第五章橡胶成型加工.pptx
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3）硫化时间：依据硫化特性得到。
橡胶的硫化工艺
最大扭矩Mh 最低扭矩Ml 焦烧时间t10 理论正硫化时间tH 工艺正硫化时间t90
硫化仪测试结果
橡胶的硫化工艺
常用胶料所适合的硫化温度
胶料
NR、IR SBR、BR、PU NBR、CR、FKM EPDM、IIR SR
硫化温度 (℃)
➢ 140-----160 ➢ 150-----170 ➢ 160-----180 ➢ 170-----185 ➢ 160-----190
➢硫黄硫化体系
➢过氧化物硫化体系
➢金属氧化物硫化体系
➢树脂硫化体系
➢辐射硫化
橡胶配合 硫黄硫化体系 “硫化”的来源
硫黄、促进剂（噻唑类、次磺酰胺类 等）、活化剂（氧化锌、硬脂酸）
橡胶配合 硫黄硫化体系
橡胶配合 过氧化物硫化体系
橡胶配合 金属氧化物硫化体系
氧化锌 ZnO
橡胶配合 酚醛树脂硫化
过氧化物、树脂、辐射 过氧化物、树脂、辐射
橡胶配合 补强体系 炭黑、白炭黑、碳酸钙、高岭土等。
炭黑
橡胶配合 防老化体系
抗氧剂、抗臭氧剂、抗疲劳剂、光稳定剂等。 如防老剂RD、防老剂4010、防老剂4020等。
配方举例
曲轴箱前端垫密封件
NBR7001 (单位:份数)
N3350生胶 100
氧化锌
橡胶加工基本工艺 双辊开炼机
橡胶加工基本工艺 开炼后的状态
橡胶加工基本工艺
➢ 设计实验配方，准确称量； ➢ 检查开炼机； ➢ 开动机器，预热辊筒； ➢ 将辊距调至规定大小，调整并固定挡胶板； ➢ 加胶，包辊，留堆积胶； ➢ 按加料顺序加入各种配合剂； ➢ 小料（固体软化剂、活化剂、促进剂、防老剂、
生胶流动温度高、粘度大，它与各种配合 剂的混合，需要通过塑炼和混炼来实现。
1） 塑 炼：
强迫生胶反复通过两个转速不同的滚筒之间的间隙， 使之在强剪切力作用下长分子链被切断，相对分子量减小 ，从而流动性增加（即塑性增加）的工艺过程。
橡胶加工基本工艺
2） 混 炼：
将塑炼后的生胶和配合剂混合均匀的过程。 混炼的加料顺序是：塑炼胶、防老剂、填充剂、增塑 剂、硫化剂及硫化促进剂等。混炼时要注意严格控制温度 和时间。 常用的混炼机有密炼机和开炼机。
压铸成形
注压成形
工艺过程： 加料—胶料软化预热—注压(射)—硫化定型— 取出制品。
挤出成形
橡胶的硫化工艺
硫化定义: “硫化”最初是天然橡胶 制品用硫磺作交联剂进行交联而得名， 现在将线性高分子通过交联作用而形成 网状高分子的工艺过程称之为硫化。
橡胶的硫化工艺
优点: 具有较高的强度、韧 性、良好的弹性和化学稳 定性等。
5
硬脂酸
1
防老剂RD
1
DR分散剂
1
N774碳黑 75
白碳黑
15
碳酸钙
40
DOP
12
硫磺
1.5
促进剂TT 0.5
促进剂CZ 1.5
电线套管 (单位:份数)
甲基乙烯基硅橡胶 100
2#气相法白碳黑 30
双二五
1
二苯基硅二醇
5
橡胶加工基本工艺 塑炼 混炼 成形 硫化
橡胶加工基本工艺
粘弹性能 老化性能（疲劳、热氧、臭氧、天候) 耐磨性 阻燃性 耐低温性能 …………
橡胶定义
橡胶是一种在外力作用下能发生较大的形 变，当外力解除后，又能迅速恢复其原来 形状的高分子材料。别名弹性体。
橡胶定义 粉末橡胶原料、液体橡胶原料
橡胶定义
橡胶加工基本工艺 配合 塑炼 混炼 成形 硫化
橡胶配合 硫化体系
硫化胶的撕裂性能 硫化胶的冲击弹性 硫化胶的耐磨性 硫化胶的热空气老化 硫化胶的压缩疲劳生热 硫化胶的屈挠疲劳和裂口增长 硫化胶的耐液体介质实验 硫化胶的低温脆性实验 硫化胶的燃烧性能-氧指数实验 炭黑的分散度的测定 硫化胶的伸张疲劳 硫化胶伸张时的有效弹性 硫化胶滞后损失
橡胶成型加工
➢ 加工性能：门尼粘度、门尼焦烧、硫化特性、其它； ➢ 使用性能：综合物理机械性能。
橡胶的硫化工艺
橡胶的硫化工艺 橡胶硫化仪
橡胶加工中常见的问题
缺料原因
➢ 模具与橡胶之间的空气无法排出。 ➢ 称重不够。 ➢ 压力不足。 ➢ 胶料流动性太差。 ➢ 模温过高,胶料焦烧。 ➢ 胶料早期焦烧(死料）。 ➢ 料不够厚,流动不充分。
橡胶加工中常见的问题
缺料的解决措施
➢ 加开排气槽。 ➢ 多排气。 ➢ 提高压力。 ➢ 改配方，增加胶料流动性。 ➢ 改配方，延长焦烧时间，防止麻木。 ➢ 增加料厚度。
橡胶的硫化工艺 平板硫化机
橡胶的硫化工艺
硫化的工艺参数是温度、时间和压力， 俗称硫化的三要素。
1) 硫化压力
平板硫化压力的设定方法：表压＝硫化压力 模具面积
液压泵柱塞面积
源自文库
橡胶的硫化工艺
2）硫化温度
T2 -T1
t1 / t 2 k 10
T1—温度为t1时的硫化时间； T2—温度为t2时的硫化时间； K —硫化温度系数
第五章 橡胶成型加工
欧阳星 深圳大学材料学院
橡胶成型加工 将橡胶原料加工成制品的工艺研究和性能测试。
橡胶成型加工
➢ 橡胶的加工工艺 生胶的塑炼工艺 混炼工艺 混炼胶的硫化工艺
➢ 未硫化胶的性能测试 门尼粘度的测试 可塑度的测试 混炼胶的门尼焦烧特性 混炼胶的硫化特性
➢ 硫化胶的性能测试 硫化胶的拉伸性能 硫化胶的硬度
橡胶加工中常见的问题
喷霜、发白
原因 硫化不足。 配合剂过量，超过橡胶的溶解度。
解决措施 ➢ 延长硫时或采取二次硫化。 ➢ 调整配方，减少低溶解度配合剂的用量。
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 ➢ 割胶，打三角包，薄通 ； ➢ 下片、编号待用。 ➢ 关机，清洗机台。
橡胶加工基本工艺
➢ 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 ➢ 混炼时间
橡胶加工基本工艺 密炼机
橡胶加工基本工艺 门尼粘度计的结构
树脂硫化体系 醌类衍生物硫化 马来酰亚胺硫化
辐射硫化
橡胶配合 （各种橡胶硫化体系）
橡胶种类 天然橡胶 丁腈橡胶 乙丙橡胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 丁基橡胶
硅橡胶 聚氨酯橡胶
氟橡胶
硫化体系
硫黄、过氧化物、树脂、辐射 硫黄、过氧化物、辐射
硫黄、过氧化物、树脂、辐射 硫黄、过氧化物、辐射
硫黄、过氧化物、树脂、辐射 金属氧化物、辐射 硫黄、树脂、辐射 过氧化物、辐射
橡胶的硫化工艺
最大扭矩Mh 最低扭矩Ml 焦烧时间t10 理论正硫化时间tH 工艺正硫化时间t90
硫化仪测试结果
橡胶的硫化工艺
常用胶料所适合的硫化温度
胶料
NR、IR SBR、BR、PU NBR、CR、FKM EPDM、IIR SR
硫化温度 (℃)
➢ 140-----160 ➢ 150-----170 ➢ 160-----180 ➢ 170-----185 ➢ 160-----190
➢硫黄硫化体系
➢过氧化物硫化体系
➢金属氧化物硫化体系
➢树脂硫化体系
➢辐射硫化
橡胶配合 硫黄硫化体系 “硫化”的来源
硫黄、促进剂（噻唑类、次磺酰胺类 等）、活化剂（氧化锌、硬脂酸）
橡胶配合 硫黄硫化体系
橡胶配合 过氧化物硫化体系
橡胶配合 金属氧化物硫化体系
氧化锌 ZnO
橡胶配合 酚醛树脂硫化
过氧化物、树脂、辐射 过氧化物、树脂、辐射
橡胶配合 补强体系 炭黑、白炭黑、碳酸钙、高岭土等。
炭黑
橡胶配合 防老化体系
抗氧剂、抗臭氧剂、抗疲劳剂、光稳定剂等。 如防老剂RD、防老剂4010、防老剂4020等。
配方举例
曲轴箱前端垫密封件
NBR7001 (单位:份数)
N3350生胶 100
氧化锌
橡胶加工基本工艺 双辊开炼机
橡胶加工基本工艺 开炼后的状态
橡胶加工基本工艺
➢ 设计实验配方，准确称量； ➢ 检查开炼机； ➢ 开动机器，预热辊筒； ➢ 将辊距调至规定大小，调整并固定挡胶板； ➢ 加胶，包辊，留堆积胶； ➢ 按加料顺序加入各种配合剂； ➢ 小料（固体软化剂、活化剂、促进剂、防老剂、
生胶流动温度高、粘度大，它与各种配合 剂的混合，需要通过塑炼和混炼来实现。
1） 塑 炼：
强迫生胶反复通过两个转速不同的滚筒之间的间隙， 使之在强剪切力作用下长分子链被切断，相对分子量减小 ，从而流动性增加（即塑性增加）的工艺过程。
橡胶加工基本工艺
2） 混 炼：
将塑炼后的生胶和配合剂混合均匀的过程。 混炼的加料顺序是：塑炼胶、防老剂、填充剂、增塑 剂、硫化剂及硫化促进剂等。混炼时要注意严格控制温度 和时间。 常用的混炼机有密炼机和开炼机。
压铸成形
注压成形
工艺过程： 加料—胶料软化预热—注压(射)—硫化定型— 取出制品。
挤出成形
橡胶的硫化工艺
硫化定义: “硫化”最初是天然橡胶 制品用硫磺作交联剂进行交联而得名， 现在将线性高分子通过交联作用而形成 网状高分子的工艺过程称之为硫化。
橡胶的硫化工艺
优点: 具有较高的强度、韧 性、良好的弹性和化学稳 定性等。
5
硬脂酸
1
防老剂RD
1
DR分散剂
1
N774碳黑 75
白碳黑
15
碳酸钙
40
DOP
12
硫磺
1.5
促进剂TT 0.5
促进剂CZ 1.5
电线套管 (单位:份数)
甲基乙烯基硅橡胶 100
2#气相法白碳黑 30
双二五
1
二苯基硅二醇
5
橡胶加工基本工艺 塑炼 混炼 成形 硫化
橡胶加工基本工艺
粘弹性能 老化性能（疲劳、热氧、臭氧、天候) 耐磨性 阻燃性 耐低温性能 …………
橡胶定义
橡胶是一种在外力作用下能发生较大的形 变，当外力解除后，又能迅速恢复其原来 形状的高分子材料。别名弹性体。
橡胶定义 粉末橡胶原料、液体橡胶原料
橡胶定义
橡胶加工基本工艺 配合 塑炼 混炼 成形 硫化
橡胶配合 硫化体系
硫化胶的撕裂性能 硫化胶的冲击弹性 硫化胶的耐磨性 硫化胶的热空气老化 硫化胶的压缩疲劳生热 硫化胶的屈挠疲劳和裂口增长 硫化胶的耐液体介质实验 硫化胶的低温脆性实验 硫化胶的燃烧性能-氧指数实验 炭黑的分散度的测定 硫化胶的伸张疲劳 硫化胶伸张时的有效弹性 硫化胶滞后损失
橡胶成型加工
➢ 加工性能：门尼粘度、门尼焦烧、硫化特性、其它； ➢ 使用性能：综合物理机械性能。
橡胶的硫化工艺
橡胶的硫化工艺 橡胶硫化仪
橡胶加工中常见的问题
缺料原因
➢ 模具与橡胶之间的空气无法排出。 ➢ 称重不够。 ➢ 压力不足。 ➢ 胶料流动性太差。 ➢ 模温过高,胶料焦烧。 ➢ 胶料早期焦烧(死料）。 ➢ 料不够厚,流动不充分。
橡胶加工中常见的问题
缺料的解决措施
➢ 加开排气槽。 ➢ 多排气。 ➢ 提高压力。 ➢ 改配方，增加胶料流动性。 ➢ 改配方，延长焦烧时间，防止麻木。 ➢ 增加料厚度。
橡胶的硫化工艺 平板硫化机
橡胶的硫化工艺
硫化的工艺参数是温度、时间和压力， 俗称硫化的三要素。
1) 硫化压力
平板硫化压力的设定方法：表压＝硫化压力 模具面积
液压泵柱塞面积
源自文库
橡胶的硫化工艺
2）硫化温度
T2 -T1
t1 / t 2 k 10
T1—温度为t1时的硫化时间； T2—温度为t2时的硫化时间； K —硫化温度系数
第五章 橡胶成型加工
欧阳星 深圳大学材料学院
橡胶成型加工 将橡胶原料加工成制品的工艺研究和性能测试。
橡胶成型加工
➢ 橡胶的加工工艺 生胶的塑炼工艺 混炼工艺 混炼胶的硫化工艺
➢ 未硫化胶的性能测试 门尼粘度的测试 可塑度的测试 混炼胶的门尼焦烧特性 混炼胶的硫化特性
➢ 硫化胶的性能测试 硫化胶的拉伸性能 硫化胶的硬度
橡胶加工中常见的问题
喷霜、发白
原因 硫化不足。 配合剂过量，超过橡胶的溶解度。
解决措施 ➢ 延长硫时或采取二次硫化。 ➢ 调整配方，减少低溶解度配合剂的用量。
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 ➢ 割胶，打三角包，薄通 ； ➢ 下片、编号待用。 ➢ 关机，清洗机台。
橡胶加工基本工艺
➢ 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 ➢ 混炼时间
橡胶加工基本工艺 密炼机
橡胶加工基本工艺 门尼粘度计的结构
树脂硫化体系 醌类衍生物硫化 马来酰亚胺硫化
辐射硫化
橡胶配合 （各种橡胶硫化体系）
橡胶种类 天然橡胶 丁腈橡胶 乙丙橡胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 丁基橡胶
硅橡胶 聚氨酯橡胶
氟橡胶
硫化体系
硫黄、过氧化物、树脂、辐射 硫黄、过氧化物、辐射
硫黄、过氧化物、树脂、辐射 硫黄、过氧化物、辐射
硫黄、过氧化物、树脂、辐射 金属氧化物、辐射 硫黄、树脂、辐射 过氧化物、辐射