橡胶成型工艺及模具设计教程文件

橡胶成型工艺及模具设计
第1章 橡胶概述
橡胶是高弹性的高分子材料，由于橡胶具有
其他材料所没有的高弹性，因而也称作弹性体。
天然橡胶
通用橡胶
合成橡胶 再生橡胶
来源
用途 特种橡胶 功能橡胶
粉末橡胶 形态 液体橡胶 热塑性橡胶 板块固态橡胶
橡胶
生物胶
物化状态 熟橡胶 硬橡胶
混炼橡胶
丁腈橡胶（NBR）
聚合单体：丁二烯/丙烯腈 ★一般工作温度：-40～120℃ ★基本特性：良好的耐油性，较好的综合性能。
三元乙丙胶 ( EPDM )
聚合单体: 乙烯\丙烯\第三单体 ★一般工作温度：-50～150℃ ★性能：耐老化耐臭氧性、耐极性液体、耐水及 过热水、水蒸气好、耐电性能好 ★用途：电线电缆绝缘层、汽车玻璃除水条、窗户密 封条、 蒸汽胶管、输送带等 ★参考价格：2.8～3.3万元/吨
氯丁橡胶（CR）
纺织物挂胶是使纺织物通过压延机辊筒间隙，使 其表面挂上一层薄胶，制成挂胶帘布或挂胶帆布， 作为橡胶制品的骨架层。
贴胶
பைடு நூலகம்
贴胶是利用压延机上转速相同 辊筒的压力将一定厚度的胶片贴于 纺织物上。
压力贴胶
进行贴合的两辊筒之间有积胶， 利用积胶的压力将胶料挤压到布缝 中去。
擦胶
擦胶是利用辊速不同所产生的剪切 力和辊筒的压力，将胶料挤擦入纺 织物的缝隙中，以提高胶料与纺织 物的附着力。
贴合是通过压延机将两层薄胶片贴合成一层胶 片的作业。 贴合工艺方法： 二辊压延机贴合 三辊压延机贴合 四辊压延机贴合
压型
压型是将胶料压制成一定断面形状的半成品或 表面有花纹的胶片。
压型工艺要求规格准确，花纹清晰，胶料密致， 故要求胶料收缩变形率小及配方中含胶率不宜过高。
压型工艺方法
纺织物挂胶（贴胶、擦胶）
从表面上看，压延只 是胶料造型的变化，但 实质上是一种流体流动 过程。
在压延过程中，胶料 一方面发生粘性流动， 一方面又发生弹性变形。
压片
压片是指将热炼好的胶料用压延机在辊速相等的 情况下，压制成有一定厚度和宽度的胶片。
1.工艺方法 （1）中下辊不积胶 （2）中下辊积胶 （3）四辊压延机压片
贴合
低温塑炼：机械降解为主
塑 机械塑炼法
炼 的 方 法 化学塑解法
高温塑炼：自动氧化降解 为主机械力强化橡胶与氧 的接触
混炼
指在炼胶机上将各种配合剂加入到 一、定义 橡胶中制成混炼胶的工艺过程
二、混炼的 目的和意义
1.保证产品的质量 2.适合于进一步的加工 3.高效节能
生胶的混炼性
第一种状态：不能紧包前辊 原因：混炼温度低，胶料的可塑性小。
塑炼
为了改善生胶黏度过 大和不均匀现象，在 炼胶机中通过机械应 力、热氧或加入塑解 剂等方法对生胶进行 加工，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。
橡胶塑炼的实质
降低分子量是生胶获得可塑性的最有效 方法。只有这样才能使粘度下降，可塑性增 加。
降低分子量，实质上就是使分子链断链。
氟胶 ( FKM 、FPM、VITON)
聚合单体：偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯 ★一般工作温度：-30～250℃
★性能：防火.耐油.耐溶剂是所有胶中最好的.
★用途：导弹、飞机、汽车等用密封件，化工厂耐 腐蚀皮碗、衬垫、薄膜，油箱衬层、胶管及泵用零 件等 ★参考价格：40～80万元/吨
丙烯酸酯橡胶（ACM）
聚合单体：氯丁二烯 ★一般工作温度：-35～120℃
★特性：耐候性、耐臭氧性、阻燃、耐热性及耐化学 药品性均好 ★用途：轮胎内衬层、低压电线电缆、输送带、减震 橡胶、窗户密封条、胶粘剂、胶布、涂料 ★参考价格：3.0～3.5万元/吨
硅胶 (Q )
聚合单体：主链由硅原子和氧原子交替组成 ★一般工作温度：-93～250℃ ★性能：使用温度范围最广,毒性最低、具生理惰性、 透气性好、电绝缘性好，物理机械性能较差 ★用途：胶管、胶带、胶辊、电绝缘制品、人造皮肤、 器官等. ★参考价格：7.0～8.0万元/吨
聚合单体：丙烯酸与带有可提供交联反应活性基团 的单体共聚制得 ★一般工作温度：-10～150℃
★基本特性：良好的耐高温，较好的耐油（包括含 硫的油）、耐磨性，耐寒性差。
★主要用途：耐油、耐热、密封、板、囊、护套制 品。
★参考价格：10.0～12.0万元/吨
橡胶的基本特性
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。
★主要用途：耐油和乳化液制品、密封制品、防 尘罩、圈。
★参考价格：2.0～2.3万元/吨
丁苯橡胶（SBR）
聚合单体：丁二烯\苯乙烯 ★一般工作温度：-60～120℃ ★性能：弹性比NR稍差，耐磨和耐老化比NR好 ★主要用途：轿车、轻卡车轮胎等、胶鞋、胶布、 文体用品、胶板、蓄电池壳、胶带等 ★参考价格：1.8～2.4万元/吨
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。
橡胶基本加工工艺
无论什么橡胶制品，都要经过混炼和硫化这两个 过程。橡胶基本加工工艺主要包括塑炼、混炼、 压延、压出、成型和硫化等。另外，对于一些特 殊产品还包括注压、浇注和黏合。
第二种状态：紧包前辊 原因：温度适宜，胶料的可塑性中。
第三种状态：脱辊——出兜 原因：温度略高，胶料的可塑性略大。
第四种状态：粘流态包辊 原因：温度太高，可塑度太大
压延
压延—指将混炼胶在压延设备上制成胶片或与骨架 材料制成胶布半成品的工艺过程。
压延
压片 贴合 压型 挂胶（贴胶、擦胶）
从原理上看，压延过程主要是通过两个辊筒 作用把胶料辗压成具有一定厚度和宽度的胶片 的过程。
擦胶只能处理帆布，不能处理帘 布。
压出（挤出）
挤出是使胶料通过挤出机连续地制成各种不同形状 半成品的工艺过程。
挤出机具有如下优点： 挤①出补与充压混延的炼比和较热炼作用，使胶料质量更致密， 更均匀。 ②适用面广，可压出各种尺寸、断面形状半成品。 ③设备占地面积小，重量轻，结构简单，造价低，
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。