第五章 非金属材料成形 第三节 橡胶成形

发布日期:[09-10-31 14:24:54] 浏览人次:[]

第三节  橡胶成形

橡胶:使用温度处于高弹态的高分子材料,橡胶具有良好的弹性,其弹性模量仅为10MPa,伸长率可达100%~1000%,同时还具有良好的耐磨性、隔音性、绝缘性等。成为重要的弹性材料、密封材料、减震防震和传动材料。

应用:国防、交通运输、机械制造、医药卫生、农业和日常生活等各个方面。

常用的橡胶有天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶是由天然胶乳经过凝固、干燥、加压等工序制成的片状生胶。合成橡胶主要有丁苯橡胶、顺丁橡胶、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶等。

成形:将生胶经塑炼和混炼后才能使用。橡胶制品是以生胶为基础加入适量配合剂(硫化剂、硫化促进剂、防老剂、填充剂、软化剂、发泡剂、补强剂、着色剂等),然后再经过硫化成形获得。橡胶制品的成形方法与塑料成形方法相似,主要有压制成形、注射成形和传递成形等。

一、橡胶的压制成形

(一)压制成形工艺流程

橡胶的压制成形是将经过塑炼和混炼预先压延好的橡胶坯料,按一定规格和形状下料后,加入到压制模中,合模后在液压机上按规定的工艺条件进行压制,使胶料在受热受压下以塑性流动充满型腔,经过一定时间完成硫化,再进行脱模、清理毛边,最后检验得到所需制品的方法。橡胶压制成形的工艺流程如图5-26所示。

第五章 非金属材料成形 第三节 橡胶成形             

图5-26 橡胶压制成形的工艺流程

(1)塑炼 在一定的温度下利用机械挤压、辊轧等方法,使生胶分子链断链,使其由强韧的弹性状态转变为柔软、具有可塑性的状态,这种使弹性生胶转变为可塑状态的加工工艺过程称为塑炼。

(2)混炼 为了提高橡胶制品的使用性能,改进橡胶的工艺性能和降低成本,必须在生胶中加入各种配合剂。将各种配合剂混入生胶中,制成质量均匀的混炼胶的工艺过程称为混炼。

(3)制坯 制坯是将混炼胶通过压延或挤压的方法制成所需的坯料,通常是片材,也可为管材或型材。

(4)裁切 在裁切坯料时,坯料质量分数应有超过成品质量分数5%~10%的余量,结构精确的封闭式压制模成形时余量可减小到1%~2%,一定的过量不仅可以保证胶料充满型腔,还可以在成形时排除型内的气体和保持足够压力。裁切可用圆盘刀或冲床按型腔形状剪切。

(5)模压硫化 模压硫化是成形的主要工序,它包括加料、闭模、硫化、脱模和模具清理等步骤,胶料经闭模加热加压后成形,经过硫化使胶料分子交联,成为具有高弹性的橡胶制品。脱模后的橡胶制品经修边和检验合格后即为成品。

(二) 压制工艺

橡胶压制成形工艺的关键是控制模压硫化过程。

硫化是指橡胶在一定压力和温度下,坯料结构中的线性分子链之间形成交联,随着交联度的增加,橡胶变硬变韧的过程。

硫化过程的主要参数:硫化温度、压力和时间等。

(1)硫化温度 硫化温度直接影响硫化速度和产品质量。硫化温度高,硫化速度快,生产效率就高。但是硫化温度过高会使橡胶高分子链裂解,从而使橡胶的强度、韧度下降,因此硫化温度不宜过高。橡胶的硫化温度主要取决于橡胶的热稳定性,橡胶的热稳定性愈高则允许的硫化温度也愈高。表5-11是常见胶料的最适宜硫化温度。

表5-11 常见胶料的最宜硫化温度(℃)

胶料类型

最适宜硫化温度

胶料类型

最适宜硫化温度

天然橡胶胶料

143

丁基橡胶胶料

170

丁苯橡胶胶料

150

三元乙丙胶料

160~180

异戊橡胶胶料

151

丁腈橡胶胶料

180

顺丁橡胶胶料

151

硅橡胶胶料

160

氯丁橡胶胶料

151

氟橡胶胶料

160

(2)硫化时间 硫化时间是和硫化温度密切相关的,在硫化过程中,硫化胶的各项物理、力学性能达到或接近最佳点时,此种硫化程度称为正硫化或最宜硫化。在一定温度下达到正硫化所需的硫化时间称为正硫化时间,一定的硫化温度对应有一定的正硫化时间。当胶料配方和硫化温度一定时,硫化时间决定硫化程度,不同

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