化,必须用 过氧化物来硫化。

青岛科技大学橡胶工艺讲稿4

青岛科技大学橡胶工艺讲稿4

青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿(4)第三章补强与填充体系§3-1 绪论填料是橡胶工业的主要原料之一,它能赋予橡胶许多优异的性能。

例如,大幅度提高橡胶的力学性能,使橡胶具有磁性、导电性、阻燃性、彩色等特殊的性能,赋予橡胶良好的加工性能,降低成本等。

一.何谓补强与填充?补强:在橡胶中加入一种物质后,使硫化胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、模量、抗溶胀性等性能获得较大提高的行为。

凡具有这种作用的物质称为补强剂。

填充:在橡胶中加入一种物质后,能够提高橡胶的体积,降低橡胶制品的成本,改善加工工艺性能,而又不明显影响橡胶制品性能的行为。

凡具有这种能力的物质称之为填充剂。

二.填料的分类填料的品种繁多,分类方法不一。

填料按不同方法分类如下:(1)按作用分补强剂:炭黑、白炭黑、某些超细无机填料等。

填充剂:陶土、碳酸钙、胶粉、木粉等。

(2)按来源分有机填充剂:炭黑、果壳粉、软木粉、木质素、煤粉、树脂等。

无机填充剂:陶土、碳酸钙、硅铝炭黑等。

(3)按形状分粒状:炭黑及绝大多数无机填料。

纤维状:石棉、短纤维、碳纤维、金属晶须等。

三.橡胶补强与填充的历史与发展橡胶工业中填料的历史几乎和橡胶的历史一样长。

在Spanish时代亚马逊河流域的印第安人就懂得在胶乳中加入黑粉,当时可能是为了防止光老化。

后来制作胶丝时曾用滑石粉作隔离剂。

在Hancock发明混炼机后,常在橡胶中加入陶土、碳酸钙等填料。

1904年,S. C. Mote用炭黑使橡胶的强度提高到28.7MPa,但当时并未引起足够的重视。

在炭黑尚未成为有效补强剂前,人们用氧化锌作补强剂。

一段时间后,人们才重视炭黑的补强作用。

我国是世界上生产炭黑最早的国家。

1864年美国开始研制炭黑。

1872年世界才实现工业规模的炭黑生产。

炭黑的补强性不仅使它得到广泛的应用,而且也促进了汽车工业的发展。

二战前槽黑占统治地位,50年代后用炉黑代替槽黑、灯烟炭黑,炉黑生产满足了轮胎工业发展的要求。

青岛科技大学橡胶工艺讲稿7

青岛科技大学橡胶工艺讲稿7

青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿(7)青岛科技大学, 橡胶, 讲稿, 工艺, 原理§4.4 橡胶的疲劳老化与防护一.疲劳老化的概念指在多次变形条件下,使橡胶大分子发生断裂或者氧化,结果使橡胶的物性及其他性能变差,最后完全丧失使用价值,这种现象称为疲劳老化。

发生疲劳老化最突出的地方是轮胎的胎侧。

随着轮胎每转一圈,经历压缩、伸张不断变形,这种情况下发生疲劳老化。

二.疲劳老化的机理1.应力引发(机械破坏理论)当橡胶受到机械力作用时,由于橡胶网络结构的不均匀性,导致产生应力分布不均匀的现象,使局部产生应力集中,结果造成局部的分子链被扯断。

这种情况尤其当橡胶处于周期性的变形时更为突出。

因为这时橡胶分子链来不及松弛,应变对应力有一滞后角,在分子链中总是保持着一定的应力梯度,从而使分子链容易发生断裂,当分子链被扯断后,生成游离基,引发产生氧化链反应。

橡胶的低温塑炼也属这种情况,在机械力的作用下,分子链断裂(在低温条件下,又可引发氧化作用)。

2.应力活化(力化学理论)当橡胶分子链处于应力作用时,由于机械力作用于分子链中原子的价力使其减弱,结果使橡胶氧化反应活化能降低,活化了氧化过程。

未受应力时,橡胶大分子活化能为21.0千卡/克分子。

受应力时,振幅为50%,频率为250周/秒,氧化活化能为18.1千克/克分子。

在多次变形条件下,即可发生应力引发,又可发生应力活化,但二者发生的情况不同:一般,温度高、振幅小、频率低、氧的浓度大的条件下,以应力活化为主,反之以应力引发为主。

三.影响疲劳老化的因素1.频率与振幅越高,越易疲劳老化。

频率越高,应力松弛能力下降,易产生应力集中,导致应力引发,易疲劳老化。

振幅增加,易应力活化,容易疲劳老化。

实验事实根据如下:变形振幅(%) 0 25 50 75应力活化活化能(千卡/克分子) 21.0 20.1 18.1 13.6从以上数据可以看出,振幅增加,应力活化活化能下降,越易疲劳老化。

橡胶加工工艺—橡胶压出工艺(高分子成型课件)

橡胶加工工艺—橡胶压出工艺(高分子成型课件)
有时为调整料流速度,有 的机头内还开有流胶孔, 或者提高流道局部阻力大 部位的温度,或在阻力小 的部位设置阻流器或阻力 调节装置。
二、橡胶的挤出(压出)工艺
(一)压出机工作原理及胶料的运动状态 3 物料在口型中的流动状体和挤出变形 胶料经机头进入口型后,由于口型形状不同及内表 面对物料流动的阻碍,物料流动速度也存在有与机 头类似的速度分布。中间流速大,越接近口型壁流 速越小 。 一般粘弹性的物料,从口型挤出后就不可避免地存 在松弛现象,即:胶条的长度会沿挤出方向缩短, 厚度沿垂直挤出方向增加(离模膨胀现象或称作挤 出变形现象)。挤出后的变形(收缩和膨胀)可以控制 在一定范围,但不可能完全消除。要求收缩率为 2~5%。 物料可塑性小、含胶率大,填充剂用量小,物料挤 出快,机头和口型温度低,膨胀和收缩率就大。
二、橡胶的挤出(压出)工艺
在挤出机(压出机)螺杆的挤压作用下,使受热 熔融的胶料通过具有一定断面形状的口型(口模) 而进行连续造型的工艺过程。
工艺特性: ① 半成品质地均匀致密。应用面广,成形速度快、工效高、成本低、有利 于自动化生产。 ② 设备占地面积小,重量轻,结构简单,造价低;能连续操作,生产能 力大。 ③ 口型模具结构简单、加工易、拆装方便、使用寿命长、易于保管和维 修。 常见制品: 胎面、内胎、胶管、电线、电缆护套、防水卷材及各种异型断面制品。
二、橡胶的挤出(压出)工艺
(一)压出机工作原理及胶料的运动状态
1 胶料在挤出机中的运动状态
加料段:加入的条状胶料,受到旋转螺杆的推挤作用形成连续的胶 团,并沿着螺槽的空间一边旋转,一边不断前进。 压缩段:加料段输送过来的松散胶团在压缩段被逐渐压实、软化, 并把夹带的空气向加料段排出。同时胶团间间隙缩小,密度增高, 进而粘在一起,再加上受到剪切和搅拌作用,因而胶团逐渐被加热 塑化形成连续的粘流体。 挤出段:在挤出段,压缩段输送过来的物料进一步塑化均匀,并输 送到机头和口模处挤出成型。

青岛科技大学橡胶工艺讲稿1

青岛科技大学橡胶工艺讲稿1

青岛科技大学橡胶工艺原理讲稿(1)青岛科技大学, 橡胶, 讲稿, 工艺, 原理合成橡胶在8种合成橡胶中全部由我国自行研究开发的胶种有BR、SSBR、SBS和CR;全部引进国外技术的胶种是EPDM。

§1.3丁苯橡胶(SBR)SBR是产量最大的合成橡胶,占合成橡胶总量的55%,70%用于轮胎。

按合成方法分为乳聚(1933年由德国的Farben公司生产)和溶聚(60年代投入工业化生产,发展较快)SBR两大类。

一.合成方法聚合单体:丁二烯(占2/3以上)、苯乙烯(少于1/3)1.乳液法:高温乳液聚合:50℃低温乳液聚合:5℃2.溶液法:60年代后投入工业化生产,该胶具有滚动阻力低,抗湿滑性好、综合性能高等特点,在轮胎行业中获得广泛应用。

二.分类(按制法分)三.SBR的结构乳聚SBR:顺1,4—结构含10%,反1,4—结构70%,1,2—结构20%溶聚SBR:顺1,4—结构比乳聚高,其它比乳聚低四.SBR的性能(一)性能1.物理常数密度(g/cm3)d=0.92~0.94折光指数 1.532.SBR强度比NR差生胶格林强度约为0.5MPa;纯胶硫化胶的强度为1.4~3.0MPa;但炭黑补强后硫化胶的拉伸强度高达17~28MPa。

撕裂强度比NR低,大约为NR的一半。

3.弹性、耐寒性比NR差。

4.耐热、耐老化、耐磨性比NR好(苯环弱吸电、体积大—分子内摩擦大、双键浓度低),硫化反应速度慢。

5.SBR耐屈挠疲劳性比NR差,但耐初始龟裂性好,耐裂口增长性差。

6.SBR粘着性比NR差。

7.SBR的电性能和耐溶剂性SBR电绝缘性能良好,耐溶剂性比NR好,但仍不耐非极性油类。

8.抗湿滑性优于NR、BR。

(二)配合与加工配合:必要成分—硫化剂:硫黄用量比NR中少(双键量少)促进剂:促进剂用量比NR中多(硫化速度慢)活化剂补强剂:主要是炭黑(非自补强性)增粘剂:本身粘性差,用烷基酚醛树脂,古马隆树脂增粘一般成分—防老剂,软化剂加工:塑炼性—一软丁苯(门尼粘度在40~60之间)一般不需要塑炼;混炼性——SBR对炭黑湿润性差,混炼生热高,开炼机应控温在40~50℃之间且包冷辊。

橡胶工艺原理教学课件全套

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2.橡胶类似物 ——指橡胶代用品,可部分代替 橡胶来使用。如再生胶、硫化胶粉。
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七、橡胶制品的分类
各类轮胎
胶管 胶带类
分类
工业制品 (杂制品)
鞋类
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鞋类
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工业杂制品
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五、生胶和配合剂
配合剂——在生胶中所加入的各种化学药品。
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绪 论[学习要求]
学习目的: 通过学习,初步了解本门课程的主要内容,
能正确使用相关术语,并对本门课程产生兴趣。 学习重点:
橡胶行业中常见的几个概念:橡胶(包括生 胶和硫化胶)以及橡胶类似物。 学习难点:
生胶和硫化胶概念的区别。
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一、橡胶的发展历史
1.天然橡胶的发现和利用
命名 分类
趋于按原料单体组成来命名 如由丁二烯聚合的叫丁二
烯橡胶;由丁二烯和苯乙烯 ①通分用类合趋成于橡按胶其:性性能共能和聚与用的N途则R可叫相分丁近为苯,:橡物胶机。
性能和加工性能较好。
②特种合成橡胶:具有特殊性能
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二、通用合成橡胶
(一)聚丁二烯橡胶(顺丁胶,BR,无色或 浅色,透明)
(1)考古发现人类在11世纪就开始使用橡胶。 (2)1493~1496年哥伦布发现美洲大陆时看到当地民玩 耍橡胶球并将其带回欧洲,欧洲人开始认识天然橡胶。 (3) 1735年,法国科学家 Condamine等将当地居民所 制橡胶制品带回欧洲,引起进一步研究和利用橡胶的兴 趣。 (4)1823年在英国建立第一个橡胶工厂,将橡胶溶于苯
类型 生胶及橡胶类似物 硫化体系(硫化剂促进剂

实验14 -橡胶的成型加工

实验14 -橡胶的成型加工

实验14橡胶制品的成型加工一、实验目的1.掌握橡胶制品配方设计基本知识。

熟悉橡胶加工全过程和橡胶制品模型硫化工艺;2.了解橡胶加工的主要机械设备如开炼机、平板硫化机等基本结构,掌握这些设备的操作方法;3.掌握橡胶物理机械性能测试试样制备工艺及性能测试方法。

二、实验原理橡胶制品的基本工艺过程包括配合,生胶塑炼,胶料混炼,成型,硫化五个基本过程,如图14-1所示。

图14-1橡胶制品生产工艺过程1.生胶的塑炼生胶是线型的高分子化合物,在常温下大多数处于高弹态。

然而生胶的高弹性却给成型加工带来极大的困难,一方面各种配合剂无法在生胶中分散均匀,另一方面,由于可塑性小,不能获得所需的各种形状。

为满足各种加工工艺的要求,使生胶由强韧的弹性状态变成柔软而具有可塑性的状态的工艺过程称作塑炼。

生胶经塑炼以增加其可塑性,其实质是橡胶分子链断裂,相对分子质量降低,从而橡胶的弹性下降。

在橡胶塑炼时,主要受到机械力、氧、热、电和某些化学增塑剂等因素的作用。

工艺上用以降低橡胶相对分子质量获得可塑性的塑炼方法可分为机械塑炼法和化学塑炼法两大类,其中机械塑炼法应用最为广泛。

橡胶机械塑炼的实质是力化学反应过程,即以机械力作用及在氧或其它自由基受体存在下进行的。

在机械塑炼过程中,机械力作用使大分子链断裂,氧对橡胶分子起化学降解作用,这两个作用同时存在。

本实验选用开炼机对天然橡胶进行机械法塑炼。

天然生胶置于开炼机的两个相向转动的辊筒间隙中,在常温(小于50℃)下反复受机械力作用,使分子链断裂,与此同时断裂后的大分子自由基在空气中的氧化作用下,发生了一系列力学与化学反应,最终达到降解,生胶从原先强韧高弹性变为柔软可塑性,满足混炼的要求。

塑炼的程度和塑炼的效率主要与辊筒的间隙和温度有关,若间隙愈小、温度愈低,力化学作用愈大,塑炼效率愈高。

此外,塑炼的时间,塑炼工艺操作方法及是否加入塑解剂也影响塑炼的效果。

2.橡胶的配合橡胶必须经过交联(硫化)才能改善其物理机械性能和化学性能,使橡胶制品具有实用价值。

工程橡胶技术学习班讲义02-塑炼

工程橡胶技术学习班讲义02-塑炼
通常,在橡胶的加工中,使用机械力、热、氧或加入某些 化学药剂来使生橡胶由强韧质硬及高弹性的状态转变为柔 软而富有可塑性的状态。这种将生橡胶加工成具有适当可 塑性的工艺过程就叫做橡胶的塑炼。将经过塑炼后的生橡 胶称为塑炼胶。
一般的,门尼粘度在60以下时,不需要塑炼。
相关概念
弹性:物体受外力变形,当外力除去后,能恢复 原状的性质。
因此,在采用开炼机进行塑炼时,一般期炼时 间不宜超过2Omin。如果想获得更大的可塑性 时,则需采取分段塑炼的工艺方法。
影响开炼机塑炼的主要因素 ——辊速与速比
橡胶在塑炼时,辊简 转速高,单位时间内 橡胶通过辊隙的次数 就多,所受机械力的 作用机会就多,塑炼 效果就好,见图。
但是,如果转速过高, 升温则快,反而会使 效果下降,同时塑炼 操作也不安全。
通常,为避免塑解剂的飞扬很大及提高其分散 性.先将塑解剂预先制成母胶,在塑炼时按一定 比例加入。
请参看化学塑解剂塑炼法视频
分段塑炼法
分段塑炼法是指当塑炼胶的可塑性要求较高, 采用薄通塑炼法不能达到工艺要求时而采用 二次塑炼或三次塑炼的工艺方法。
一般先将生胶塑炼一定的时间(约为 15min ) ,然后下片冷却并停放4~8h, 再进行第二次塑炼.如此反复数次,直到达 到可顺性的要求为止。
影响开炼机塑炼的主要因素 ——辊温
一般开炼机塑炼时,温 度越低塑炼的效果就越 好。
当温度较低时,生橡胶 的弹性较大,所受到的 机械作用力也就较大。 因此,塑炼效率就较高。
反之,温度高时,生胶 变软,所受到的机械作 用力就小,塑炼效率也 就较低。塑炼温度与可 塑性的关系如图所示。
影响开炼机塑炼的主要因素 ——辊距
因此,辊筒转速不宜 过高,通常为13~ 18r/min。

橡胶工艺原理讲稿 第四章 橡胶的老化与防护

橡胶工艺原理讲稿 第四章  橡胶的老化与防护

第四章橡胶的老化与防护§4.1 概述各种高分子材料虽然都有着各自优异的特性,但也有着共同的缺点,也就是说都有着一定的使用期限,原因就是它们都会在不同程度上发生老化。

一.橡胶老化的概念橡胶或橡胶制品在加工、贮存和使用的过程中,由于受内、外因素的综合作用(如热、氧、臭氧、金属离子、电离辐射、光、机械力等)使性能逐渐下降,以至于最后丧失使用价值,这种现象称为橡胶的老化。

橡胶老化的现象多种多样,例如:生胶经久贮存时会变硬,变脆或者发粘;橡胶薄膜制品(如雨衣、雨布等)经过日晒雨淋后会变色,变脆以至破裂;在户外架设的电线、电缆,由于受大气作用会变硬,破裂,以至影响绝缘性;在仓库储存的或其他制品会发生龟裂;在实验室中的胶管会变硬或发粘等。

此外,有些制品还会受到水解的作用而发生断裂或受到霉菌作用而导致破坏……所有这些都是橡胶的老化现象。

老化过程是一种不可逆的化学反应,象其他化学反应一样,伴随着外观、结构和性能的变化。

二.橡胶在老化过程中所发生的变化1.外观变化橡胶品种不同,使用条件不同,发生的变化也不同。

变软发粘:天然橡胶的热氧化、氯醇橡胶的老化。

变硬变脆:顺丁橡胶的热氧老化,丁腈橡胶、丁苯橡胶的老化。

龟裂:不饱和橡胶的臭氧老化、大部分橡胶的光氧老化、但龟裂形状不一样。

发霉:橡胶的生物微生物老化。

另外还有:出现斑点、裂纹、喷霜、粉化泛白等现象。

2.性能变化(最关键的变化)物理化学性能的变化:比重、导热系数、玻璃化温度、熔点、折光率、溶解性、熔胀性、流变性、分子量、分子量分布;耐热、耐寒、透气、透水、透光等性能的变化。

物理机械性能的变化:拉伸强度、伸长率、冲击强度、弯曲强度、剪切强度、疲劳强度、弹性、耐磨性都下降。

电性能的变化:绝缘电阻、介电常数、介电损耗、击穿电压等电性能的变化、电绝缘性下降。

外观变化、性能变化产生的原因是结构变化。

3.结构变化分子间产生交联,分子量增大;外观表现变硬变脆。

分子链降解(断裂),分子量降低,外观表现变软变粘。

2020年(塑料橡胶材料)橡胶工艺原理讲稿橡胶工艺原理讲稿

2020年(塑料橡胶材料)橡胶工艺原理讲稿橡胶工艺原理讲稿

(塑料橡胶材料)橡胶工艺原理讲稿橡胶工艺原理讲稿《橡胶工艺原理》讲稿绪论一.橡胶材料的特点1.高弹性:弹性模量低,伸长变形大,有可恢复的变形,并能在很宽的温度(-50~150℃)范围内保持弹性。

2.粘弹性:橡胶材料在产生形变和恢复形变时受温度和时间的影响,表现有明显的应力松弛和蠕变现象,在震动或交变应力作用下,产生滞后损失。

3.电绝缘性:橡胶和塑料一样是电绝缘材料。

4.有老化现象:如金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样,橡胶也会因为环境条件的变化而产生老化现象,使性能变坏,寿命下降。

5.必须进行硫化才能使用,热塑性弹性体除外。

6.必须加入配合剂。

其它如比重小、硬度低、柔软性好、气密性好等特点,都属于橡胶的宝贵性能。

表征橡胶物理机械性能的指标:1.拉伸强度:又称扯断强度、抗张强度,指试片拉伸至断裂时单位断面上所承受的负荷,单位为兆帕(MPa),以往为公斤力/平方厘米(kgf/cm2)。

2.定伸应力:旧称定伸强度,指试样被拉伸到一定长度时单位面积所承受的负荷。

计量单位同拉伸强度。

常用的有100%、300%和500%定伸应力。

它反映的是橡胶抵抗外力变形能力的高低。

3.撕裂强度:将特殊试片(带有割口或直角形)撕裂时单位厚度所承受的负荷,表示材料的抗撕裂性,单位为kN/m。

4.伸长率:试片拉断时,伸长部分与原长度之比叫作伸长率;用百分比表示。

5.永久变形:试样拉伸至断裂后,标距伸长变形不可恢复部分占原始长度的百分比。

在解除了外力作用并放置一定时间(一般为3分钟),以%表示。

6.回弹性:又称冲击弹性,指橡胶受冲击之后恢复原状的能力,以%表示。

7.硬度:表示橡胶抵抗外力压入的能力,常用邵尔硬度计测定。

橡胶的硬度范围一般在20~100之间,单位为邵氏A。

二.关于橡胶的几个概念1.橡胶:世界上通用的橡胶的定义引自美国的国家标准ASTM-D1566(America Society of Test and Material)。

橡胶工艺试验

橡胶工艺试验

第一章概述一、《橡胶工艺实验》的重要作用和意义橡胶是唯一一种具有高弹性的材料,是人类使用的重要材料之一,已在交通运输、建筑、电子、航天、石油化工、地质勘探、农业、机械、军事、水利、气象、日常生活等领域得到了广泛的应用。

近年来,橡胶工业新技术、新材料发展迅速,换代快,特别是非轮胎领域的精细橡胶制品、功能化橡胶制品发展更快,对橡胶制品的要求越来越高,同时也对橡胶制品设计和生产人员提出了更高的要求。

几乎所有的橡胶制品都需要进行配方设计,都要通过混炼和硫化等加工工序。

一个合格的橡胶制品,除了要求合格的原材料,好的配方外,还要求精确的加工和精密的测量,这几个环节中有一个环节做不好,就很有可能得不到合格的产品。

橡胶制品配方设计的好坏,需要通过性能测试才能得到评价;加工过程是否精确,也需要通过性能测试加以证实和控制。

橡胶加工性能、物理机械性能测试是橡胶制品制造过程中不可缺少的环节,是橡胶物性与配方设计之间的桥梁。

而橡胶加工性能、硫化胶物理机械性能的测试是《橡胶工艺实验》的主要内容,因此,《橡胶工艺实验》在橡胶制品配方设计、生产制造、质量控制等方面都有十分重要的作用和意义。

(一)《橡胶工艺实验》所提供的测试技术是提高橡胶工业科学技术水平必不可少的研究实验手段近年来,国内外合成高分子新材料及复合高分子材料得到了长足的发展,在实际生产中得到了广泛应用,其原因之一就是利用近代先进的物理、化学测试技术,逐步认识了材料的微观结构、组成与宏观性能之间的关系,为创造新的技术成果、开发新材料、制造新产品打下坚固的基础。

橡胶工业科学技术的快速发展,如果没有先进的测试技术是很难实现的。

橡胶工业的快速发展,橡胶制品的广泛应用,对国民经济的发展起了很重要的推动作用,有人把橡胶比作人体的关节,少了它人体就会瘫痪,其重要性可见一斑。

现代的一些尖端科学技术,如航天飞机、人造卫星、导弹火箭、核潜艇、隐形装备等都离不开橡胶配件,这些橡胶配件的性能必须通过物理、化学测试技术测试合格后方可使用。

橡胶工艺实验讲义

橡胶工艺实验讲义

《橡胶工艺实验》课程介绍及要求一、《橡胶工艺实验》课程介绍橡胶工艺学是一门实验性很强的课程,离不开实验教学。

橡胶工艺实验与橡胶工艺学课程相辅相成,橡胶工艺实验使理论课程的内容更加形象化,理论课程又为试验提供依据和指导。

橡胶工艺实验是橡胶工艺学教学过程中不可缺少的重要环节,其中基本试验部分是学生必须完成的实验内容,而其他实验限于设备台套数有限和课时的限制,可由老师讲解演示来完成。

本课程的试验希望达到以下目的:1、培养学生对橡胶专业知识的兴趣,提高和巩固对橡胶理论知识的理解;2、对每个实验项目要掌握其测试的意义和目的,了解仪器的基本结构、测试原理,掌握操作要领,会操作使用,能测出准确的试验数据和曲线,并正确进行计算,还应了解影响测试的因素,并能初步进行仪器的校正。

3、提高学生独立思考、分析和解决问题的能力,培养学生的科学态度和创新意识。

二、实验课程的要求1、课前预习充分预习是做好试验的前提,实验前应该认真准备,明确试验目的和要求,了解基本原理和实验内容,并安排好试验计划。

在此基础上写出试验报告,主要包括实验目的、步骤、自己设计的记录实验现象和数据的表格等内容。

2、实验过程(1)按照试验要求有步骤地进行实验,规范操作,仔细观察,认真思考,并将实验现象和数据及时、准确、如实地记录在试验报告本上,也不可将原始数据随便记录在草告本上、小纸片或其他地方,以免遗失。

认真记录所使用的仪器设备的型号、生产厂家。

(2)严格遵守实验室规则,注意安全操作,保持实验室环境整洁卫生。

(3)要养成实事求是地的科学态度和严谨的实验作风,不得随意涂改数据或者主观臆造数据。

如果实验中的数据与预期结果不同,产生较大的误差或实验失败,学生要认真思考,与同学或老师讨论,寻找原因,并在征得指导教师同意后补做数据或重做实验。

3、实验报告每次实验完成后,应及时完成实验报告。

实验报告要求文字表达清楚、语言简单明确。

报告内容一般应包括:(1)实验名称、日期;(2)实验目的、要求;(3)简明的实验原理;(4)实验步骤;(5)实验现象或数据的原始记录;(6)数据处理和结论,包括计算公式和结果表示;(7)实验的心得体会,对存在的问题及失败原因的分析讨论;(8)对思考题的回答。

橡胶加工工艺一 实训指导书

橡胶加工工艺一 实训指导书

橡胶加工工艺一实训指导书黎明职业大学轻纺工程系高分子教研室目录实验一塑炼工艺实验实验二橡胶配合与开炼机混炼工艺实验三密炼机混炼工艺实验四橡胶硫化特性实验实验五橡胶的硫化工艺实验六配方设计实验------鞋大底实验室安全知识实验一塑炼工艺实验一、塑炼的意义在橡胶加工过程中,对生胶的可塑性是有一定要求的。

而有些生胶很硬、粘度很高、缺乏基本的、必须的工艺性能——良好的可塑性。

为了满足工艺的要求,必须进行塑炼。

经过塑炼的生胶,可塑度将有很大的提高,配合剂易于混入,便于压延、压出、模型花纹清晰、形状稳定,增加了压型、注压胶料的流动性,使胶料易于渗入前卫,并能提高胶料的溶解性和粘着性。

经过塑炼的生胶在混炼时能和活性填充剂、硫化促进剂等发生化学反应,对硫化速度和结合凝胶生成量也产生一定影响。

另外,生胶经过塑炼,质地均一对硫化胶的物理机械性能也有所改善,故塑炼是橡胶加工中的基础工艺之一,是其他加工过程的基础。

二、塑炼设备——开放式炼胶机实验室内现广泛使用6 寸开放式炼胶机进行生胶塑炼。

该机主要工作部分是安装在机架上的两个中空辊筒,后辊的轴承座在机架上并前后位置固定。

前辊的走成座能前后移动,可借安全调距装置调节辊距以适应操作要求。

在辊筒上面设有挡胶板和急刹车装置以适应不同胶量的塑炼、混炼及一旦发生事故时立即刹车用。

机器的传动:是由机箱内的减速电动机通过传动齿轮带动后辊回转,再通过一对速比齿轮带动前辊回转,使两个辊筒以不同速度相对回转,前辊转速为11 米/分,后辊转速为13.5米/分。

前后两辊转速之比称为速比,本机以速比为1:1.22 回转对声胶施加剪切力。

加热、冷却部分:辊筒内设有带孔眼的水管可以使冷却水流过并喷向辊筒内表面,降低辊温,冷却水流出滚筒经排水漏斗排出。

当辊筒内水管通蒸汽时,可用以声高辊温(或用其它建议办法预热辊筒)。

三、塑炼机理这里讲的低温塑炼的机理也就是机械塑炼。

生胶在开放式炼胶机的辊筒上,直接受到机械力的反复作用,异常庞大的橡胶分子在剪切力的作用下,沿着流动方向伸展,使其橡胶分子链上产生局部应力集中,致使分子链断裂,断裂的分子链成了活性游离基,活性游离基与周围的氧或其它游离基接受体结合而稳定,形成了较短的分子,因而增加了可塑度即:在机械塑炼中,由于生胶随着温度降低而粘度增大,作用到生胶的剪切力就增大,使生胶分子短裂的作用也就加强了,可塑度增加了也就快,故在机械塑炼中一般采用较低的辊温进行,因而称为低温塑炼。

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《橡胶工艺实验》课程介绍及要求一、《橡胶工艺实验》课程介绍橡胶工艺学是一门实验性很强的课程,离不开实验教学。

橡胶工艺实验与橡胶工艺学课程相辅相成,橡胶工艺实验使理论课程的内容更加形象化,理论课程又为试验提供依据和指导。

橡胶工艺实验是橡胶工艺学教学过程中不可缺少的重要环节,其中基本试验部分是学生必须完成的实验内容,而其他实验限于设备台套数有限和课时的限制,可由老师讲解演示来完成。

本课程的试验希望达到以下目的:1、培养学生对橡胶专业知识的兴趣,提高和巩固对橡胶理论知识的理解;2、对每个实验项目要掌握其测试的意义和目的,了解仪器的基本结构、测试原理,掌握操作要领,会操作使用,能测出准确的试验数据和曲线,并正确进行计算,还应了解影响测试的因素,并能初步进行仪器的校正。

3、提高学生独立思考、分析和解决问题的能力,培养学生的科学态度和创新意识。

二、实验课程的要求1、课前预习充分预习是做好试验的前提,实验前应该认真准备,明确试验目的和要求,了解基本原理和实验内容,并安排好试验计划。

在此基础上写出试验报告,主要包括实验目的、步骤、自己设计的记录实验现象和数据的表格等内容。

2、实验过程(1)按照试验要求有步骤地进行实验,规范操作,仔细观察,认真思考,并将实验现象和数据及时、准确、如实地记录在试验报告本上,也不可将原始数据随便记录在草告本上、小纸片或其他地方,以免遗失。

认真记录所使用的仪器设备的型号、生产厂家。

(2)严格遵守实验室规则,注意安全操作,保持实验室环境整洁卫生。

(3)要养成实事求是地的科学态度和严谨的实验作风,不得随意涂改数据或者主观臆造数据。

如果实验中的数据与预期结果不同,产生较大的误差或实验失败,学生要认真思考,与同学或老师讨论,寻找原因,并在征得指导教师同意后补做数据或重做实验。

3、实验报告每次实验完成后,应及时完成实验报告。

实验报告要求文字表达清楚、语言简单明确。

报告内容一般应包括:(1)实验名称、日期;(2)实验目的、要求;(3)简明的实验原理;(4)实验步骤;(5)实验现象或数据的原始记录;(6)数据处理和结论,包括计算公式和结果表示;(7)实验的心得体会,对存在的问题及失败原因的分析讨论;(8)对思考题的回答。

实验一橡胶配合与开炼机混炼工艺一、实验目的橡胶配合与混炼工艺实验主要内容是根据实验配方,准确称量生胶、各种配合剂的用量,将配合剂与生胶混合均匀并达到一定分散度,制备符合性能要求的混炼胶。

该实验的目的是使学生熟悉并掌握橡胶配合方法,熟练掌握开炼机混炼的操作方法、加料顺序,了解开炼机混炼的工艺条件及影响因素,培养学生独立进行混炼操作的能力。

二、实验设备及工作原理ф160×320mm双辊筒开炼机,上海机械技术研究所产品,主要由机座、温控系统、前后辊筒、紧急刹车装置、挡胶板、调节辊距大小的手轮、电机等部件组成。

开炼机的结构图如图1所示。

图1-1 开炼机结构示意图图1-2ф160×320mm双辊筒开炼机开炼机混炼的工作原理是利用两个平行排列的中空辊筒,以不同的线速度相对回转,加胶包辊后,在辊距上方留有一定量的堆积胶,堆积胶拥挤、绉塞产生许多缝隙,配合剂颗粒进入到缝隙中,被橡胶包住,形成配合剂团块,随胶料一起通过辊距时,由于辊筒线速度不同产生速度梯度,形成剪切力,橡胶分子链在剪切力的作用下被拉伸,产生弹性变形,同时配合剂团块也会受到剪切力作用而破碎成小团块,胶料通过辊距后,由于流道变宽,被拉伸的橡胶分子链恢复卷曲状态,将破碎的配合剂团块包住,使配合剂团块稳定在破碎的状态,配合剂团块变小。

胶料再次通过辊距时,配合剂团块进一步减小,胶料多次通过辊距后,配合剂在胶料中逐渐分散开来。

采取左右割刀、薄通、打三角包等翻胶操作,配合剂在胶料中进一步分布均匀,从而制得配合剂分散均匀并达一定分散度的混炼胶。

三、实验步骤1、根据实验配方,准确称量生胶和除液体软化剂以外的各种配合剂的量,观察生胶和各种配合剂的颜色与形态;2、检查开炼机辊筒及接料盘上有无杂物,如有先清除杂物;3、开动机器,检查设备运转是否正常,通热水预热辊筒至规定的温度(由胶种确定);4、将辊距调至规定大小(根据炼胶量确定),调整并固定挡胶板的位置;5、将塑炼好的生胶沿辊筒的一侧放入开炼机辊缝中,采用捣胶、打卷、打三角包等方法使胶均匀连续的包于前辊,在辊距上方留适量的堆积胶,经过2—3分钟的滚压、翻炼,形成光滑无隙的包辊胶;6、按下列加料顺序依次沿辊筒轴线方向均匀加入各种配合剂,每次加料后,待其全部吃进去后,左右3/4割刀各两次,两次割刀间隔20秒钟;加料顺序:小料(固体软化剂、活化剂、促进剂、防老剂、防焦剂等)→大料(炭黑、填充剂等)→液体软化剂→硫黄和超速级促进剂7、割断并取下胶料,将辊距调整到0.5mm,加入胶料薄通,并打三角包,薄通5遍;8、按试样要求,将胶料压成所需厚度,下片称量质量并放置于平整、干燥的存胶板上(记好压延方向、配方编号)待用。

9、关机,清洗机台。

四、影响因素影响开炼机混炼效果的因素主要有胶料的包辊性、装胶容量、辊温、辊距、辊筒的速比、加料顺序、加料方式及混炼时间等。

1、胶料的包辊性胶料的包辊性好坏会影响混炼时吃粉快慢、配合剂分散,如果包辊性太差,甚至无法混炼。

胶料的包辊性与生胶的性质(如格林强度、断裂拉伸比、最大松弛时间等)、辊温和剪切速率有关,格林强度高、断裂拉伸比大、最大松弛时间长的生胶包辊性好,如NR;格林强度低、断裂拉伸比小、最大松弛时间短的生胶包辊性差,如BR。

影响生胶这些性质的因素都会影响生胶的包辊性,如加入补强剂,提高胶料的格林强度,增大松弛时间,会明显改善BR的包辊性;胶料中过多加入液体软化剂,降低格林强度,缩短松弛时间,包辊性变差,甚至脱辊。

辊温在胶料玻璃化转变温度(Tg)以下,无法包辊,在粘流温度(Tf)以上,胶料粘辊,也不能混炼,只有在Tg~ Tf之间某一温度范围内,胶料才有良好的包辊性,适于混炼。

如采取减小辊距、增大速比或提高辊筒转速等方法增大剪切速率,可提高胶料的断裂拉伸比、延长最大松弛时间,因而也能改善胶料的包辊性。

2、装胶容量装胶容量过大,增加了堆积胶量,使堆积胶在辊缝上方自行打转,失去了起折纹夹粉作用,影响配合剂的吃入和分散效果,延长混炼时间,胶料的物性下降,同时会增大能耗,增加炼胶机的负荷,易使设备损坏。

如果装胶量过少,堆积胶没有或太少,吃粉困难,生产效率太低。

因此,开炼机混炼时装胶量要合适。

可根据经验用下列公式计算装胶容量:Q=K•D•L••ρQ—装胶量,Kg;K—装料系数,K取0.0065~0.0085L/cm2;D—滚筒致敬,cm;L—辊筒工作部分的长度,cm;ρ—胶料的密度,g/cm3。

当炼胶量较少时,为了保证辊距上方留有适量的堆积胶,可通过调整挡胶板的距离来实现。

3、辊距胶料通过辊距时受到的剪切变形速率,与辊距、辊筒转速和速比之间的关系为:γ——机械切变速率,s-1;f——滚筒的速比,f=V1/V2;V2——前辊筒表面旋转线速度,m/min;V1——后辊筒表面旋转线速度,m/min;e——辊距,mm;减小辊距,剪切变形速率增大,橡胶分子链和配合剂团块受到的剪切作用增大,配合剂团块容易破碎,因此有利于配合剂的分散,但橡胶分子链受剪切断裂的机会也增大,容易使分子链过度断裂,造成过炼,橡胶分子量降得过低,使胶料的物理机械性能降低。

辊距过大,剪切作用太小,配合剂不易分散,给混炼操作带来困难。

因此开炼机混炼时,辊距要合适。

合适的辊距大小与装胶量有关,如表1-1所示。

天然胶与合成胶并用时,并用比例相等,总胶量可按天然胶来定辊距;合成胶大于天然胶比例时,总胶量可按合成胶定辊距。

表1-1 辊距大小与装胶量的关系4、速比与辊速速比和辊速增大,对混炼效果的影响与减小辊距的规律一致,会加快配合剂的分散,但对橡胶分子链剪切也加剧,易过炼,使胶料物性降低,使胶料升温加快,能耗增加。

速比过小,配合剂不易分散,生产效率低。

开炼机混炼的辊筒速比一般在1.15~1.27范围内。

5、辊温表1-2 不同胶料开炼机混炼时辊筒温度随辊温升高,胶料的粘度降低,有利于胶料在固体配合剂表面的湿润,吃粉加快;但配合剂团块在柔软的胶料中受到的剪切作用会减弱,不容易破碎,不利于配合剂的分散,结合橡胶的生成量也会减少。

因此开炼机混炼时辊筒的温度要合适。

由于温度对不同胶料包辊性的影响不同,因此不同胶料混炼时辊温也应不同。

NR包热辊,前辊温度要高于后辊;而大多数合成橡胶包冷辊,前辊温度要低于后辊。

常用的橡胶开炼机混炼时辊温如表1-2所示。

6、加料顺序混炼时加料顺序不当,轻则影响配合剂分散不均,重则导致焦烧、脱辊或过炼,加料顺序是关系到混炼胶质量的重要因素之一,因此加料必须有一个合理的顺序。

加料顺序的确定一般遵循用量小、作用大、难分散的配合剂先加,用量多、易分散的配合剂后加,对温度敏感的配合剂后加,硫化剂与促进剂分开加等原则。

因此开炼机混炼时,最先加入生胶、再生胶、母炼胶等包辊,如果配方中有固体软化剂如石蜡,可在胶料包辊后加入,再加入小料如活化剂(氧化锌、硬脂酸)、促进剂、防老剂、防焦剂等,再次加炭黑、填充剂,加完炭黑和填充剂后,再加液体软化剂,如果炭黑和液体软化剂用量均较大时,两者可交替加入,最后加硫化剂。

如果配方中有超速级促进剂,应在后期和硫化剂一起加。

配方中如有白炭黑,因白炭黑表面吸附性很强,粒子之间易形成氢键,难分散,应在小料之前加入,而且要分批加入。

对NBR,由于硫黄与其相容性差,难分散,因此要在小料之前加,将小料中的促进剂放到最后加。

7、加料方式加料方式不同也会影响吃粉速度和分散效果。

如果配合剂连续加在某一固定位置,其它部位胶料不吃粉,相当于减少了吃粉面积,吃粉时间延长,吃粉慢,配合剂由吃入位置分散到其他地方需要的时间延长,因此也不利于配合剂的分散。

加料时应将配合剂沿辊筒轴线方向均匀撒在堆积胶上,使堆积胶上都覆盖有配合剂,这样会缩短吃粉时间,也有利于配合剂在胶料中的分散,缩短混炼时间,较小对橡胶分子链的剪切破坏。

实验二密炼机混炼工艺一、实验目的本实验的主要目的是让学生了解密炼机的结构,熟练掌握密炼机混炼的操作方法和加料顺序,熟悉密炼机混炼的工艺条件,了解影响密炼机混炼效果的因素,制备符合性能要求的炭黑混炼胶或母炼胶。

二、实验设备及工作原理实验设备为湖南益阳橡胶机械有限公司制造的1.7升小型密炼机。

图2-1 1.7升小型密炼机(一)密炼机的结构图2-2 密炼机结构示意图密炼机一般由密炼室、两个相对回转的转子、上顶栓、下顶栓、测温系统、加热和冷却系统、排气系统、安全装置、排料装置和记录装置组成。

转子的表面有螺旋状突棱,突棱的数目有二棱、四棱、六棱等,转子的断面几何形状有三角形、圆筒形或椭圆形三种,有切向式和啮合式两类。

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