橡胶的这些基本性能,是它成为工业上极好的减震、密封、屈挠、耐磨、防腐、绝缘以及粘接等材料。按橡胶的外观形态橡胶可分为固态橡胶(又称干胶)、乳状橡胶(简称乳胶)、液体橡胶和粉末橡胶四大类。根据橡胶的性能和用途,除天然橡胶外,合成橡胶可分为通用合成橡胶、半通用合成橡胶、专用合成橡胶和特种合成橡胶。根据橡胶种类及交联形式,在工业使用上,橡胶又可按如下分类,一类按耐热及耐油等功能分为:普通橡胶、耐热橡胶、耐油橡胶以及耐天候老化橡胶、耐特种化学介质橡胶等。另一类按橡胶的软硬程度划分为:一般橡胶、硬橡胶、半硬质胶、硬质胶、微孔胶、海绵胶、泡沫橡胶等。
| 分类法 | 分类名称 | 分 类 说 明 |
| 1按橡胶的来源分类 | 1天然 橡胶 | 它是采集橡胶树或橡胶草等含胶植物中的胶汁,经过区杂质、凝聚、液压、干燥等加工步骤而制成的,其主要化学组成成分是不饱和的橡胶烃。天然橡胶的消耗量占1/3。 |
| 2合成 橡胶 | 它是从石油、天然气或煤和石灰石以及农副产品中(现在主要是从石油化工产品中)提炼某些低分子的不饱和烃做原料,制成“单体”物质,然后经过复杂的化学反应而获得的人工合成的高分子聚合物,故有人造橡胶之称。合成橡胶的种类很多,现在已经工业化生产的有:丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁晴橡胶、丁丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯醚橡胶、以及聚硫橡胶等。合成橡胶的消耗量占2/3。 | |
| 2根据橡胶的性能和用途分类 | 1通用橡胶 | 它是指产量大、应用广、在使用上一般无特殊性能要求的通用橡胶而言。主要有:天然橡胶、丁苯橡胶、丁晴橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶等7大品种。 |
| 2特种橡胶 | 它是指用于特殊用途中,如:耐油、耐酸碱、耐高温、耐低温、耐辐射等橡胶而言。主要有:乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯醚橡胶、聚硫橡胶等 | |
| 3根据橡胶的物理形态分类 | 1生橡胶 | 简称生胶,是指由天然采集、提炼或人工合成、未加配合剂而制成的原始胶料,为较硬的大块。生胶是一种不饱和的橡胶烃,未经配合的生胶性能较差,不能直接使用。 |
| 2软橡胶 | 是指在生胶中加入各种配合剂,经过塑炼、混炼、硫化等加工过程而制成为具有高弹性、高强度和其他实用性能的橡胶产品。一般所谓的橡胶就是这种软橡胶。根据各种工业制品的需要,软橡胶可用不同性能的天然或合成生橡胶,加入各种不同比率的配合剂,就可以制成不同硬度和具有特殊性能的橡胶制品。 | |
| 3硬橡胶 | 又称硬质橡胶,它与软橡胶的不同之处是含有大量硫磺(25%~50%)的生胶经过硫化而制成的硬质制品。这种橡胶具有较高的硬度和强度,优良的电气绝缘性以及对某些酸、碱和溶剂的高度稳定性。广泛用于制作电绝缘制品和耐化学腐蚀制品。 | |
| 4混炼胶 | 它是指在生胶中加入各种配合剂,经过炼胶机的混合作用后,使其具有所需要物理机械性能的半成品,俗称胶料。通常均作为商品出售,购买者可直接用它加工、硫化压制成所需要的橡胶制品,不需要再配制胶料,混炼胶有不同的品种和牌号。 | |
| 5再生胶 | 再生胶是以废轮胎和其他废旧橡胶制品为原料,经过一定的加工过程而制成的具有一定塑性的循环可利用橡胶。它是橡胶工业中的主要原料之一,可以部分地代替生胶,节约生胶。 |
天然干胶:主要用于轮胎、鞋材、密封圈、胶管、 胶带、海绵制品、印刷橡胶制品、胶辊与胶毯、纺织橡胶制品等生产企业。
橡胶分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶主要来源于三叶橡胶树,当这种橡胶树的表皮被割开时,就会流出乳白色的汁液,称为胶乳,胶乳经凝聚、洗涤、成型、干燥即得天然橡胶。合成橡胶是由人工合成方法而制得的,采用不同的原料(单体)可以合成出不同种类的橡胶。
凡是性能与天然橡胶相同或接近,物理性能和加工性能较好,能广泛用于轮胎和其它一般橡胶制品的橡胶称为通用橡胶。通用橡胶有:天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(聚丁二烯橡胶,BR)、异戊橡胶(聚异戊二烯橡胶,IR)。凡是具有特殊性能,专供耐热、耐寒、耐化学腐蚀、耐油、耐溶剂、耐辐射等特殊性能橡胶制品使用的称为特种橡胶。特种橡胶有:丁腈橡胶(NBR)、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚硫橡胶、聚丙烯酸酯橡胶(UR)、氯醚橡胶、氯化聚乙烯橡胶(CPE)、氯磺化聚乙烯(CSM)、丁吡橡胶等。实际上,通用橡胶和特种橡胶之间并无严格的界限,如乙丙橡胶兼具上述两方面的特点。通用橡胶与特种橡胶之间的有:氯丁橡胶(CR)、乙丙橡胶(EPDM)、丁基橡胶(IIR)
通用橡胶:是指部分或全部代替天然橡胶使用的胶种,如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等,主要用于制造轮胎和一般工业橡胶制品。通用橡胶的需求量大,是合成橡胶的主要品种。
丁苯橡胶:丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯共聚制得的,是产量最大的通用合成橡胶,有乳聚丁苯橡胶 、溶聚丁苯橡胶 和热塑性橡胶(SBS)。
顺丁橡胶:是丁二烯经溶液聚合制得的,顺丁橡胶具有特别优异的耐寒性、耐磨性和弹性,还具有较好的耐老化性能。顺丁橡胶绝大部分用于生产轮胎,少部分用于制造耐寒制品、缓冲材料以及胶带、胶鞋等。顺丁橡胶的缺点是抗撕裂性能交差,抗湿滑性能不好。
异戊橡胶:异戊橡胶是聚异戊二烯橡胶的简称,采用溶液聚合法生产。异戊橡胶与天然橡胶一样,具有良好的弹性和耐磨性,优良的耐热性和较好的化学稳定性。异戊橡胶生胶(未加工前)强度显著低于天然橡胶,但质量均一性、加工性能等优于天然橡胶。异戊橡胶可以代替天然橡胶制造载重轮胎和越野轮胎还可以用于生产各种橡胶制品。
乙丙橡胶:乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原料合成,耐老化、电绝缘性能和耐臭氧性能突出。乙丙橡胶可大量充油和填充碳黑,制品价格较低,乙丙橡胶化学稳定性好,耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近。乙丙橡胶的用途十分广泛,可以作为轮胎胎侧、胶条和内胎以及汽车的零部件,还可以作电线、电缆包皮及高压、超高压绝缘材料。还可制造胶鞋、卫生用品等浅色制品。
氯丁橡胶:它是以氯丁二烯为主要原料,通过均聚或少量其它单体共聚而成的。如抗张强度高,耐热、耐光、耐老化性能优良,耐油性能均优于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。具有较强的耐燃性和优异的抗延燃性,其化学稳定性较高,耐水性良好。氯丁橡胶的缺点是电绝缘性能,耐寒性能较差,生胶在贮存时不稳定。氯丁橡胶用途广泛,如用来制作运输皮带和传动带,电线、电缆的包皮材料,制造耐油胶管、垫圈以及耐化学腐蚀的设备衬里。
橡胶材料
| 材料名称 | 主要性能 | 主要用途 |
| 天然橡胶 | 弹性极大,有非常好的机械强度,抗折、耐磨、耐挠曲,有较好的耐透气性,可塑性和工艺加工性能良好。缺点:不耐老化,耐热性和热稳定性差,耐碱但不耐强酸,耐油、耐溶剂性能差 | 综合性能好,广泛用于轮胎、胶带、胶管、胶鞋及其他橡胶制品以及电线电缆的绝缘层 |
| 丁苯橡胶 | 优点:耐热、耐油、耐磨、耐老化性能优于天然橡胶。缺点:力学性能、耐寒性、可塑性和工艺加工性能较天然橡胶差 | 主要用于制造轮胎、胶板、胶鞋等 |
| 丁腈橡胶 | 有优异的耐油性,耐热性优于天然橡胶和丁苯橡胶 | 广泛用于各种耐油橡胶制品、密封件、油槽衬里等 |
| 丁基橡胶 | 优点:气密性极好,耐热性好,耐老化性好,减震性好,耐酸、碱和耐极性溶剂性强。缺点:硫化速度慢,工艺性能较差 | 用于制造轮胎内胎、水胎、耐热、耐水、耐老化垫片,化工容器衬里、减震制品、胶管、耐热运输带等 |
| 氯丁橡胶 | 主要性能=优点:耐老化性极好,耐热性、耐燃性好,耐油性仅次于丁腈橡胶而优于其他通用橡胶,耐酸碱性能好。缺点:耐寒性差,储存稳定性差,加工不易控制 | 用途极为广泛,用于制造各种耐油、耐老化、耐热耐燃、耐化学腐蚀橡胶制品,电缆的护套包皮,密封圈、垫,粘胶剂等 |
| 硅橡胶(Silicone Rubber) | 硅橡胶具有最广的工作温度范围(-100~350oC),耐高低温性能优异,此外,还具有优良的热稳定性、电绝缘性、耐候性、耐臭氧性、透气性、很高的透明度、撕裂强度,优良的散热性以及优异的粘接性、流动性和脱模性,一些特殊的硅橡胶还具有优异的耐油、耐溶剂、耐辐射及在超高低温下使用等特性。 | 硅橡胶用途:可用于模压高电压缘子和其他电子元件;用于生产电视机、计算机、复印机等,还用作要求耐候性和耐久性的成型垫片、电子零件的封装材料、汽车电气零件的保护材料。可用于房屋的建筑与修复,高速公路接缝密封及水库、桥梁的嵌缝密封。此外,还有特殊用途的硅橡胶,如导电硅橡胶、医用硅橡胶、泡沫硅橡胶、制模硅橡胶、热收缩硅橡胶等。 |
| Parofluor全氟橡胶 | 一、高温;二、耐强腐蚀;三、超洁净度 | 一、化学流程和石油炼化:该密封产品用于机械密封、泵、反应器、搅拌器、压缩机外壳、阀、各类仪表和其它设备上。通常用作阀座、阀杆的填料,隔膜和垫片。二、分析和流程上的仪器:隔板、隔膜、柱形配件、箍、垫片等。三、半导造。四、食品和制药。五、航空和航天领域。 |
一、橡胶的特性:橡胶是一种有机高分子化合物,是工业上用途广泛的工程材料。它的独特性能就是具有高弹性。
1.弹性
& u- s% V+ k3 ]6 x- V$ [& y对物体加以外力就可使之变形,外力刚一失去,它又恢复原状——这就是弹性变形最明显的表现。橡胶这种极为可贵的高度弹性,是其它任何工程材料所没有的。
2.机械性能
有一定的机械强度,有缓和冲击、吸收震动的能力.
3 Q, ]# s) f9 O; S3.物理性能
耐磨、绝缘、不透水、不透气等优良性能。
4.特种性能
某些特种合成橡胶还具有耐油、耐腐蚀、耐热、耐寒、耐燃、耐老化、耐辐射等特点。改性橡胶——未经硫化的橡胶还能与某些树脂参合改变性能。
% v/ R( B+ n- |" i& v# y, [7 w复合橡胶——与其他材料(Ex金属、纤维、塑料、石棉、软木)结合而组成兼有两者特点的符合材料。
. `/ B7 o4 \\. R7 h* Y由于橡胶具有上述可贵的性能,因此,现在用橡胶制造的型材(Ex胶管、胶带、胶板)和其他制品,已有几万个品种,广泛地用于国民经济的各个部门,起到其他材料所不能替代的重要作用。
二、橡胶的结构及成分
橡胶的结构
橡胶的一系列特有性能是由它本身的分子结构而决定的。橡胶的分子结构有:线型、支链型、体型三种类型。未经硫化的生胶和乳胶是线型的或含有支链型的分子。硫化后的橡胶则是体型结构。我们常见的大块生胶或牛奶般的乳胶,它们里面就是由许多细长而又很大柔顺性和流动性的线型分子链所组成。通常,这种长链的橡胶分子往往卷曲成无规则、其乱如麻的线团,并且相互缠曲;当受到外力拉伸时,分子链就伸直,外力去除后,又恢复成卷曲状态,这就是橡胶高弹性的来源。硫化后,不同分子链之间相互连接成立体网状结构,这种网状结构就是我们所说的体型结构,它使橡胶的物理机械性能得到全面的增强,从而具有实际的使用价值。
橡胶的成分
橡胶的主要成分是生橡胶——天然的或合成的。生橡胶是一种不饱和的橡胶烃——烯烃,它是线型的或含有支链型的长链状分子,分子中含有不稳定的双键,所以性能上有许多缺点,(例如受热发粘、遇冷变硬)不能直接用来制造橡胶制品。只能在5-35℃范围内保持弹性;同时强度差、不耐磨、不耐溶剂,所以生橡胶只有在经过特种的物理、化学过程,即所谓的硫化处理之后,才具有橡胶的各种特性。
三、橡胶的硫化及橡胶的配合剂
橡胶的硫化
硫化是橡胶加工的一个重要工艺过程。如上所述,未经硫化的生胶在使用上是没有什麽价值的。所谓“硫化”,就是将一定量的硫化剂(最常用的硫化剂是硫磺)加入生胶中,在规定的温度下加热、保温的一种加工过程。它使生胶的线型分子间通过生成的“硫桥”而互相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。随着合成橡胶的迅速发展,现在硫化剂的品种很多。除用硫磺外,还可以用有机多硫化物、过氧化物、金属氧化物等。近年来还发展了用原子辐射的方法直接进行交联作用。
橡胶的配合剂
为了使橡胶获得其它必要的性能,生胶中除了加入硫化剂外,还加入有各种配合剂。不同用途的橡胶,在生胶中加入的配合剂的品种和数量,也是各不相同的。这些物质根据它们所起的作用不同而分为下列不同种类:
A、补强剂
它是指那些能提高硫化胶的抗张强度、撕裂强度、耐磨性等物理机械性能的物质,如碳黑、氧化锌、白碳黑、活性陶土、活性碳酸钙以及木质素、古玛隆树脂等。其中用量最多、效果最好的是碳黑。
B、软化剂
它是用来增强生胶塑性和使橡胶具有一定柔软性的物质。软化剂有松焦油、松香、矿物油类和脂类合成有机化合物。
C、填充剂!
又叫增容剂。主要用来增加橡胶容积,节约生胶,降低生产成本。通常用的填充剂有未经活化处理的碳酸钙、碳酸镁、陶土、滑石粉、云母粉以及硫酸钡等。
D、防老剂
它是用来减缓老化过程、延长橡胶使用寿命的一种物质,如防老剂A、防老剂D、防老剂4010等都是。腊类也是一种有效的防老剂。
E、硫化促进剂和活性剂
硫化促进剂是用来促进硫化过程,活性剂是配合硫化剂加速硫化过程的。4 T$ `2 M) ~; K, q4 f
F.其它特种添加剂
某些特种用途的橡胶,还有专门的配合剂,例如发泡剂、硬化剂等等。
四、橡胶的分类
按橡胶来源区分
A 天然橡胶:它是采集橡胶树或橡胶草等含胶植物中的胶汁,经过去除杂质、凝聚、滚压、干燥等加工步骤而制成的,其主要化学组成成分是不饱和的橡胶烃(顺式聚异戊二烯)。天然橡胶盛产于东南亚地区,原来是世界橡胶工业的主要原料来源,自上世纪60年代以来,合成橡胶迅速发展,东南亚的橡胶产量比例已大量下降(30%)。
B 合成橡胶它是从石油、天然气或煤和石灰石以及农副产品中提炼某些低分子的不饱和烃作原料,制成所谓“单体”物质,然后,经过复杂的化学反应而获得人工合成的高分子聚合物,所以也叫“人工橡胶”。合成橡胶不但在一系列性能上优于天然橡胶,而且由于原料来源广泛、资源充沛,价格也就相对便宜,同时不受地区、气候条件和时间得,可以按照人们的意愿进行生产,充分满足各方面的不同需求。所以从石油化工迅猛发展以来,合成橡胶产量也随之激增,目前已大大超过天然橡胶的产量,成为现代橡胶工业的主要原料来源。合成橡胶的品种很多,现在已开始工业化生产的主要有:异戊、丁苯、顺丁、氯丁、丁基、丁睛、乙丙、氯磺化聚乙烯、丙烯酸脂、聚氨脂、硅、氟、聚硫、氯醇橡胶等等。
按橡胶用途区分
A、通用橡胶指产量大、应用广、在使用上一般没有特殊性能要求的通用性橡胶。主要有:天然、丁苯、顺丁、异戊、氯丁、丁基、丁睛橡胶。其中后三者也可作特种橡胶使用。特种橡胶指用在特殊用途上(如:耐油、耐酸、耐碱、耐高温、耐低温、耐辐射等)的橡胶,主要有:乙丙、氯磺化聚乙烯、丙烯酸脂、聚氨脂、硅、氟、聚硫、氯醇橡胶等,目前这方面还在不断研制、发展新的品种。
B、按橡胶物理状态区分生橡胶简称生胶,是指天然采集、提炼或人工合成、未加配合剂而制造出来的原始胶料,为较硬的大块。生胶是一种不饱和的橡胶烃,分子中有双键存在,所以性能较差,不能直接使用。熟橡胶(软橡胶)又称软橡胶,或称橡皮。是指在生胶中加入各种配合剂,经过塑炼、混炼、硫化等加工工艺,而制成具有高弹性、高强度和其他适用性能的橡胶产品。一般所谓橡胶就是指这种橡胶而言。根据各种工业技术制品的需要,软橡胶可用不同性能的天然或合成生橡胶,加入各种不同比例的配合剂,就可以制成不同硬度和具有各种特殊性能的橡胶制品。硬橡胶也叫硬质橡胶,它与软橡胶不同之处,是含有大量硫磺(25-50%)的生胶经过硫化后而制成的硬质制品。这种橡胶具有较高的硬度和强度,优良的电绝缘性以及对某些酸、碱和溶剂的高稳定性。广泛地用于制作电气绝缘制品和耐化学腐蚀制品。混橡胶它是指在生胶中加入各种配合剂,经过机械混合加工后,使胶料具有所需要的物理机械性能的半成品,俗称胶料。通常作为商品出售,购买者可直接用它来加工、硫化压制成所需要的橡胶制品,不需要再配制胶料。混炼胶有不同的品种和牌号,其性能用途可参考各生产厂的产品目录或产品说明书。再生胶是以废旧橡胶制品为原料,经过一定的加工过程而制成具有一定塑性的翻新橡胶。它也是橡胶工业中主要原料之一,可以部分地代替和节约生胶。液体橡胶它是上世纪60年代中期新崛起的合成橡胶材料,它是一种低分子量聚合物,常温下为液体状态。带有橡胶的弹性和强力。工业上最早生产的是液体聚硫橡胶,到目前为止,已出现有了丁苯、丁睛、氯丁、丁基等品种而且发展趋势迅猛,几乎所有的大品种橡胶都有相应的液体橡胶。它的主要用途目前依然是作为胶粘剂使用,但其加工方便,除了制作涂料、密封材料、火箭燃料外,还可以通过浇注、挤压、和注射成型,制作各种制品,这种新的成型工艺简单,不象固体橡胶那样复杂,可以省略塑炼、混炼等许多工序。如在注射成型时可以同时进行硫化或提高预硫化程度。由于它是液态、流动性好,还可以进行连续化和自动化操作,因此,低分子液态橡胶的出现,对于橡胶制品加工工艺来说,将是一件具有变革意义的事情,将会推动橡胶工业的技术革新。
五、橡胶制品的基本生产工艺过程.
1.基本工艺流程
伴随现代工业尤其是化学工业的迅猛发展,橡胶制品种类繁多,但其生产工艺过程,却基本相同。以一般固体橡胶(生胶)为原料的制品,它的生产工艺过程主要包括:
原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→检验
: t9 {' \\3 c3 \\. V9 A5 A$ W2.原材料准备
! h" X$ l9 H, a) O6 ?橡胶制品的主要材料有生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。其中生胶为基本材料;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;纤维材料(棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维)和金属材料(钢丝、铜丝)是作为橡胶制品的骨架材料,以增强机械强度、制品变型。
) _7 O" ^. H1 |* M5 s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,需要对某些材料进行加工:
( l* f1 ?+ ~' u5 u5 ?4 H( c0 f: r生胶要在60--70℃烘房内烘软后,再切胶、破胶成小块;
* D' `3 s* s6 z1 r: T* s块状配合剂如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎;
粉状配合剂若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去;
- \\! r- }& ]3 x/ w液态配合剂(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、混炼时旧不能分散均匀,硫化时产生气泡,从而影响产品质量;. 3 塑炼
8 x0 a/ }1 ]5 \\0 y生胶富有弹性,缺乏加工时的必需性能(可塑性),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。将生胶的长链分子降解,形成可塑性的过程叫做塑炼。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。
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。
* u' u2 s' l9 R2 T1 h5 成型
8 |6 b9 }, m" Q5 {2 a+ {' V8 i p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:
8 E1 k+ ~0 `7 m9 {0 k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,烘干的目的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。
5 y M+ _8 d8 B$ V+ r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。
1 P1 ]) A' B: ?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。
6 硫化
1 k, a0 q$ S8 |+ Q+ @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使用价值的,但欠硫(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、性能显著下降)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。
2 C- D5 k- ?3 J5 _: I5 U7 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:
% k& A! H8 u7 u& Q" b7.1 增加强度——配用硬质碳黑,掺用酚醛树脂;
7.2 增加耐磨性——配用硬质碳黑;
- Q! Y- v- q' S7.3 气密性要求高——少用挥发性高的组分;
2 k8 X% [' [6 g- `# M2 w* t" S9 B7.4 增加耐热性——采用新的硫化工艺;
7.5 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;
- O& i* ]0 ]; L4 G4 p! o0 d7.6 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)
7.7 增加耐氧性、耐臭氧性——采用对二胺类防护剂;
- w( j4 [; X5 a* J4 i1 f( `7.8 提高电绝缘性——配用高结构填充剂或金属粉,配用抗静电剂;
7.9 提高磁性——采用锶铁氧粉,铝镍铁粉,铁钡粉等作填充剂;
7.10 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);
7.11 提高耐油性——充分交联、少用增塑剂;
2 ~* w/ ]4 j1 ]0 U% R" s7.12 提高耐酸碱度——多用填充剂;
7.13 提高高真空性——配用挥发性小的添加剂;
! u0 K. k$ F' P2 E# ]+ G1 H7.14 降低硬度——大量填充软化剂
耐腐蚀橡胶包括氟橡胶、全氟橡胶、四丙氟橡胶等等。氟胶条用途:各种强酸碱、蒸汽、热空气、热油等流体输送及密封,也用于工作环境苛刻的电线外套夹布氟胶管。产品特性:耐温250℃左右,耐油、耐溶剂、耐臭氧、耐腐蚀 成形工艺:挤出成形。颜色及规格:氟胶条按客户要求 氟胶条用途:各种强酸碱、蒸汽、热空气、热油等流体输送及密封。氟胶条也用于工作环境苛刻的电线外套。耐高温氟胶条按要求订作,耐温300℃。耐过氧化物氟胶条订作。产品型号:FFKM FKM FPM。
氟橡胶具有高度的化学稳定性,是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。26型氟橡胶耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油,耐无机酸,耐多数的有机、无机溶剂、药品等,仅不耐低分子的酮、醚、酯,不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23型氟胶的介质性能与26型相似,且更有独特之处,它耐强氧化性的无机酸如发烟、浓硫酸性能比26型好,在室温下98%的HNO3中浸渍27天它的体积膨胀仅为13%~15%。
耐腐蚀橡胶介绍
一.耐水橡胶
1.乙丙橡胶耐过热水的性能最好,由乙丙橡胶为基础制造的静态橡胶密封件,在160-180度和20MPA的压力下,在过热水中使用17000H后,仍然保持工作能力。丁晴橡胶和氯丁橡胶在相同的使用条件下,使用500-1000H后,便丧失了弹性和密封能力。
2.丁基橡胶在过热水中稳定性也很好,特别是树脂硫化的丁基橡胶,在177度的过热水中浸泡后,强伸性能下降很小。
3.氟橡胶的品种和硫化体系,对其耐热水和蒸汽影响很大,VITON 4498 氟橡胶性能最好,但还是不如乙丙橡胶。
4.硅橡胶不耐过热水,他们在水蒸气,尤其是高压蒸汽中不能工作。因为硅氧烷水解。
5.丁晴橡胶在温度不超过150度时,可以在水中长期使用。随丙烯晴含量增加,耐水性下降。
6.丙烯酸酯橡胶在热水和水蒸气中会发生强烈降解。
7.聚氨酯橡胶在沸水中不能使用。
8.氯丁橡胶在空气中的热稳定性好于在水中。各种氯丁橡胶耐沸水性能如下:WRT》W》G
9.天然橡胶和丁苯橡胶只能在100度以下的水中工作,在过热水中不能使用。
耐水橡胶的配合体系:提高交联密度,增加硫磺和交联剂的用量。不使用含水溶性电解质的配合剂。填料,防老剂,增塑剂等用量尽量少。乙丙橡胶和氟橡胶最好采用过氧化物硫化。氯丁橡胶和氯磺化聚乙烯橡胶最好使用氧化铅,不用氧化镁和氧化钙。丁基橡胶最好使用树脂硫化。天然橡胶在热水中使用最好使用有效硫化体系或给硫体硫化体系。防老剂在水中浸泡,易被抽出。芳香族胺类容易被抽出,分子量低的防老剂更容易被抽出,加入石蜡可以降低防老剂被抽出程度。
耐水橡胶最好使用炉法碳黑。
二.耐腐蚀橡胶
1.强氧化剂
四氧化二氮(N2O4)是腐蚀性最强的强氧化剂,不饱和的二烯氢橡胶会迅速损坏。如丁基橡胶在38度下工作时间不超过168H。二元乙丙橡胶在21度下工作时间不超过72H。氟硅橡胶不到24H。只有亚硝基氟橡胶比较好。聚四氟乙烯可以在N2O4中长期工作。
过氧化氢:只有氟橡胶和氟硅橡胶耐过氧化氢性能比较高。硅橡胶尚可使用。
2.无机酸
硫酸:浓度低于60%时,除了硅橡胶和聚硫橡胶外,几乎所有的橡胶都有较好的抗耐性。
温度70度,浓度70%时,NR硬质橡胶,丁基橡胶,氯磺化聚乙烯橡胶,乙丙橡胶和氟橡胶可以适用。
98%浓度或80%以上高温硫酸,除氟橡胶外,其他均不可以使用。为了降低成本,可以用丙烯酸酯橡胶代替20%的氟橡胶,对170度以下在98%的硫酸中的稳定性没有影响。
:浓度高于5%时,只有氟橡胶,氯磺化聚乙烯橡胶和树脂硫化的丁基橡胶可以使用。在室温下,浓度达到60%时,以上三种勉强使用。超过70度时,只能使用四丙氟橡胶和特种牌号的氟橡胶。如用过氧化物硫化的BITONVT-R-4590型氟橡胶。
盐酸:天然橡胶与盐酸反应后,表面生成一种坚硬的膜,可以阻止盐酸溶液继续渗透,提高了天然橡胶的耐盐酸性。但该膜没有弹性,只能在静止情况下使用。氯丁橡胶,丁基橡胶,氯磺化聚乙烯橡胶都有耐盐酸性。其中树脂硫化的丁基橡胶效果最好。对高浓度高温的盐酸,只有氟橡胶才有较好的稳定性。
氟酸:常温下,浓度不超过50%,氯丁橡胶,丁基橡胶,聚硫橡胶能够使用。浓度超过50%,只有氟橡胶才有较好的稳定性。
在氟酸和盐酸混合液中,聚氯乙烯使用效果好。
铬酸:只有,树脂硫化的丁基橡胶和氯磺化聚乙烯橡胶效果好。氯磺化聚乙烯橡胶耐铬酸不如丁基橡胶,只能在常温,5%浓度以下使用。氟橡胶和聚氯乙烯对高浓度的铬酸具有良好的抗耐性。
有机酸:天然橡胶为基础的硬质橡胶,耐醋酸性好,在70度的冰醋酸中也有充分的抗耐性。丁基橡胶和硅橡胶即使浓度达到90%,温度70度仍然可以使用。
无机碱:一般通用橡胶都能耐碱,但胶料中不得含有二氧化硅,滑石粉,苯酚树脂等容易被侵蚀的配合剂。硅橡胶/氟橡胶在高温高浓度的碱中会严重侵蚀。
有机碱:对橡胶侵蚀性大的是液态氨和气态氨。一般通用橡胶都能在碱介质中使用,但随温度升高,橡胶的耐胺性下降。温度110-150度时,可以使用三元乙丙橡胶和丁基橡胶。温度90-110度时,可以使用三元乙丙橡胶。温度90度以下,可以使用丁苯橡胶,天然橡胶和顺丁橡胶。
无机盐溶液:浓度较小的稀溶液,使用耐水配方就可以。高浓度溶液,对耐水性更有利,即使不加任何防范措施也无妨。
氯素:所有橡胶与湿氯素接触,都会在表面氯化成一层坚硬的膜。在动态场合下不能使用。天然橡胶的硬质硫化胶做防腐蚀衬里,具有相当的耐久性。聚氯乙烯树脂对湿氯素有良好的抗耐性。
硫化体系
增加交联密度,提高硫化胶的弹性模量,是提高硫化胶耐化学腐蚀性介质的重要措施之一。
只要硬度和物性允许,应该尽量提高硫磺用量。硫磺用量在30份以上的硬质橡胶,耐化学腐蚀性较好。
即使是低硬度的胶料配方,硫磺至少也要4-5份。
使用金属氧化物硫化的氯丁橡胶,氯磺化聚乙烯橡胶等,应以氧化铅替代氧化镁,可以明显提高硫化胶对化学物品的稳定性。但要注意其分散和焦烧问题。
用树脂硫化的丁基橡胶耐化学腐蚀性优于醌亏硫化的丁基橡胶,更远远优于硫磺硫化的丁基橡胶。
用树脂硫化的乙丙橡胶,也比用硫磺硫化胶耐腐蚀性好。
用胺类或酚类硫化体系硫化的氟橡胶,耐化学腐蚀性明显降低,而用过氧化物和辐射硫化,则能保持它高的化学稳定性。
填充体系
耐化学腐蚀性介质的胶料配方,所选用的填充剂应具有化学惰性,不易和化学腐蚀介质反应,不被侵蚀,不含水溶性的电解质杂质。可使用碳黑,陶土,硫酸钡,化石粉等,其中硫酸钡耐酸性最好,碳酸钙,碳酸镁耐酸性很差,不能用在耐酸胶料中使用。
耐碱胶料中,不宜使用二氧化硅填料和滑石粉,因为容易与碱反应而被侵蚀。
白碳黑,硅酸钙对提高耐水性有利。
耐腐蚀橡胶配方中,应避免使用水溶性的和含水量高的填料和配合剂。因为在高温下,水会迅速挥发造成硫化胶的微孔。为防止此现象,通常加入一定量的矿物油膏或生石灰粉吸收水分。
增塑剂
应该选用不易被化学药品抽出,不易与化学药品起化学反应的增塑剂,如酯类和植物油类在碱性中易产生皂话反应,在热碱中往往被抽出,致使制品体积收缩。可以使用低分子聚合物或耐碱的油膏等增塑剂下载本文