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化工学院 塑料、橡胶加工原理 第四篇：橡胶加工成型原理 本篇主要介绍橡胶的性能特点，胶料的组分以及橡胶制品的加工原理。 重点和要求： 1、熟悉天然胶和用量较大的合成胶的性能特点。 2、掌握橡胶制品配方的组分、各组分的作用及其作用机理。 3、掌握橡胶的加工性能特点。 4、掌握常用橡胶制品加工方法的加工原理。 5、了解当前橡胶工业中常用的加工方法，热点问题以及新的加工方法、加工技术。 第一章 绪论 §1－1橡胶的基本概念 一、概念 －－高弹性的高分子材料。 二、橡胶的性能 1、具有橡胶状高弹性 2、粘弹性体 在外力作用时，其形变行为受时间、温度等条件的支配。 宏观表现：明显的应力松弛和蠕变现象。 应力松弛—应力随时间而下降或消失的现象。 三、橡胶的分类和品种 1、天然橡胶 －－从橡胶树流出的乳白色液体（称胶乳），经加工制成。 成分：橡胶烃＋非橡胶物质（5％以下） （1）分子结构： （2）物化性质 ①热性能 无一定的熔点： T＝140℃开始熔融，T=200℃左右开始分解，T＝270℃剧烈分解。 常温----略带塑性。 T＝0℃----弹性大大降低； T＝–70℃-----脆性物质； ②极性：非极性物质。 易溶于非极性溶剂；不能溶于极性溶剂。 ③化学性质 含活性基团不饱和双键，能发生各种化学反应：加成、取代、氧化和交联等。 ④物理机械性能 弹性好，弹性伸长率可达1000％。 机械强度较高，耐挠曲性，透气性，电性能良好。 2、合成橡胶 合成橡胶－以单体分子通过聚合或缩合反应合成的具有不同化学组成和结构的高分子物。 （1）分类 ①按性能和用途分 通用合成橡胶——用来代替天然橡胶来制造轮胎和其他常用橡胶制品的合成橡胶 特种合成橡胶——具有某种特殊性能的合成橡胶。 通用合成橡胶：丁苯、顺丁、氯丁、丁基、聚异戊二烯、乙丙、丁腈等。 特种橡胶：三元乙丙、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氨基甲酸酯以及硅橡胶、氟橡胶，丙烯酸酯橡胶、氯橡胶、聚硫橡胶等。 ②按结构特点：饱和橡胶，不饱和胶 ③按极性：极性胶，非极性胶。 （2）结构与性能 不同的种类有不同的大分子链组成，链的规整性不同，立体构型也不一样，分子量及分子量分布也不相同，其性能也不同。 举例 聚丁二烯橡胶单体结合方式： （3）丁苯橡胶 外观：浅褐色 性能：具较好的耐老化性，耐磨性，耐热性，耐臭氧，耐油性。 用途：轮胎，胶管，胶带，胶鞋，胶板。 嵌段丁苯胶SBS SBS中的聚苯乙烯嵌段可形成物理交联点，90～100℃时PS呈塑性，使其显示塑料的性质。温度降低，内聚能很大的PS重新形成物理交联点，显示橡胶的性质。 顺丁橡胶 §1—2 橡胶的生产方法 橡胶加工：由生胶和各种配合剂经一系列物理化学变化制得橡胶制品的加工方式。 包括：①生胶的塑炼；②塑炼胶和各种配合剂的混炼及定型；③胶料的硫化。 生胶分类： 一、塑炼－－在加工前，由弹性状态变为柔软，易于加工的塑性状态的工艺。 1、准备工艺 烘胶；切胶；破胶。 2、开炼机塑炼 优点：塑炼胶料质量好，收缩好。 缺点：生产效率低，劳动强度大。 3、密炼机塑炼 优点：生产能力大，劳动强度低，电力消耗少。 缺点：密闭系统，清洗困难。 4、 螺杆机塑炼 特点：高温下，连续塑炼。 二、胶料的混炼－－通过机械作用使生胶与各种配合剂均匀混合的过程。 开放式炼胶机混炼；密炼机混炼；螺杆混炼机混炼 三、压延 1、胶片压延—经预热的胶料，用压延机压制成一定厚度和宽度的胶片。 2、压型—将胶料压制成具有一定断面形状和表面有某种花纹的胶片。 3、纺织物的挂胶—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。 4、贴胶、压力贴胶、擦胶 四、挤出 胶料通过挤出机连续地制成各种不同半成品的工艺过程。 (一)胶料热炼 作用：可进一步提高混炼胶的均匀性和热塑性，使胶料易于挤出。 分类： 粗炼—低温薄通法，作用：提高胶料均匀性。 细炼—提高辊温，作用：提高胶料的热塑性。 （二）压出 （三）冷却截断，称量和卷取 五、硫化 使橡胶发生一系列的化学变化，从塑性状态转变为弹性状态，从而使物理机械性能和化学性能提高，成为可使用的材料。 §1～3 橡胶的主要品质指标 一、可塑度－－反映生胶、塑炼胶和混炼胶可塑性的品质指标。 定义—试样在外力作用下产生形变的大小和除去外力后保持形变的能力。 二、门尼粘度－反映橡胶加工性能的好坏。 定义：未硫化胶料在一定温度（100℃）、压力（3×106～6×106Pa）和时间（4min）时的抗剪切能力。 门尼粘度↑→平均分子量增加，可塑性降低→生胶不易塑炼，混炼，挤出性能差。 门尼粘度小→平均分子量小，可塑性大→混炼时易粘辊，硫化制品强度较差。 三、门尼焦烧——反映未硫化胶硫化特性的