橡胶成型技术-压延

压延效应
1．压延效应
压延后的胶片在平行和垂直于压延方向上出现性能各向异 性的现象。
2．产生压延效应的原因：
（1）橡胶大分子链的拉伸取向； （2）形状不对称的配合剂粒子沿压延方向的取向。
压延效应
配方设计：尽量不用几何形状不对称的配合剂。 压延工艺：适当提高压延机辊筒表面的温度；
提高压延半成品的停放温度； 降低压延速度； 适当增加胶料的可塑度； 将热炼后的胶料调转90º向压延机供胶。
力。 张力值应等于或略高于帘线 在热胶料中的收缩值。
01 02 03
04 05
胶料可塑度小，渗透力小，易 掉皮，胶布表面不光滑，收缩
率辊较温大。胶料可塑度大，流动
性和渗透性好，收缩率小，胶 料与布之间有较高的附着力， 提胶高布辊表速面，光生滑产，效但率硫提化高胶，的但强
存停三距伸在留辊用性辊纺时压来能速织 间延 确降物短机定低和，压胶。胶胶延片料料时的在弹，厚辊性上度筒较、，缝大中中隙，辊、
轴交叉法
使用辅助机构使辊筒之间交叉成一定角度a(0~2°之间调整),形成两端辊隙大, 中间辊隙小的状态,与挠度对辊隙的作用力相反。 优点：补偿效果可以调整，以适应胶料性质和压延条件变化 缺点：受补偿曲线和辊筒挠度的差异使补偿效果受局限
辊筒预弯曲法
利用辊筒两端的液压辅助装置对两端施加外力，使辊筒产生与横压力相反 的预弯曲变形 缺点：由于辊筒轴承负荷加大，而限制了预弯曲程度和补偿效果。
纺织物挂胶 纺织物挂胶要求和方法
纺织物挂胶
1
工艺方法
根据纺织物材料 的特点及制品性 能要求，分为贴 胶和压力贴胶。
2
工艺条件
胶料温度、可塑 性、辊温、辊速。
纺织物挂胶 贴胶
贴胶适用密度较稀的帘布挂胶。可采用三辊压延机一 次单面贴胶或四辊压延机进行一次双面贴胶。工艺过 程如图4-13所示。也可采用两台三辊压延机连续进行 两面贴胶如图4-14所示。
最大加料厚度
胶料在辊缝中的受力状态
胶料压延时，在辊筒缝隙中受到两 个力的作用：一是辊筒的旋转拉力， 由胶料和橡胶的摩擦力作用产生， 作用是将胶料带入辊筒；一是辊筒 缝隙对胶料的挤压作用，使胶料推 进向前。
胶料在辊缝中的受力状态
将压力分布曲线进行积分，再乘以 辊筒的工作部分长度，得到总压力。 通常所说的横压力是指胶料反作用 于辊筒表面的力，大小与总压力相 等，方向相反。根据理论分析和实 验测定，辊筒直径、辊筒线速度、 辊筒工作部分长度、辊距、胶料黏 度、辊温等是影响横压力的主要因
目录
1
压延的基本原理
2 压延工艺方法及工艺条件
3 常见橡胶压延特性
4 压延工艺质量问题及改进
本章主要讲解橡胶压延的有关 知识，要求掌握压延概念，了 解压延原理，掌握压延效应及 影响因素，掌握压延工艺方法 、特性、工艺条件，理解压延 常见质量问题及解决方法
压延概述
压延是指胶料通过专用的压延设备 滚筒间隙受到挤压，延展成为具有一定
贴胶工艺条件
胶料可塑度小，渗透力小， 易掉皮，胶布表面不光滑，
收 流缩动率性较和胶大渗料。 透胶性可料好塑可，度塑收、度缩温大率度，
小，胶料与布之间有较高的 附着力，胶布表面光滑，但 硫化胶的强伸性能降低。
尼龙帘布有热收缩的特点， 所以压延贴胶必须是张力贴 胶，而且是从开始贴胶到冷
却结束帘布必须保持压一延定张张力
压片压延机 擦胶压延机 贴合压延机
压片擦胶压延机
压型压延机
压光压延机
实验用 压延机
Ι型压延机 △型压延机 L型压延机 Γ型压延机 Z型压延机 S型压延机
按辊筒数目可分为： 两辊压延机 三辊压延机 四辊压延机
五辊压延机
按辊筒的排列形式可分为：
“I”型压延机 “Δ”型压延机 “L”型压延机 “Г”型压延机
可塑度大容易得到光滑的胶片。太大则容易粘辊。太小则压 片表面不光滑，收缩率大
供胶要连续且均匀，积胶量不能时多时少，否 则引起厚薄不均。
胶片的压延 压型
胶片的压延 贴合
胶片的压延 贴合方法
纺织物挂胶
概述
纺织物挂胶是使纺织物通过压延机辊筒缝隙，使其表面挂上 一层薄膜，制成挂胶帘布或挂胶帆布，作为橡胶制品的骨架 层。目的是隔离织物，避免相互摩擦受损；增加成型黏性， 使织物之间自相紧密地结合成一整体，共同承担外力的作用； 增加织物的弹性、防水性，以保证制品具有良好的使用性能。
消除压延效应的措施
压延工艺方法及工艺条件
压延工艺方法
压延使用的胶料应具有必要的可塑性。
擦胶作业要求胶料有较高的可塑性，
作
以便胶料渗入纺织物组织的空隙中；
业 形
式 压片和压型作业的胶料可塑性不能太
高，以使胶胚有较好的挺性；贴胶作
业的胶料其可塑性介于上述二者之间。
压片 贴合 胶片 压型 贴胶与擦胶 胶布
压延准备工艺
胶料的热炼与供胶
01
纺织物干燥
02
1、胶料的热炼与供胶
①设备：开炼机、螺杆挤出机 ②目的：
①、混炼胶料预热软化，重新获得流动性； ②、提高胶料可塑度； ③、补充混炼，提高胶料分散程度；
步骤：
粗炼、细炼、供胶 粗炼、细炼集体操作条件及方法：
项目
辊距mm
辊温℃
粗炼
2~5
40~45
细炼
7~10
超过边侧部位，内外层的速度梯度 变成凸形，而且在Y点处形成最大 速度梯度。速度梯度随着胶料继续 前进而逐渐递减直至消失，内外层 速度恢复一致。在Y点处有最大的 速度梯度，胶料在此处会受到最大 剪切作用而被拉伸变薄。
胶料在辊筒缝隙中的流动状态
当两辊筒线速度不等时，胶料的流 动分布规律基本不变。只是这时在 Z、W两点处的流速不相等，而是存 在一个与两辊线速度想对应的速度 梯度。胶料中间部位速度最大处也 向速度大的辊筒那边靠近一些。总 的结果是速度梯度增加
2、纺织物的干燥
①设备：
①、多个中空辊筒组成的立式或卧室干燥机 ②、加热媒介：饱和水蒸气 ③、温度：50℃~70℃（具体依实际纺织物类型而定）
②目的：
①、保证胶料与纺织物之间的粘合 ②、防止胶布内部产生气泡
③作业步骤：
轮胎公司一般将干燥放在上胶之前组成联动作业流程，使纺织物干燥 后立即进入压延机挂胶，以防止纺织物停放时间过长而回潮。
1)三辊压延机压片：
适用于厚度为2～3mm的胶片，分两种情况： 中下辊间无积胶压延：适用于NR； 中下辊间有积胶压延：适用于SBR。
可使胶片表面光滑、 有利于减少内 部气泡， 提高密实程度，但会增大 压延效应。
胶料
胶
料
胶
片2
存 胶胶 片
中下辊间无积存胶
中下辊间有积存胶
四辊压延机压片
对于规格要求高的半成品可采用四辊 压延机压片。比三辊多通过一次辊距， 压延时间增加，松弛时间较长，收缩 相应减少，从而使胶片厚薄的精度和 均匀性提高
黏度与切变速率的关系
压延时切变速率很大，胶料变现得 很柔软，流动性很好，适合压延的 加工要求。而当胶料离开辊缝后， 流动性停止，黏度变得很大，半成 品有良好的挺性，放置时不会变形。 所以适当提高压延速度有利于提高 其流动性。
黏度与温度的关系
E
AeRT
A-常数；R-气体常数 E-橡胶的流动活化能 T-绝对温度
由阿累尼乌斯公式可以看出，温度增加， 黏度显著降低。因此可以利用提高温度的 办法来提高胶料压延时的流动性。为此， 压延用的胶料要进行热炼，以提高其温度。 但不同的橡胶对温度的敏感性不同。
可以通过调节温度或切变速率的方法来 调节黏度以获得良好的流动性。
压延后的收缩
橡胶是一种粘弹性物质，胶料在一定切变速率下流动，必然 伴随着高弹性变形。因此，当胶料离开压延机辊筒缝隙后， 外力作用消失，胶料便弹性恢复。而这一恢复过程需要一定 的时间才能完成，着就导致压延后胶片在停放过程中出现收 缩现象。弹性恢复过程是一种应力松弛过程。压延速度、温 度不同，收缩率不同。
胶料黏度与切变速率和温度的依赖关系
良好的流动性是胶料压延能顺利进行的先决条件。胶料的流 动性一般是用黏度来直接度量的。粘度值越小，流动性越好； 反之，粘度值越大，流动性越差。而胶料的黏度大小直接受 到切变速率和温度的影响。
黏度与切变速率的关系
从左图可以看出，切变速率很低时， 三种胶料的黏度都很高，>105Pa·s。 当切变速率增至压延、压出速率时， 三种胶料的黏度都下降为原来的1/10。 胶料黏度与切变速率的这种依赖关 系对压延工艺具有重要的意义。
60~70
操作 薄通7~8次 薄通6~7次
供胶：热炼后的胶料经一台专用开炼机割取成连续的胶条经输送带连续向压 延机供料，输送带的速度应略大于开炼机的速度；随着压延工艺自动化水平 和压延速度的提高，对于规模较大、现代化程度较高的轮胎厂已采用冷喂料 销钉式螺杆挤出机进行热炼和供料。
2、纺织物的干燥
压延纺织物的含水率一般要求控制在1%～2% 的范 围内，最大不超过3%。否则会降低胶料与纺织物之间 的结合强度，造成胶布半成品掉胶，硫化胶制品内部 脱层，压延时胶布内部产生气泡，硫化时产生海绵孔 等质量问题。
胶料在辊筒缝隙中的流动状态
X点为压力起点，由于辊缝大，辊 筒旋转产生的拉力大于挤压力，使 胶料沿辊筒表面的流速快于中央部 位，胶料内外层之间便出现了凹形 速度梯度。随着胶料继续向前流动， 压力递增，使中央部位流速逐渐加 快，这时内外层的速度梯度作用很 大，使中央部位的流速加快，逐渐
胶料在辊筒缝隙中的流动状态
作 规格形状的胶片或使纺织材料、金属材 业
形 料表面实现挂胶的工艺过程。压延是一 式 项精细的作业，直接影响产品的质量和 原材料的消耗，在橡胶制品加工中占有 重要地位。
压片 贴合 胶片 压型 贴胶与擦胶 胶布
分类方法
辊筒数 目分类
用途分类
辊筒排列 形式分类
两辊压延机 三辊压延机 四辊压延机 五辊压延机
辊筒挠度的影响及其补偿
1.辊筒挠度 横压力：压延时，胶料对辊筒产生一个与挤压力大小相等、方 向相反的反作用力，称为横压力。
（直径为20cm，辊距为0.01cm时,横压力可达480kg） 挠度：压延机辊筒在胶料的横压力作用下会产生轴向的弹性 弯曲变形，其程度大小以辊筒轴线中央部位偏离原来水平位 置的距离表示, 称为辊筒的挠度。
挠度的产生使压延半成品沿宽度方向上断面厚度不均匀，中间 厚度大，两边厚度小，影响压延质量。
2.补偿方法（1）中高度法（凹凸系数法）（2）轴交叉法（3） 辊筒预弯曲法
中高度法（凹凸系数法）
将辊筒工作部分制成具有一定凹凸系数(用辊筒轴线中央与两端半径之 差表示)的凹形或凸形 缺点：该法由于不能适应胶料性质和压延条件的变化而受到限制
胶片的压延
压片
利用压延机将胶料制成具有规定断面厚度和宽度的表面 光滑的胶片，通常适于厚度在3mm以下的胶片。如胶管、 胶带的内外层胶和中间层胶片、轮胎的缓冲层胶片、隔离胶 片和油皮胶等
wk.baidu.com
① 表面光滑、无绉缩； ② 内部密实、无孔穴、气泡； ③ 断面厚度均匀，精确； ④ 各部分收缩变形均匀一致 。
压片的工艺方法
适用于厚度范围在0.04～1.00mm的
胶片。
压延精度高，但压延效应大。
压 片 工 艺 要 点
辊温 辊速 速比 可塑度 供胶
保证压片质量的关键。适当控制各辊之间的温度差才能使胶 片沿着辊筒之间顺利通过。辊温由胶料性质决定
根据胶料的可塑性决定
辊筒间的速比有助于排出气泡，但对所出胶片 的光滑度不利
“Z”型压延机 “S”型压延机
三辊压延机
三辊压延机
四辊压延机
压延机的分类——视频
压延的基本原理
多厚的胶料才能进入压延机辊筒缝隙而被压延？
设滚筒直径为R，则 Δh1/2=R-O2C2=R（1-cosα），
即Δh1=2R（1-cosα） 当辊距为e时，能够进入辊距的胶料的最大 厚度为： h=Δh1+e＝2R（1-cosα）+ h2 辊筒的直径越大，加料厚度越大。
图4-13 贴胶工艺示意图 (a)三辊压延机贴胶(V2=V3>V1) (b) 四辊压延机贴胶(V2=V3>V1=V4) (c) 三辊压
延机压力贴胶(V2=V3>V1)
纺织物挂胶
压力贴胶
压力贴胶主要用于密度较大的帘布挂胶，也可以用于细布、 帆布挂胶。和一般贴胶的区别是布和中辊之间存在堆积胶， 如图4-13（C）所示。可利用堆积胶的压力将胶料挤压到布 缝中去。此法可以提高胶与布之间的附着力，在不损伤帘线 时，帘布的疲劳性能较贴胶工艺有所提高，能改善双面贴胶 容易剥皮的毛病，是贴胶法的一种改进。但此法会使帘线收 到的张力增加以致其容易收到损害，操作不当容易参数裂缝、 落股、压扁等毛病。
流下动辊不距充起分贴，合胶作布用表，面辊不距光的滑大， 胶小与直布接粘影合响力压降延低质的量缺。点。