橡膠工藝基礎知識知多少？一文了解橡膠加工工藝流程
2023-04-21
6190核心提示：橡膠的主要特征：有良好的柔順性、易變性、強度、及扯斷強度較好，具有良好的不透水性、不透氣性，耐酸堿性及絕緣性。橡膠的分類
橡膠的主要特征：
有良好的柔順性、易變性、強度、及扯斷強度較好，具有良好的不透水性、不透氣性，耐酸堿性及絕緣性。
橡膠的分類：分天然膠與合成膠兩種。
1.天然膠（NR）:
天然膠的原材料來源于橡膠植物樹。其優點為：彈性好、強度高、絕緣性好、變形小、加工方便。其缺點為：不耐油、耐溫性能差、易老化，一般都是并用 摻合使用。一般生產汽車輪胎和一些減震耐磨的橡膠件。
2.合成膠：
合成膠有：丁苯膠（SBR）、丁晴膠（NBR）、順丁膠（BR）、乙丙膠（EPDM）、丁基膠（IIR）、氯丁膠（CR）、丙烯酸脂膠（ACM）、氫化丁晴（HNBR）、氯磺化聚乙烯（CSM）、氟膠（FKM）、硅橡膠（MVQ）等。
2.1.乙丙膠（EPDM）
優點：耐老化性能非常優異、耐天候、電絕緣性較好、沖擊彈性較好、耐油。
缺點：硫化速度較慢、自粘性能、熱撕裂性能差、加工性能不好。
用途：制造耐熱運輸帶、蒸汽膠管，耐化學藥品的密封件、減震墊和防水材料及汽車用皮碗、皮圈等。
2.2.丁腈膠（NBR）
優點：耐油性能優良、還具有較好的耐熱、耐老化、耐磨、耐腐蝕等性能。
缺點：耐寒性、耐酸性、電絕緣性等性能較差、且抗力撕裂強度較差。
用途：主要用于制造油封、軸封及墊圈（O型圈）等制品，還可用于制造耐油膠管、運輸帶、膠輥、真空膠管、減震制品和紡織配件。
2.3丁苯膠（SBR）
優點：耐熱性、耐老化性和耐磨性較好。
缺點：耐寒性、彈性、耐屈擾、龜裂性、耐撕裂性等性能較差、且加工性能較差可塑度變化小，壓延壓出變形大，自粘性差。
用途：主要用于充氣輪胎，其次用于膠鞋、膠管、膠帶、膠輥、膠布及模型制品，吸塵器密封圈等如吸口密封圈等。
2.4氯丁橡膠（CR）
優點：耐屈擾性、耐熱性、耐老化性、耐酸堿性等較好，且彈性好，有良好的氣密性。具有耐寒性和耐水性。
缺點：儲存穩定性較差，易結晶，電絕緣性較差
用途：主要生產家電、空調里的橡膠件
2.5順丁膠或聚丁二烯橡膠（BR）
優點：彈性、耐低溫性、耐磨性較好。
缺點：拉伸強度、撕裂強度較低，抗濕滑性不好，粘性差。
用途：主要用于制造輪胎，還可用于制造耐磨制品（如膠鞋、膠輥），耐寒制品和防震制品。
2.6丁基膠（IIR）
優點：最大特點是氣密性好，耐天候老化、耐光老化、耐化學藥品性能均優異，且耐高溫、耐寒性較好，長期工作溫度可在130℃以下；吸收沖擊或吸收震動的效果較好，電絕緣性較好。
缺點：彈性不如天然膠，硫化速度較慢，加工性能，粘性差。
用途：最適合充氣內胎，其次用于地下電纜、高壓電纜、防輻射手套、化工設備里襯及防震橡膠制品等。
2.7丙烯酸脂膠（ACM）
優點：兼有良好的耐熱、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加劑的潤滑油中性能穩定。同時耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外線、氣密性優良。使用溫度范圍：約-25～+150℃。
缺點：耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及有機和無機酸、堿。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液內膨脹嚴重。同時彈性和耐磨性差，電絕緣性差，加工性能較差。
用途：可用于制造耐油、耐熱、耐老化的制品，如密封件、膠管、化工襯里等。
2.8氫化丁腈膠（HNBR）
優點：機械強度和耐磨性高，用過氧化物交聯時耐熱性比NBR好，其
它性能與丁腈橡膠一樣。使用溫度范圍：約-30～+150℃。
缺點：價格較高。
用途：主要用于耐油、耐高溫的密封制品中。
2.9氯磺化聚乙烯（CSM）
優點：耐臭氧及耐老化優良，耐候性優于其它橡膠。阻燃、耐熱、耐溶劑性及耐大多數化學藥品和耐酸堿性能較好。電絕緣性尚可，耐磨性與丁苯橡膠相似。使用溫度范圍：約-20～+120℃。
缺點：抗撕裂性能差，加工性能不好。
用途：電線電纜護套、膠管、膠帶、膠輥化工襯里。
2.10氟橡膠（FKM）
特點：耐磨性較好，具有良好的耐天候老化、耐光老化、耐臭氧老化、耐輻射，耐汽油、苯、甲苯、酒精、弱酸性優良，使用溫度范圍：約-20～+200℃，特殊品級-35～+250℃(可在250℃下長期工作)。
缺點：此膠價格昂貴。
用途：主要生產耐真空、耐高溫（如飛機、火箭上）耐化學腐蝕的耐油、耐高溫的橡膠制品。
2.11硅橡膠（MVQ）
優點：既耐高溫（最高300℃）又耐低溫（最低-100℃），是目前最好的耐寒、耐高溫橡膠；同時電絕緣性優良，對熱氧化和臭氧的穩定性很高，化學惰性大。
缺點：機械強度較低，耐油、耐溶劑和耐酸堿性差，較難硫化，價格較貴。
用途：用于制作耐高低溫制品（膠管、密封件等）、耐高溫電線電纜絕緣層。由于其無毒無味，還用于食品及醫療工業。
3.混煉膠：
生膠中加入硫化劑、促進劑、活性劑、補強劑、填充劑、軟化劑、防老劑、防交劑等配合劑，在煉膠機中均勻地進行摻和，而制得的膠叫混煉膠。
幾種膠的塑煉特性：
天然橡膠用開煉機塑煉時，輥筒溫度為30-40℃，時間約為15-20min；采用密煉機塑煉當溫度達到120℃以上時，時間約為3-5min。
丁苯橡膠的門尼粘度多在35-60之間，因此，丁苯橡膠也可不用塑煉，但是經過塑煉后可以提高配合機的分散性順丁橡膠具有冷流性，缺乏塑煉效果。順丁膠的門尼粘度較低，可不用塑煉。
氯丁橡膠得塑性大，塑煉前可薄通3-5次，薄通溫度在30-40℃。
乙丙橡膠的分子主鏈是飽和結構，塑煉難以引起分子的裂解，因此要選擇門尼粘度低的品種而不用塑煉。
丁腈橡膠可塑度小，韌性大，塑煉時生熱大。開煉時要采用低溫40℃以下、小輥距、低容量以及分段塑煉，這樣可以收到較好的效果。
橡膠工藝基礎知識
橡膠的加工工藝過程主要是解決塑性和彈性性能這個矛盾的過程。通過各種工藝手段，使得彈性的橡膠變成具有塑性的塑煉膠，再加入各種配合劑制成半成品，然后通過硫化使具有塑性的半成品又變成彈性高、物理機械性能好的橡膠制品。
1、塑煉
將生膠的長鏈分子降解形成可塑性的過程叫做塑煉。生膠富有彈性，缺乏加工時必需的可塑性性能，因此不便于加工。為了提高其可塑性，所以要對生膠進行塑煉，這樣在混煉時配合劑就容易均勻分散在生膠中，同時在壓延、成型過程中也有助于提高膠料的滲透性滲入纖維織品內和成型流動性。
生膠塑煉的方法有機械塑煉和熱塑煉兩種。
機械塑煉是在不太高的溫度下，通過塑煉機的機械擠壓和摩擦力的作用，使長鏈橡膠分子降解變短，由高彈性狀態轉變為可塑狀態。
熱塑煉是向生膠中通入灼熱的壓縮空氣，在熱和氧的作用下，使長鏈分子降解變短，從而獲得可塑性。
2、混煉
為了適應各種不同的使用條件、獲得各種不同的性能,也為了提高橡膠制品的性能和降低成本必須在生膠中加入不同的配合劑。
混煉就是將塑煉后的生膠與配合劑混合、放在煉膠機中通過機械拌合作用，使配合劑完全、均勻地分散在生膠中的一種過程。
混煉是橡膠制品生產過程中的一道重要工序,如果混合不均勻，就不能充分發揮橡膠和配合劑的作用，影響產品的使用性能。混煉后得到的膠料人們稱為混煉膠，它是制造各種橡膠制品的半成品材料,俗稱膠料通常均作為商品出售，購買者可利用膠料直接加工成型、硫化制成所需要的橡膠制品。根據配方的不同，混煉膠有一系列性能各異的不同牌號和品種提供選擇。
3、硫化
（1）硫化過程
把塑性橡膠轉化為彈性橡膠的過程叫做硫化。它是將一定量的硫化劑如硫磺、硫化促進劑等加入到由生膠制成的半成品中，在硫化罐中進行，在規定的溫度下加熱、保溫使生膠的線性分子間通過生成"硫橋"而相互交聯成立體的網狀結構，從而使塑性的膠料變成具有高彈性的硫化膠。由于交聯鍵主要是由硫磺組成，所以稱為"硫化"。
隨著合成橡膠的迅速發展，現在硫化劑的品種很多除硫磺外，還有有機多硫化物、過氧化物、金屬氧化物等。因此凡是能使線狀結構的塑性橡膠轉化為立體網狀結構的彈性橡膠的工藝過程都叫硫化，凡能在橡膠材料中起"搭橋"作用的物質都稱為"硫化劑"。
硫化后的彈性橡膠叫硫化橡膠，又叫軟橡膠，俗稱"橡膠"。硫化是橡膠加工的一個最為重要的工藝過程，各種橡膠制品必須經過硫化來獲得理想的使用性能。未經硫化的橡膠在使用上是沒有什么價值的,但硫化程度不夠，硫化時間不夠，未能達到最佳狀態和過硫硫化時間超過，都使橡膠性能下降。所以生產過程中一定要嚴格控制硫化時間，以保證硫化后的橡膠制品具有最好的使用性能和最長久的使用壽命。
4、成型
在橡膠制品的生產過程中，利用壓延機或壓出機預先制成形狀各式各樣、尺寸各不相同的工藝過程，稱之為成型。成型的方法有：
（1）壓延成型
適用于制造簡單的片狀、板狀制品。它是將混煉膠通過壓延機壓制成一定形狀、一定尺寸的膠片的方法叫壓延成型。
有些橡膠制品如輪胎、膠布、膠管等所用紡織纖維材料，必須涂上一層薄膠在纖維上，涂膠也叫貼膠或擦膠。涂膠工序一般也在壓延機上完成。纖維材料在壓延前需要進行烘干和浸膠烘干，是為了減少纖維材料的含水量，以免水分蒸發起泡和提高纖維材料的溫度，以保證壓延工藝的質量。浸膠是掛膠前的必要工序，目的是為了提高纖維材料與膠料的結合性能。
（2）壓出成型
用于較為復雜的橡膠制品，象輪胎胎面、膠管、金屬絲表面覆膠需要用壓出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混煉膠，放入到擠壓機的料斗內，在螺桿的擠壓下通過各種各樣的口型也叫樣板進行連續造型的一種方法。壓出之前，膠料必須進行預熱使膠料柔軟、易于擠出，從而得到表面光滑、尺寸準確的橡膠制品。
（3）模壓成型
也可以用模壓方法來制造某些形狀復雜如皮碗、密封圈的橡膠制品，借助成型的陰、陽模具將膠料放置在模具中加熱成型。
文章來源： 平淡人生a9，輪胎人不知道的輪胎事，橡膠技術網
有良好的柔順性、易變性、強度、及扯斷強度較好，具有良好的不透水性、不透氣性，耐酸堿性及絕緣性。
橡膠的分類：分天然膠與合成膠兩種。
1.天然膠（NR）:
天然膠的原材料來源于橡膠植物樹。其優點為：彈性好、強度高、絕緣性好、變形小、加工方便。其缺點為：不耐油、耐溫性能差、易老化，一般都是并用 摻合使用。一般生產汽車輪胎和一些減震耐磨的橡膠件。
2.合成膠：
合成膠有：丁苯膠（SBR）、丁晴膠（NBR）、順丁膠（BR）、乙丙膠（EPDM）、丁基膠（IIR）、氯丁膠（CR）、丙烯酸脂膠（ACM）、氫化丁晴（HNBR）、氯磺化聚乙烯（CSM）、氟膠（FKM）、硅橡膠（MVQ）等。
2.1.乙丙膠（EPDM）
優點：耐老化性能非常優異、耐天候、電絕緣性較好、沖擊彈性較好、耐油。
缺點：硫化速度較慢、自粘性能、熱撕裂性能差、加工性能不好。
用途：制造耐熱運輸帶、蒸汽膠管，耐化學藥品的密封件、減震墊和防水材料及汽車用皮碗、皮圈等。
2.2.丁腈膠（NBR）
優點：耐油性能優良、還具有較好的耐熱、耐老化、耐磨、耐腐蝕等性能。
缺點：耐寒性、耐酸性、電絕緣性等性能較差、且抗力撕裂強度較差。
用途：主要用于制造油封、軸封及墊圈（O型圈）等制品，還可用于制造耐油膠管、運輸帶、膠輥、真空膠管、減震制品和紡織配件。
2.3丁苯膠（SBR）
優點：耐熱性、耐老化性和耐磨性較好。
缺點：耐寒性、彈性、耐屈擾、龜裂性、耐撕裂性等性能較差、且加工性能較差可塑度變化小，壓延壓出變形大，自粘性差。
用途：主要用于充氣輪胎，其次用于膠鞋、膠管、膠帶、膠輥、膠布及模型制品，吸塵器密封圈等如吸口密封圈等。
2.4氯丁橡膠（CR）
優點：耐屈擾性、耐熱性、耐老化性、耐酸堿性等較好，且彈性好，有良好的氣密性。具有耐寒性和耐水性。
缺點：儲存穩定性較差，易結晶，電絕緣性較差
用途：主要生產家電、空調里的橡膠件
2.5順丁膠或聚丁二烯橡膠（BR）
優點：彈性、耐低溫性、耐磨性較好。
缺點：拉伸強度、撕裂強度較低，抗濕滑性不好，粘性差。
用途：主要用于制造輪胎，還可用于制造耐磨制品（如膠鞋、膠輥），耐寒制品和防震制品。
2.6丁基膠（IIR）
優點：最大特點是氣密性好，耐天候老化、耐光老化、耐化學藥品性能均優異，且耐高溫、耐寒性較好，長期工作溫度可在130℃以下；吸收沖擊或吸收震動的效果較好，電絕緣性較好。
缺點：彈性不如天然膠，硫化速度較慢，加工性能，粘性差。
用途：最適合充氣內胎，其次用于地下電纜、高壓電纜、防輻射手套、化工設備里襯及防震橡膠制品等。
2.7丙烯酸脂膠（ACM）
優點：兼有良好的耐熱、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加劑的潤滑油中性能穩定。同時耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外線、氣密性優良。使用溫度范圍：約-25～+150℃。
缺點：耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及有機和無機酸、堿。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液內膨脹嚴重。同時彈性和耐磨性差，電絕緣性差，加工性能較差。
用途：可用于制造耐油、耐熱、耐老化的制品，如密封件、膠管、化工襯里等。
2.8氫化丁腈膠（HNBR）
優點：機械強度和耐磨性高，用過氧化物交聯時耐熱性比NBR好，其
它性能與丁腈橡膠一樣。使用溫度范圍：約-30～+150℃。
缺點：價格較高。
用途：主要用于耐油、耐高溫的密封制品中。
2.9氯磺化聚乙烯（CSM）
優點：耐臭氧及耐老化優良，耐候性優于其它橡膠。阻燃、耐熱、耐溶劑性及耐大多數化學藥品和耐酸堿性能較好。電絕緣性尚可，耐磨性與丁苯橡膠相似。使用溫度范圍：約-20～+120℃。
缺點：抗撕裂性能差，加工性能不好。
用途：電線電纜護套、膠管、膠帶、膠輥化工襯里。
2.10氟橡膠（FKM）
特點：耐磨性較好，具有良好的耐天候老化、耐光老化、耐臭氧老化、耐輻射，耐汽油、苯、甲苯、酒精、弱酸性優良，使用溫度范圍：約-20～+200℃，特殊品級-35～+250℃(可在250℃下長期工作)。
缺點：此膠價格昂貴。
用途：主要生產耐真空、耐高溫（如飛機、火箭上）耐化學腐蝕的耐油、耐高溫的橡膠制品。
2.11硅橡膠（MVQ）
優點：既耐高溫（最高300℃）又耐低溫（最低-100℃），是目前最好的耐寒、耐高溫橡膠；同時電絕緣性優良，對熱氧化和臭氧的穩定性很高，化學惰性大。
缺點：機械強度較低，耐油、耐溶劑和耐酸堿性差，較難硫化，價格較貴。
用途：用于制作耐高低溫制品（膠管、密封件等）、耐高溫電線電纜絕緣層。由于其無毒無味，還用于食品及醫療工業。
3.混煉膠：
生膠中加入硫化劑、促進劑、活性劑、補強劑、填充劑、軟化劑、防老劑、防交劑等配合劑，在煉膠機中均勻地進行摻和，而制得的膠叫混煉膠。
幾種膠的塑煉特性：
天然橡膠用開煉機塑煉時，輥筒溫度為30-40℃，時間約為15-20min；采用密煉機塑煉當溫度達到120℃以上時，時間約為3-5min。
丁苯橡膠的門尼粘度多在35-60之間，因此，丁苯橡膠也可不用塑煉，但是經過塑煉后可以提高配合機的分散性順丁橡膠具有冷流性，缺乏塑煉效果。順丁膠的門尼粘度較低，可不用塑煉。
氯丁橡膠得塑性大，塑煉前可薄通3-5次，薄通溫度在30-40℃。
乙丙橡膠的分子主鏈是飽和結構，塑煉難以引起分子的裂解，因此要選擇門尼粘度低的品種而不用塑煉。
丁腈橡膠可塑度小，韌性大，塑煉時生熱大。開煉時要采用低溫40℃以下、小輥距、低容量以及分段塑煉，這樣可以收到較好的效果。
橡膠工藝基礎知識
橡膠的加工工藝過程主要是解決塑性和彈性性能這個矛盾的過程。通過各種工藝手段，使得彈性的橡膠變成具有塑性的塑煉膠，再加入各種配合劑制成半成品，然后通過硫化使具有塑性的半成品又變成彈性高、物理機械性能好的橡膠制品。
1、塑煉
將生膠的長鏈分子降解形成可塑性的過程叫做塑煉。生膠富有彈性，缺乏加工時必需的可塑性性能，因此不便于加工。為了提高其可塑性，所以要對生膠進行塑煉，這樣在混煉時配合劑就容易均勻分散在生膠中，同時在壓延、成型過程中也有助于提高膠料的滲透性滲入纖維織品內和成型流動性。
生膠塑煉的方法有機械塑煉和熱塑煉兩種。
機械塑煉是在不太高的溫度下，通過塑煉機的機械擠壓和摩擦力的作用，使長鏈橡膠分子降解變短，由高彈性狀態轉變為可塑狀態。
熱塑煉是向生膠中通入灼熱的壓縮空氣，在熱和氧的作用下，使長鏈分子降解變短，從而獲得可塑性。
2、混煉
為了適應各種不同的使用條件、獲得各種不同的性能,也為了提高橡膠制品的性能和降低成本必須在生膠中加入不同的配合劑。
混煉就是將塑煉后的生膠與配合劑混合、放在煉膠機中通過機械拌合作用，使配合劑完全、均勻地分散在生膠中的一種過程。
混煉是橡膠制品生產過程中的一道重要工序,如果混合不均勻，就不能充分發揮橡膠和配合劑的作用，影響產品的使用性能。混煉后得到的膠料人們稱為混煉膠，它是制造各種橡膠制品的半成品材料,俗稱膠料通常均作為商品出售，購買者可利用膠料直接加工成型、硫化制成所需要的橡膠制品。根據配方的不同，混煉膠有一系列性能各異的不同牌號和品種提供選擇。
3、硫化
（1）硫化過程
把塑性橡膠轉化為彈性橡膠的過程叫做硫化。它是將一定量的硫化劑如硫磺、硫化促進劑等加入到由生膠制成的半成品中，在硫化罐中進行，在規定的溫度下加熱、保溫使生膠的線性分子間通過生成"硫橋"而相互交聯成立體的網狀結構，從而使塑性的膠料變成具有高彈性的硫化膠。由于交聯鍵主要是由硫磺組成，所以稱為"硫化"。
隨著合成橡膠的迅速發展，現在硫化劑的品種很多除硫磺外，還有有機多硫化物、過氧化物、金屬氧化物等。因此凡是能使線狀結構的塑性橡膠轉化為立體網狀結構的彈性橡膠的工藝過程都叫硫化，凡能在橡膠材料中起"搭橋"作用的物質都稱為"硫化劑"。
硫化后的彈性橡膠叫硫化橡膠，又叫軟橡膠，俗稱"橡膠"。硫化是橡膠加工的一個最為重要的工藝過程，各種橡膠制品必須經過硫化來獲得理想的使用性能。未經硫化的橡膠在使用上是沒有什么價值的,但硫化程度不夠，硫化時間不夠，未能達到最佳狀態和過硫硫化時間超過，都使橡膠性能下降。所以生產過程中一定要嚴格控制硫化時間，以保證硫化后的橡膠制品具有最好的使用性能和最長久的使用壽命。
4、成型
在橡膠制品的生產過程中，利用壓延機或壓出機預先制成形狀各式各樣、尺寸各不相同的工藝過程，稱之為成型。成型的方法有：
（1）壓延成型
適用于制造簡單的片狀、板狀制品。它是將混煉膠通過壓延機壓制成一定形狀、一定尺寸的膠片的方法叫壓延成型。
有些橡膠制品如輪胎、膠布、膠管等所用紡織纖維材料，必須涂上一層薄膠在纖維上，涂膠也叫貼膠或擦膠。涂膠工序一般也在壓延機上完成。纖維材料在壓延前需要進行烘干和浸膠烘干，是為了減少纖維材料的含水量，以免水分蒸發起泡和提高纖維材料的溫度，以保證壓延工藝的質量。浸膠是掛膠前的必要工序，目的是為了提高纖維材料與膠料的結合性能。
（2）壓出成型
用于較為復雜的橡膠制品，象輪胎胎面、膠管、金屬絲表面覆膠需要用壓出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混煉膠，放入到擠壓機的料斗內，在螺桿的擠壓下通過各種各樣的口型也叫樣板進行連續造型的一種方法。壓出之前，膠料必須進行預熱使膠料柔軟、易于擠出，從而得到表面光滑、尺寸準確的橡膠制品。
（3）模壓成型
也可以用模壓方法來制造某些形狀復雜如皮碗、密封圈的橡膠制品，借助成型的陰、陽模具將膠料放置在模具中加熱成型。
文章來源： 平淡人生a9，輪胎人不知道的輪胎事，橡膠技術網
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