橡胶制品粗加工（橡胶制品加工的设备及工艺流程）

橡胶制品种类繁多，但生产工艺过程却基本相同。以一般固体橡胶-生胶为原料的橡胶制品的基本工艺过程包括:塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。当然，原材料准备、成品整理、检验包装等基本工序也少不了。

一、橡胶生产的原材料准备

1.橡胶制品的主要原料是以生胶为基本材料，而生胶就是生长在热带，亚热带的橡胶树上通过人工割开树皮收集而来。

2.各种配合剂，是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料。

3.纤维材料有(棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维和金属材料、钢丝)是作为橡胶制品的骨架材料，以增强机械强度、限制制品变型。

在原材料准备过程中配料必须按照配方称量准确。为了使生胶和配合剂能相互均匀混合，需要对材料进行加工。生胶要在60--70℃烘房内烘软后再切胶、破胶成小块，配合剂有如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎。

粉状的若含有机械杂质或粗粒时，需要筛选除去液态的如松焦油、古马隆，需要加热、熔化、蒸发水分、过滤杂质, 配合剂要进行干燥，不然容易结块、混炼时若不能分散均匀，硫化时产生气泡会影响产品质量

二、橡胶生产需要的设备

混炼机:用于混炼和切料；

油压机:用于硅橡胶制品的成型；

烤箱机:用于硅橡胶制品的二次硫化；

丝印机:用于硅橡胶制品的丝印；

喷涂机:用于硅橡胶制品的喷涂，有手动的喷涂机和自动的喷涂机；

镭雕机:用于硅橡胶制品的镭雕；

荷重机、寿命仪:用于产品的质检。

三、橡胶生产的辅助措施

为了达到使用性能，还应在生产工艺中增加辅助措施。

1.增加强度：配用硬质碳黑，掺用酚醛树脂；

2.增加耐磨性：配用硬质炭黑；

3.气密性要求高：少用挥发性高的组分；

4.增加耐热性：采用新的硫化工艺；

5.增加耐寒性：通过生胶的解枝镶嵌，降低结晶倾向，使用耐低温的增塑剂；

6.增加耐燃性：不用易燃助剂、少用软化剂、使用阻燃剂如三氧化锑；

7.增加耐氧性、耐臭氧性：采用对二胺类防护剂；

8.提高电绝缘性：配用高结构填充剂或金属粉配用抗静电剂；

9.提高磁性：采用锶铁氧粉、铝镍铁粉、铁钡粉等作填充剂；

10.提高耐水性：采用氧化铅或树脂硫化体系，配用吸水性较低的填充剂如硫酸钡、陶土；

11.提高耐油性：充分交联、少用增塑剂；

12.提高耐酸碱度：多用填充剂；

13.提高高真空性：配用挥发性小的添加剂；

14.降低硬度：大量填充软化剂。

四、橡胶生产的基本工艺流程

橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性性能这个矛盾的过程。通过各种工艺手段，使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶，再加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化使具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。

⒈ 塑炼

将生胶的长链分子降解形成可塑性的过程叫做塑炼。生胶富有弹性，缺乏加工时必需的可塑性性能，因此不便于加工。为了提高其可塑性，所以要对生胶进行塑炼，这样在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中，同时在压延、成型过程中也有助于提高胶料的渗透性渗入纤维织品内和成型流动性。

生胶塑炼的方法有机械塑炼和热塑炼两种。

机械塑炼是在不太高的温度下，通过塑炼机的机械挤压和摩擦力的作用，使长链橡胶分子降解变短，由高弹性状态转变为可塑状态。

热塑炼是向生胶中通入灼热的压缩空气，在热和氧的作用下，使长链分子降解变短，从而获得可塑性。

⒉ 混炼

为了适应各种不同的使用条件、获得各种不同的性能,也为了提高橡胶制品的性能和降低成本必须在生胶中加入不同的配合剂。

混炼就是将塑炼后的生胶与配合剂混合、放在炼胶机中通过机械拌合作用，使配合剂完全、均匀地分散在生胶中的一种过程。

混炼是橡胶制品生产过程中的一道重要工序,如果混合不均匀，就不能充分发挥橡胶和配合剂的作用，影响产品的使用性能。混炼后得到的胶料人们称为混炼胶，它是制造各种橡胶制品的半成品材料,俗称胶料通常均作为商品出售，购买者可利用胶料直接加工成型、硫化制成所需要的橡胶制品。根据配方的不同，混炼胶有一系列性能各异的不同牌号和品种提供选择。

⒊ 硫化

⑴ 硫化过程

把塑性橡胶转化为弹性橡胶的过程叫做硫化。它是将一定量的硫化剂如硫磺、硫化促进剂等加入到由生胶制成的半成品中，在硫化罐中进行，在规定的温度下加热、保温使生胶的线性分子间通过生成"硫桥"而相互交联成立体的网状结构，从而使塑性的胶料变成具有高弹性的硫化胶。由于交联键主要是由硫磺组成，所以称为"硫化"。

随着合成橡胶的迅速发展，现在硫化剂的品种很多除硫磺外，还有有机多硫化物、过氧化物、金属氧化物等。因此凡是能使线状结构的塑性橡胶转化为立体网状结构的弹性橡胶的工艺过程都叫硫化，凡能在橡胶材料中起"搭桥"作用的物质都称为"硫化剂"。

硫化后的弹性橡胶叫硫化橡胶，又叫软橡胶，俗称"橡胶"。 硫化是橡胶加工的一个最为重要的工艺过程，各种橡胶制品必须经过硫化来获得理想的使用性能。未经硫化的橡胶在使用上是没有什么价值的,但硫化程度不够，硫化时间不够，未能达到最佳状态和过硫硫化时间超过，都使橡胶性能下降。所以生产过程中一定要严格控制硫化时间，以保证硫化后的橡胶制品具有最好的使用性能和最长久的使用寿命。

⑵ 橡胶制品硫化的有关问题

橡胶制品硫化时产生的有毒气体。

橡胶的硫化过程中采用烘箱半封闭式硫化，有的橡胶会有微量的有毒气体排出，能闻到很重的橡胶味。比如一氧化硫、二氧化硫 、三氧化硫、硫化氢气体，虽剧毒的东西基本上没有，但对人体肯定有害，有的产品硫化会产生致癌的东西，或者本身硫化前的橡胶就有致癌成分，最好少接触为好。

橡胶硫化所采用的有机试剂或多或少对人体都是有害的。如二甲基苯等。

一般橡胶的硫化温度：

一般为115℃到180℃，看什么橡胶品种而定。而200℃的温度则为高温硫化。

二氧化硫的危害：

健康危害：易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。

急性中毒：轻度中毒时发生流泪、畏光、咳嗽、咽喉灼痛等，严重中毒可在数小时内发生肺水肿，极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息。皮肤或眼接触发生炎症或灼伤。

慢性影响：长期低浓度接触可有头痛、头昏、乏力等全身症状，以及慢性鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等。

环境危害：对大气可造成严重污染。

⒋ 成型

在橡胶制品的生产过程中，利用压延机或压出机预先制成形状各式各样、尺寸各不相同的工艺过程，称之为成型。成型的方法有：

⑴ 压延成型

适用于制造简单的片状、板状制品。它是将混炼胶通过压延机压制成一定形状、一定尺寸的胶片的方法叫压延成型。

有些橡胶制品如轮胎、胶布、胶管等所用纺织纤维材料，必须涂上一层薄胶在纤维上，涂胶也叫贴胶或擦胶。涂胶工序一般也在压延机上完成。纤维材料在压延前需要进行烘干和浸胶烘干，是为了减少纤维材料的含水量，以免水分蒸发起泡和提高纤维材料的温度，以保证压延工艺的质量。浸胶是挂胶前的必要工序，目的是为了提高纤维材料与胶料的结合性能。

⑵ 压出成型

用于较为复杂的橡胶制品，象轮胎胎面、胶管、金属丝表面覆胶需要用压出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混炼胶，放入到挤压机的料斗内，在螺杆的挤压下通过各种各样的口型也叫样板进行连续造型的一种方法。压出之前，胶料必须进行预热使胶料柔软、易于挤出，从而得到表面光滑、尺寸准确的橡胶制品。

⑶ 模压成型

也可以用模压方法来制造某些形状复杂如皮碗、密封圈的橡胶制品，借助成型的阴、阳模具将胶料放置在模具中加热成型。

⒌ 橡胶的老化

⑴ 老化现象

橡胶及其制品在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏，最后丧失使用价值，这种变化叫做橡胶老化。表现为龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、长霉等。

⑵ 老化因素

① 氧：氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应，分子链发生断裂或过度交联，引起橡胶性能的改变。氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。

② 臭氧：臭氧的化学活性比氧高得多，破坏性更大，它同样是使分子链发生断裂，但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。当作用于变形的橡胶(主要是不饱和橡胶)时，出现与应力作用方向垂直的裂纹，即所谓"臭氧龟裂"；作用于变形的橡胶时，仅表面生成氧化膜而不龟裂。

③ 热：提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。但热的基本作用还是活化作用。提高氧扩散速度和活化氧化反应，从而加速橡胶氧化反应速度，这是普遍存在的一种老化现象----热氧老化。

④ 光：光波越短、能量越大。对橡胶起破坏作用的是能量较高的紫外线。紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和交联外，橡胶因吸收光能而产生游离基，引发并加速氧化链反应过程。紫外线光起着加热的作用。光作用的另一特点(与热作用不同)是它主要在橡胶表面发生。含胶率高的试样，两面会出现网状裂纹，即所谓"光外层裂"。

⑤ 机械应力：在机械应力反复作用下，会使橡胶分子链断裂生成游离基，引发氧化链反应，形成力化学过程。机械断裂分子链和机械活化氧化过程。哪个占优势，视其所处的条件而定。此外，在应力作用下容易引起臭氧龟裂。

⑥ 水分：水分的作用有两个方面：橡胶在潮湿空气、淋雨或浸泡在水中时，容易破坏，这是由于橡胶中的水溶性物质和亲水基团等成分被水抽提溶解、水解或吸收等原因引起的。特别是在水浸泡和大气曝露的交替作用下，会加速橡胶的破坏。但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用，甚至有延缓老化的作用。

⑦ 油类：在使用过程如果和油类介质长期接触，油类能渗透到橡胶内部使其产生溶胀，致使橡胶的强度和其他力学性能降低。油类能使橡胶产生溶胀，因为油类渗入橡胶后，产生了分子相互扩散，使硫化胶的网状结构发生变化。

⑧ 其它：对橡胶的作用因素还有化学介质、变价金属离子、高能辐射、电和生物等。

⒍ 橡胶的粘接修复

⑴ 橡胶制品的胶接

橡胶的极性越大，胶接效果越好。其中丁腈氯丁橡胶极性大，胶接强度大；天然橡胶、硅橡胶和异丁橡胶极性小，粘接力较弱。另外橡胶表面往往有脱模剂或其它游离出的助剂，妨碍胶接效果。

① 用胶粘剂胶接橡胶，具体方法分为热粘法和冷粘法。

热粘法是用塑炼未硫化的生胶与被粘橡胶制品一起硫化后实现胶粘，其方法复杂，需要加热加压设备，使用不便。

冷粘法就是将配好的胶粘剂，涂于被粘制品的表面，晾置叠合后，放在室温下固化。当然，适当的加热有利于缩短固化时间，提高胶接强度。冷粘法简单易行，且节省能源，是值得推广的好方法。

② 不同种类的橡胶制品，所用的胶粘剂也不同，要注意选择，不可随意使用。

天然橡胶用甲醇、甲苯、异丙醇等脱脂，用木锉、砂布打毛。对于高强度的胶接需进行化学处理，即用浓硫酸浸泡被粘面2-10分钟。在胶接前，再弯曲折叠几次，使表面出现很多微小裂纹，有利于胶接。

以金属氧化物硫化的氯丁橡胶制造的耐老化制品，如电缆包层、铁轨枕垫、运输带；耐热制品，如胶管；耐油制品，如橡胶垫、胶辊等。

氯丁橡胶制品用甲苯、甲醇、异丙醇等脱脂，用砂布、木锉、钢丝刷打毛粗化，如需化学处理，可在室温下浸在浓硫酸中处理3-30分钟，水洗干燥。

丁腈橡胶制品用甲醇脱脂，用木锉、砂布或钢丝刷等打毛粗化，可化学处理。

泡沫橡胶俗称海绵，在胶接时，不必作特殊的处理，只要清除灰尘和污物就足够了。

在日常生活和工业生产中经常遇到橡胶与其他材料相互胶接的情况。

⑵ 橡胶与金属的胶接

橡胶与金属的胶接，是金属与橡胶连接的最有效的方法。金属对橡胶能起到补强、骨架的作用；橡胶则使金属具有耐磨、减振、抗冲击、防腐、绝缘、密封等功能，其结果是刚柔结合，强韧兼备。

天然橡胶与金属进行冷胶接，要先脱脂，打毛、再脱脂、甚至还要进行化学处理。

丁腈橡胶与金属胶接，要先脱脂，而金属用砂布打磨，橡胶用砂轮打毛。

⑶ 橡胶与玻璃的胶接

橡胶要先用甲醇、异丙醇脱脂，用木锉、砂轮打毛，玻璃用丙酮擦拭后，涂上质量分数为1%的KJ-550乙醇溶液，晾干。

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