第十三章 压延工艺

四．纺织物的浸胶（不讲）
纤维纺织物（主要是帘布）在贴胶压延之前须经浸胶处理，即将织物浸入并穿过浸胶槽内的胶 乳浸渍液，经过一定接触时间后离开液面，使纤维织物表面和缝隙内部附着和充满一层乳胶，以改 善纺织物与橡胶之间的结合强度和胶布的耐动态疲劳性能。如棉帘线经过浸胶后不易折断，耐动态 疲劳性能约提高 30~40%；合成纤维纺织物必须经过浸胶后才能保证胶料与织物间的粘合强度。
干燥时辊筒表面的温度控制在 110~130℃之间，干燥后的纺织物不宜停放，以免回潮。
三．尼龙、聚酯帘线的热伸张处理
尼龙帘线热收缩性大，为保证帘线的尺寸稳定性，必须经过热伸张处理；压延过程中也要对帘 线施加一定的张力，防止其高温下的热收缩变形。聚酯帘线的尺寸稳定性虽然比尼龙帘线好很多， 但为进一步改善其尺寸稳定性，亦应进行热伸张处理。
浸渍液分溶剂胶浆和水分散系统的胶乳两种。前者用于胶布浸渍，后者主要用于帘布浸渍，也 可用于帆布浸渍。
胶乳浸渍液的主要成分是胶乳，其次是加入的某些改性组分，如蛋白质类物质和树脂类物质等。 根据胶乳类型和改性组分的不同，帘布浸胶液目前常用的类型主要有两种：酪素—胶乳浸渍液和酚 醛树脂—胶乳浸渍液，以后者应用最为普遍。
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形，从而使其对辊筒的弯曲变形作用互相抵消，起到补偿效果。 缺点：会加大辊筒轴承负荷而限制预弯曲的程度和补偿效果。
（四）辊筒压延后的收缩变形和压延效应 压延后半成品的收缩变形与胶料的弹性变形有关，弹性变形越大，半成品的收缩变形也越大。
弹性变形取决于胶料的性质、压延方法和工艺条件。 1．压延效应：压延后的胶片出现性能上的各向异性现象，即压延效应。 2．产生压延效应的原因：（1）橡胶大分子链的拉伸取向；（2）几何形状不对称的配合剂粒子沿
第十三章 压 延 工 艺 ......................................................................................................... 1
§13.1 压延设备及压延原理...................................................................... 1
四辊压延机压片的精度高，当胶片的厚度范围在 0.04~1.00mm 最好采用四辊压延机；若胶片厚 度为 2~3mm 时，采用三辊压延机较好。 3．影响压片质量的因素
影响因素主要有：辊温、辊速、生胶种类、胶料的可塑度与配方的含胶率等。 （1）辊温 辊温高，压延时的流动性好，表面光滑；若过高，则易产生气泡和焦烧现象。辊温过低，则半 成品表面粗糙，收缩率大。 辊温须依生胶品种、可塑度大小及配方含胶率而定。 （2）辊速 压延速度快，生产效率高，压延收缩率也大。 （3）可塑度 可塑度大，流动性好，半成品表面光滑，压延收缩率低。 （4）含胶率 含胶率高，压延收缩率大，表面不光滑。 （5）辊筒速比 适当的速比，有助于消除气泡，但不利于出片的光滑。为了既能保证胶片的光滑程度，又能排 除气泡，通常在三辊压延机中采用中、上辊有适当的速比，而中、下辊等速。 （6）生胶品种 生胶品种不同，压片特性差别较大。NR 的压延特性较好，容易压延，胶片表面光滑，断面厚度 容易控制；而合成橡胶压延要困难一些，不同的合成橡胶间又存在着很大的差异。 （二）贴合 胶片贴合：是利用压延机将两层以上的同种胶片或异种胶片压贴在一起，结合成为厚度较大的 一个整体胶片的压延作业。 1．适用场合 （1）胶片厚度较大，质量要求高的胶片压延；（2）配方含胶率高，除气困难的胶片压延；（3） 两种以上不同配方胶片之间的复合胶片的压延；（4）夹胶布制造以及气密性要求较严的中空橡胶制 品的制造等。 2．贴合工艺方法： （1）两辊压延机贴合 压延厚度精确程度差，不适合厚度小于 1mm 的胶片贴合。 （2）三辊压延机贴合 要求两层胶片的温度及可塑度尽可能一致。 （3）夹胶雨布贴合
各种浸渍液常用的胶乳有天然胶乳、丁苯胶乳、丁吡胶乳和丁二烯—苯乙烯—乙烯基吡啶三元 共聚胶乳。
浸渍液中常用的改性树脂有酚醛树脂、环氧树脂、异氰酸酯和脲醛树脂等。
§13.3 压延工艺
一．胶片压延
胶片的压延是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，如胶管、胶 带的内外层胶和中间层胶片、轮胎的缓冲层胶片、隔离胶片和油皮胶片等。
胶片的压延包括压片、胶片贴合和压型。
（一）压片 压片：断面厚度小于 3mm 的胶片可以利用压延机一次完成压延。
1．对压延胶片的质量要求： 表面光滑、无绉缩；内部密实、无孔穴、气泡或海绵；断面厚度均匀，精确；各部分收缩变形
均匀一致。
2．压片工艺方法： 三辊压延机压延胶片和四辊压延机压延胶片
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三辊压延机压片分两种情况：（1）中下辊间无积胶压延：适用于 NR；（2）中下辊间有积胶压延： 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，适用于 SBR。
二．压延原理
（一）压延时胶料的塑性流动和变形 压延机辊筒对胶料的作用原理与开炼机基本一样，即胶料与辊筒的接触角 α 小于摩擦角 φ 时，
胶料才能被带入辊距。能够进入压延机辊距中的胶料的最大厚度是有一定限度的。设能够进入辊距 的胶料的最大厚度为 h1，压延后胶料的厚度变为 h2，压延厚度的变化为 Δh= h2 - h1，Δh 为胶料的 直线压缩，它与胶料的接触角 α 及辊筒的半径 R 的关系为：
一．胶料的热炼与供胶 ........................................................ 3 二．纺织物干燥 .............................................................. 3 三．尼龙、聚酯帘线的热伸张处理 .............................................. 3 四．纺织物的浸胶（不讲） .................................................... 4
§13.3 压延工艺 .......................................................................................... 4
一．胶片压延 ................................................................ 4 二．纺织物挂胶 .............................................................. 6 三．钢丝帘布的压延 .......................................................... 8 四．压延半成品厚度的检测控制 ................................................ 8 思考题： .................................................................... 8
压延方向的取向。 3．消除压延效应的措施： 配方设计：尽量不用粒子几何形状不对称的配合剂，如陶土、滑石粉、碳酸钙和碳酸镁等。 压延工艺：（a）适当提高压延机辊筒表面的温度； （b）提高压延半成品的停放温度； （c）减慢压延速度； （d）适当增加胶料的可塑度； （e）将热炼后的胶料调转 90º向压延机供胶。
§13.2 压延准备工艺
压延前必须完成的准备工作有胶料的热炼和供胶，纺织物的浸胶与干燥，化学纤维帘线的热伸 张处理等。
一．胶料的热炼与供胶
1．热炼 热炼的作用：（1）恢复热塑性流动性；（2）使胶料进一步均化。 热炼分两步：（1）粗炼：低温薄通；T=40~45℃；辊距 2~5mm，薄通 7~8 次 （2）细炼：以较大的辊距、速比和较高的辊温使胶料达到加热软化的目的。 T=60~80℃，辊距 7~10mm，薄通 6~7 次
示辊筒直径为 230mm，辊筒长度为 635mm 的四辊压延机。由于规定了压延机的直径和长度的比例 关系，因此压延机的规格可以仅用辊筒长度表示，并在长度前面冠以符号，以表示为何种类型。如 XY-4S-1800，X 表示橡胶类，Y 表示压延机，4 表示 4 辊，S 表示辊筒的排列形式为 S 型，1800 表 示辊筒长度为 1800mm。
若 R1=R2=R，则 Δh/2=R-O2C2=R（1-cosα），即 Δh=2R（1-cosα） 因此，当辊距为 e 时，能够进入辊距的胶料的最大厚度为 h1=Δh+e。
（二）胶料在压延机辊筒上的受力状态和流速分布
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压延时胶料在辊筒表面旋转和摩擦作用下被带入辊距，并受到辊筒的挤压和剪切作用而发生塑 性流动变形。但是，胶料在辊筒上的位置不同，所受到的挤压力大小和流速分布状态也不一样，如 图 13-1 所示。
2．供胶
二．纺织物干燥
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。因此，压延之前必须对纺织物进行干燥处理，使其含水率降至规定的 范围以内。
一．压延设备 ................................................................ 1 二．压延原理 ................................................................ 1
§13.2 压延准备工艺.................................................................................. 3
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帘布的热伸张处理在工艺上分三步完成： 第一步为热伸张区：使帘布处于材料的软化点以上，并受到张力拉伸作用，提高其取向和结晶 度。 第二步为热定型区：温度与热伸张区相同或略低（5~10℃），张力作用略低。作用是使帘线在高 温下消除内应力，同时保持取向度。 第三步为冷定型区：在保持张力不变的条件下使帘布冷却到其玻璃化温度以下的常温范围。 聚酯帘线的热伸张处理一般是在两次浸胶处理过程中分两步完成。第一阶段为浸胶、烘干及热 伸张处理阶段，热伸张处理温度为 254~257℃；第二阶段为浸胶、烘干及热定型处理阶段，热定型 处理温度为 249~257℃。 帘布浸胶和热伸张处理的工艺技术路线为：（1）先浸胶后热伸张处理；（2）先热伸张处理，后 浸胶。
§13.1 压延设备及压延原理
一．压延设备
（一）压延机的构造 压延机由以下几部分组成：辊筒、机架和轴承、调距装置、辊筒挠度补偿装置，此外还有辅助
管道装置、电动机传动机构和厚度检测装置等。
（二）用途与分类 压延机主要用于胶料压片；纺织物挂胶；钢丝帘布挂胶；胶坯压型；胶片贴合等。 压延机按用途可分为：压片压延机；擦胶压延机；压片擦胶压延机；贴合压延机；压型压延机；
挠度的产生使压延半成品沿宽度方向上的断面厚度不均匀，中间厚度大，两边厚度小，从而影 响压延质量。 2．补偿方法
（1）中高度法（凹凸系数法） 将辊筒的工作部分制成具有一定凹凸系数的凹形或凸形辊筒，即腰鼓形辊筒。凹凸系数用辊筒 轴线中央的半径与端部半径之差表示。 局限性：这种补偿方法的补偿效果是固定不变的，因而不能适应物料性质和压延工艺条件的变 化。 （2）轴交叉法 采用专用的辅助机构使辊筒的轴线之间交叉成一定的角度 α，形成辊筒两端之间的辊隙大，中 间辊隙较小的状态，这与挠度对辊隙的影响正好相反，从而起到补偿作用。交叉角 α 的变化范围为 0º~2º，具体大小依补偿要求而定。 特点：补偿效果可以调整，以适应胶料性质和压延条件变化的要求，但因补偿曲线和辊筒挠度 曲线之间的差异而使补偿效果受到局限。另外，这种方法只适用于单辊传动的压延机。 （3）辊筒预弯曲法 利用辊筒两端的辅助液压装置对辊筒的拉力作用，使辊筒预先产生与横压力作用相反的弯曲变
压光压延机和实验用压延机等。 压延机按辊筒数目可分为：两辊压延机、三辊压延机、四辊压延机和五辊压延机。 压延机按辊筒排列形式可分为：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。
（三）规格表示及技术特征 压延机规格用辊筒外直径（mm）×辊筒工作面长度（mm）×辊数表示。如 230×635×4，表
图 13-1 胶料在辊筒上的受力状态何流速分布 （a）胶料在辊筒上的受力状态；（b）胶料在辊隙中的流速分布状态
（三）辊筒挠度的影响及其补偿 1．辊筒挠度
横压力：压延时，胶料对辊筒也有一个与挤压力作用大小相等、方向相反的反作用力，称为横 压力。
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。
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第十三章 压 延 工 艺
压延工艺：是利用压延机辊筒之间的挤压力作用，使物料发生塑性流动变形，最终制成具有一 定断面尺寸规格和规定断面几何形状的胶片，或者胶料覆盖于纺织物表面制成具有一定断面厚度的 胶布的工艺加工过程。
压延工艺能够完成的作业形式有：胶片的制造（如胶料的压片、压型和胶片的贴合）；胶布的压 延（如纺织物的贴胶、擦胶和压力贴胶）等。