天然橡膠和合成橡膠
2014-09-22
11040橡膠，英文稱rubber，德文稱Gummi或Kautschuk，是指常溫下處于高彈態(tài)的高分子材料。橡膠材料在很寬的溫度（–50～150℃）范圍內(nèi)具有獨(dú)特的無可比擬的高彈性，同時具有良好的疲勞強(qiáng)度、電絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性以及耐磨性等，使其成為國民經(jīng)濟(jì)中不可或缺和難以替代的重要物質(zhì)。
橡膠按其來源，可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。天然橡膠98%是從三葉橡膠樹采集得來，基本成分是順1，4-聚異戊二烯，分子量在3x105左右，結(jié)構(gòu)式為：
←——————0.816nm—————→
CH3 HCH3 H
CH2C = CCH2CH2C = CCH2
CH2CH2C = CCH2CH2
CH3 H
合成橡膠是用人工合成方法制得的高分子彈性材料。合成橡膠品種很多，按其性能和用途可分為通用合成橡膠和特種合成橡膠。凡性能與天然橡膠相同或相近、廣泛用于制造輪胎及其他大品種橡膠制品的（如運(yùn)輸帶、膠管、墊片、密封圈、電線電纜等）稱通用合成橡膠，如丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠等。凡具有耐寒、耐熱、耐油、耐腐蝕、耐輻射、耐臭氧等特殊性能，用于制造特定條件下使用的，稱特種合成橡膠，如丁腈橡膠、硅橡膠、氟橡膠、聚硫橡膠、聚氨酯橡膠、丙烯酸酯橡膠等。隨著特種橡膠綜合性能的改善，制造成本降低以及應(yīng)用范圍擴(kuò)大，有些特種橡膠品種也開始作為通用橡膠使用，如氯丁橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠等。丁苯橡膠、順丁橡膠、丁基橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠、氯丁橡膠和丁腈橡膠是產(chǎn)量最大的幾種合成橡膠。
純粹的橡膠原料沒有多大實(shí)用價值，橡膠只有經(jīng)過硫化，達(dá)到適度交聯(lián)才能表現(xiàn)出優(yōu)異高彈性，可經(jīng)受500～1000%的多次拉伸而不破壞，且沒有明顯的永久變形。如第四章所述，這種高彈性的本質(zhì)屬于熵彈性。橡膠材料也不是完全的彈性體，尤其經(jīng)歷動態(tài)往復(fù)的變形和變形恢復(fù)時，它將耗散部分能量，因此橡膠可用作減震和吸聲材料。橡膠具有很大的摩擦系數(shù)，且有良好耐磨性，特別適用于制備輪胎、鞋底、摩擦環(huán)和制動片等多種制品。另外，橡膠的高耐水性、不透氣性、對腐蝕介質(zhì)的穩(wěn)定性和優(yōu)良的電絕緣性能，使其在國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。
二、主要的橡膠配合劑及其特性
橡膠制品是生膠（天然橡膠和合成橡膠）與多種化合物恰當(dāng)配合，采用精心設(shè)計的生產(chǎn)工藝制成的多組分復(fù)合材料。對比而言，橡膠的配方體系與生產(chǎn)工藝比塑料制品復(fù)雜得多，橡膠的配方設(shè)計和工藝設(shè)計是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)的技術(shù)工作。配方設(shè)計的目的不僅是研究原材料的最佳配比組合，更重要的是掌握材料中各組分間存在的復(fù)雜物理與化學(xué)作用，研究配合體系對制品性能的影響，以及與生產(chǎn)工藝的關(guān)系，在謀求經(jīng)濟(jì)合理的同時，求得最佳的綜合性能，制成物美價廉的產(chǎn)品。
通常的橡膠配合體系除生膠外，包括使橡膠分子鏈發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的硫化體系（硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑、防焦燒劑等）；提高制品力學(xué)強(qiáng)度的補(bǔ)強(qiáng)和填充體系（補(bǔ)強(qiáng)劑、填充劑）；保護(hù)橡膠制品，防止老化，延長使用壽命的防護(hù)體系（各種類型防老劑）；提高橡膠加工性能的增塑體系（各種類型增塑劑）。分別簡介如下。
（一）硫化體系
硫化是橡膠制品生產(chǎn)過程中最重要環(huán)節(jié)之一，生膠大分子只有經(jīng)過硫化，交聯(lián)，形成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的體型大分子，才會獲得優(yōu)異的高彈性、高強(qiáng)度，成為有實(shí)際使用價值的材料。最早的天然橡膠是采用硫黃進(jìn)行交聯(lián)的，因而橡膠交聯(lián)過程通常稱“硫化”。隨著合成橡膠的大量出現(xiàn)，硫化交聯(lián)劑的品種也不斷增加。目前使用的硫化劑有：硫黃、碲、硒、含硫化合物、過氧化物、醌類化合物、胺類化合物、樹脂和金屬化合物等。而硫黃由于資源豐富、價廉易得、硫化橡膠性能優(yōu)異，一直仍然是最佳的硫化劑。
一個完整的硫化體系除硫化劑外，還必須有能加快硫化速度，縮短硫化時間的硫化促進(jìn)劑，簡稱促進(jìn)劑。使用促進(jìn)劑可減少硫化劑用量，降低硫化溫度，并可提高硫化橡膠物理機(jī)械性能。此外，還應(yīng)加有提高促進(jìn)劑活性的硫化活性劑，簡稱活性劑，又稱助促進(jìn)劑。幾乎所有的促進(jìn)劑都必須在活性劑存在下，才能充分發(fā)揮促進(jìn)效能。硫化體系中有時還包括能防止膠料在加工過程中不發(fā)生早期硫化（焦燒）的防焦劑，又稱硫化延遲劑或穩(wěn)定劑。
由此可見，硫化反應(yīng)是一個多元組分參與的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，包含橡膠分子與硫化劑及其它配合劑之間的系列化學(xué)反應(yīng)。整個硫化過程大致可分三個階段。第一階段稱誘導(dǎo)期階段，此階段中，先是硫黃、促進(jìn)劑、活性劑（如氧化鋅）之間相互作用，使活性劑溶入膠料，活化促進(jìn)劑，使促進(jìn)劑與硫黃發(fā)生反應(yīng)，生成一種活性更大的中間產(chǎn)物；然后引發(fā)橡膠分子鏈，使生成能夠發(fā)生交聯(lián)的橡膠大分子自由基（或離子）。第二階段稱交聯(lián)反應(yīng)階段，此階段中，可交聯(lián)的自由基（或離子）與橡膠分子鏈產(chǎn)生反應(yīng)，生成交聯(lián)鍵。第三階段稱網(wǎng)絡(luò)形成階段，此階段的前期，交聯(lián)反應(yīng)已趨完成，初始形成的交聯(lián)鍵發(fā)生短化、重排和裂解反應(yīng)，最后網(wǎng)絡(luò)趨于穩(wěn)定，獲得網(wǎng)絡(luò)相對穩(wěn)定的硫化橡膠。
硫化促進(jìn)劑可分無機(jī)和有機(jī)兩大類。無機(jī)促進(jìn)劑有氧化鎂、氧化鉛等，其促進(jìn)效果小，硫化橡膠性能差，多數(shù)場合已被有機(jī)促進(jìn)劑所取代。有機(jī)促進(jìn)劑促進(jìn)效果大，硫化橡膠物理機(jī)械性能優(yōu)良，發(fā)展較快。有機(jī)促進(jìn)劑品種繁多復(fù)雜，系統(tǒng)分類比較困難。目前通常按化學(xué)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)效果（硫化速度）以及與硫化氫反應(yīng)呈現(xiàn)的酸堿性（pH值）進(jìn)行分類。按化學(xué)結(jié)構(gòu)，有機(jī)促進(jìn)劑可以分為八大類，分別為：噻唑類、秋蘭姆類、次磺酰胺類、胍類、二硫代氨基甲酸鹽類、醛胺類、黃原酸鹽類和硫脲類。其中常用的有硫醇基苯并噻唑，商品名為促進(jìn)劑M，二硫化二苯并噻唑，商品名為促進(jìn)劑DM，二硫化四甲基秋蘭姆，商品名為促進(jìn)劑TMTD等。根據(jù)促進(jìn)效果分類，國際上習(xí)慣于以促進(jìn)劑M對天然橡膠的使用效果為標(biāo)準(zhǔn)，凡硫化速度快于M者屬于超速級或超超速級，相當(dāng)或接近于M的為準(zhǔn)速級，低于M的為中速及慢速級。如促進(jìn)劑TMTD屬于超速級促進(jìn)劑。促進(jìn)劑的酸堿性對硫化速度的影響較大，特別在多種促進(jìn)劑并用的硫化體系中，系統(tǒng)的協(xié)同效應(yīng)會對工藝過程有重要影響。一般pH值＜7者為酸性促進(jìn)劑，如促進(jìn)劑M；pH值＞7者為堿性促進(jìn)劑，如胍類促進(jìn)劑D；pH值=7者為中性促進(jìn)劑，如硫脲類促進(jìn)劑NA-22，次磺酰胺類促進(jìn)劑CZ等。
最常用的硫化活性劑（助促進(jìn)劑）由氧化鋅和硬脂酸組成。氧化鋅在硬脂酸作用下形成鋅皂，使之更易于溶解在膠料中，并與促進(jìn)劑形成一種絡(luò)合物，使促進(jìn)劑更加活潑，催化活化硫黃，形成一種很強(qiáng)的硫化劑。硫化活性劑還有提高硫化橡膠交聯(lián)密度及耐熱老化性能的功效。
橡膠在生產(chǎn)加工過程中要經(jīng)歷塑煉、混煉、壓延、硫化等多種工序，經(jīng)歷不同溫度、不同時間剪切作用，有時可能出現(xiàn)早期硫化現(xiàn)象，稱為焦燒?，F(xiàn)代橡膠工業(yè)正朝著自動化、聯(lián)動化方向發(fā)展，多采用較高溫度的快速硫化法，使硫化誘導(dǎo)期縮短，為此在硫化過程中，防止膠料焦燒、保證生產(chǎn)安全十分重要。加入防焦劑，目的就在于防止膠料在加工過程中發(fā)生早期硫化，保證后續(xù)生產(chǎn)安全可靠進(jìn)行。防焦劑又稱硫化延遲劑或穩(wěn)定劑。工業(yè)上常用的防焦劑有鄰羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸酐、亞硝基二苯胺（NPPA）等。注意加入防焦劑會影響膠料性能，如降低耐老化性等。
（二）補(bǔ)強(qiáng)與填充體系
補(bǔ)強(qiáng)是橡膠工業(yè)的專有名詞，指提高橡膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度及耐磨耗性能。補(bǔ)強(qiáng)在橡膠制品加工中十分重要，許多生膠，特別是非自補(bǔ)強(qiáng)性合成橡膠，如果不通過填充炭黑、白炭黑等予以補(bǔ)強(qiáng)，便沒有實(shí)用價值。
補(bǔ)強(qiáng)劑與填充劑并無無明顯界限。補(bǔ)強(qiáng)通過填充實(shí)現(xiàn)，凡能提高橡膠物理力學(xué)性能的填充劑稱補(bǔ)強(qiáng)劑，又稱活性填充劑。凡在膠料中主要起增加容積、降低成本作用的稱填充劑或增容劑。填料在橡膠工業(yè)中用量很大，其中尤以炭黑為甚，炭黑是橡膠工業(yè)中最重要的補(bǔ)強(qiáng)性填充劑，炭黑耗量約占橡膠耗量的50%左右。炭黑的補(bǔ)強(qiáng)效果極佳，表5-1給出炭黑對幾種重要橡膠材料拉伸強(qiáng)度的補(bǔ)強(qiáng)效果，可以看出，對于一些合成橡膠如SBR、NBR、EPDM等，炭黑的補(bǔ)強(qiáng)倍率達(dá)到8～10倍。另外炭黑還具有優(yōu)異耐磨性，特別適于制作輪胎胎面膠。
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橡膠種類
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未補(bǔ)強(qiáng)的拉伸強(qiáng)度/MPa
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炭黑補(bǔ)強(qiáng)的拉伸強(qiáng)度/MPa
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補(bǔ)強(qiáng)倍率
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丁苯橡膠
丁腈橡膠
三元乙丙橡膠
順丁橡膠
天然橡膠
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2.5～3.5
2.0～3.0
3.0～6.0
8.0～10.0
16.0～24.0
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20.0～26.0
20.0～27.0
15.0～25.0
18.0～25.0
24.0～35.0
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5.7～10.4
6.6～13.5
2.5～8.3
1.8～3.1
1.0～2.2
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除炭黑外，常用的補(bǔ)強(qiáng)劑還有白炭黑（水合二氧化硅SiO2?nH2O、硅酸鹽類）和某些超細(xì)無機(jī)填料。白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)效果僅次于炭黑，故稱白炭黑。由于其色澤淺，故廣泛用于白色和淺色橡膠制品。橡膠制品中常用的填充劑有碳酸鈣、陶土、滑石粉、硅鋁炭黑等。
（三）防護(hù)體系（防老化體系） 橡膠在長期貯存和加工、使用過程中，受氧、臭氧、光、熱、高能輻射及應(yīng)力作用，逐漸發(fā)粘、變硬、彈性降低、龜裂、發(fā)霉、粉化的現(xiàn)象稱老化。老化過程中，橡膠分子結(jié)構(gòu)可發(fā)生分子鏈降解，或分子鏈間產(chǎn)生交聯(lián)，或主鏈或側(cè)基改性等變化。老化使橡膠制品的物理力學(xué)性能下降，強(qiáng)度降低、彈性消失、電絕緣性變差、耐磨性變劣等。因此防止老化是橡膠配方設(shè)計中必須考慮的問題。 凡能防止和延緩橡膠老化的化學(xué)物質(zhì)稱防老劑。由于橡膠老化的原因復(fù)雜，有熱降解、熱氧老化、臭氧老化、金屬離子催化氧化、疲勞老化等，因此防老劑品種很多。根據(jù)作用可分為抗氧劑、抗臭氧劑、有害金屬離子作用抑制劑、抗疲勞老化劑、抗紫外線輻射劑等。 與塑料的氧化相似，橡膠的熱氧化也是一種自由基鏈?zhǔn)阶源呋趸磻?yīng)，加入防老劑就是要終止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，或防止引發(fā)自由基產(chǎn)生，抑制或延緩橡膠氧化反應(yīng)。根據(jù)這一原理，防老劑分為主防老劑和預(yù)防性防老劑兩類。主防老劑又稱鏈斷裂型防老劑，它是通過截取鏈增長自由基R· 或ROO·終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，抑制橡膠氧化反應(yīng)；通常使用的胺類及受阻酚類防老劑、醌類化合物、硝基化合物屬于這一類型。預(yù)防性防老劑是指能以某種方式延緩自由基引發(fā)的化合物，這些物質(zhì)不直接參與自由基的鏈?zhǔn)窖h(huán)過程，只是防止自由基的引發(fā)；預(yù)防性防老劑包括光吸收劑、金屬離子鈍化劑和氫過氧化物分解劑。最常用的橡膠防老劑有：防老劑D（N-苯基-β-萘胺，屬胺類防老劑）、防老劑4010（N-異丙基-N’-苯基對苯二胺，屬胺類防老劑）、防老劑264（2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，屬酚類防老劑）。亞磷酸酯類防老劑屬于氫過氧化物分解劑。另外石蠟也具有防護(hù)橡膠老化的作用，石蠟?zāi)茉谙鹉z表面形成一層薄膜而起屏障作用，這類防老劑稱物理防老劑。
（四）增塑體系 橡膠增塑劑通常是一類分子量較低的化合物。加入橡膠后，能夠降低橡膠分子鏈間的相互作用力，使粉末狀配合劑與生膠很好地浸潤，從而改善混煉工藝，使配合劑均勻分散，混煉時間縮短，耗能低，增加膠料的可塑性、流動性、粘著性，便于壓延、壓出和成型工藝操作。橡膠的增塑體系還能改善硫化橡膠的某些物理機(jī)械性能，如降低硫化橡膠的硬度和定伸應(yīng)力，賦予其較高的彈性和較低的生熱，提高耐寒性，降低成本等。 橡膠增塑劑習(xí)慣上分軟化劑和增塑劑兩類。軟化劑多來源于天然物質(zhì)，如石油系的三線油、六線油、凡士林，植物系的松焦油、松香等，常用于非極性橡膠。增塑劑多為合成產(chǎn)品，如酯類增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）等，主要應(yīng)用于某些極性的合成橡膠和塑料中。 按產(chǎn)品來源，軟化增塑劑有五大類：石油系增塑劑，主要為芳香烴類、環(huán)烷烴類、鏈烷烴類操作油，工業(yè)凡士林、石蠟和石油樹脂；煤焦油系增塑劑，包括煤焦油、古馬隆樹脂、煤瀝青等；松油系增塑劑，包括松焦油、松香、妥爾油等；脂肪油系增塑劑，包括由植物油和動物油制取的脂肪酸（硬脂酸、蓖麻酸）、干油和黑、白油膏等；合成增塑劑，包括鄰苯二甲酸酯類、脂肪二元酸酯類、脂肪酸酯類、磷酸酯類、聚酯類、環(huán)氧類、含氯類增塑劑及其它類型增塑劑。
近年來，為改善增塑效果，防止低分子量增塑劑在使用過程中從橡膠基體揮發(fā)、遷移、析出，又開發(fā)了分子量較大的新型反應(yīng)型增塑劑。如端基含有乙酸酯基的丁二烯、分子量在10000以下的異戊二烯低聚物、分子量在4000～6000的液體丁腈橡膠等。此類增塑劑在加工過程中起增塑劑作用，而在硫化過程中可與橡膠分子相互反應(yīng)，或自身聚合，一方面不易揮發(fā)、遷移，另一方面還能提高產(chǎn)品的物理機(jī)械性能。
三、橡膠加工工藝簡介 橡膠材料最寶貴的性質(zhì)是高彈性，這種高彈性源自于橡膠大分子鏈的長鏈特征、柔順性和高纏結(jié)性。橡膠材料的分子量普遍較大，約為幾十萬到上百萬。如此巨大的分子鏈纏結(jié)在一起，使材料粘度大，彈性高，難以塑性變形和加工。為此，要使生橡膠易于加工成型，首先要對其進(jìn)行塑煉，切斷分子鏈，使粘度下降，改善可塑性和加工流動性，便于進(jìn)一步混煉、壓延、壓出和成型。但塑煉的結(jié)果也使膠料的彈性下降，物理機(jī)械性能受損，為使橡膠制品保持其優(yōu)異高彈性和足夠的力學(xué)強(qiáng)度，成型后的半成品還必須在高溫高壓下硫化、交聯(lián)，使分子鏈形成完整的三維網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)，重新獲得橡膠材料奇特的優(yōu)異性能。 由此可見，橡膠制品的成型加工工藝，比塑料制品復(fù)雜得多。不同的橡膠制品，加工工藝也不盡相同。其中煉膠和硫化是任何制品加工過程中都必不可少的步驟。（一） 塑煉工藝 將處于高彈態(tài)的強(qiáng)韌性生膠轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浂哂锌伤苄阅z料的工藝過程稱塑煉。根據(jù)Fox-Flory公式（公式4-122），膠料的粘度隨分子量的變化十分顯著，分子量下降，膠料粘度按3.4次冪急劇下降，因此降低膠料粘度最直接的方法就是采用機(jī)械增塑法，利用機(jī)械的高剪切力使橡膠大分子鏈降解，獲得可塑性。 常用的塑煉機(jī)械有：開煉機(jī)、密煉機(jī)、螺桿式塑煉機(jī)。開煉機(jī)是應(yīng)用最早，且迄今仍在大量使用的塑煉機(jī)。與其它塑煉機(jī)相比，雖然勞動強(qiáng)度大，自動化程度低，但由于塑煉溫度低、塑煉膠可塑度均勻、動態(tài)生熱少、機(jī)臺容易清洗、設(shè)備投資低，因此一直仍是最重要的塑煉機(jī)械。開煉機(jī)的基本工作部分是兩個園柱型中空輥筒，水平排列，以不同轉(zhuǎn)速相對回轉(zhuǎn)。膠料置于兩輥間的上方，在摩擦力作用下被帶入輥距間，經(jīng)受強(qiáng)烈剪切而被塑煉。 開煉機(jī)操作時最有效的塑煉方法為薄通法。薄通時輥距e調(diào)到1mm以下，使膠料反復(fù)經(jīng)歷強(qiáng)烈剪切而降解，同時薄通時膠料散熱快、冷卻效果好、塑煉效果大、塑煉膠可塑度均勻、質(zhì)量好、能達(dá)到任意的塑煉程度。表5-2給出天然橡膠經(jīng)歷薄通后性質(zhì)的變化。
表5-2 天然橡膠物理性質(zhì)隨薄通次數(shù)的變化
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薄通次數(shù)
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可塑度（威氏）
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門尼粘度
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粘均分子量
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0
5
11
16
31
48
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0.088
0.104
0.145
0.337
0.407
0.518
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81.25
76.60
69.40
58.00
42.30
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1.605
1.432
1.110
0.890
0.628
0.438
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與開煉機(jī)、密煉機(jī)的間歇式操作不同，螺桿塑煉機(jī)為連續(xù)性操作，適合于機(jī)械化、自動化生產(chǎn)，具有生產(chǎn)效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。但其排膠溫度高（可達(dá)180℃以上），可塑度不均勻，膠料質(zhì)量較差，也必須進(jìn)行補(bǔ)充塑煉和壓片。
（二） 混煉工藝
按照配方將配合劑和塑煉膠均勻混合，制成質(zhì)量均一混煉膠的工藝過程稱混煉?；鞜捘z質(zhì)量對膠料的后續(xù)加工性能、半成品質(zhì)量和成品性能具有決定性影響，因此混煉工藝是橡膠加工中最重要的基本工藝過程之一?；鞜挼哪康氖菍⑴浜蟿┚鶆蚧旌喜⒎稚⒌剿軣捘z中，達(dá)到一定分散度；同時要求膠料可塑度適當(dāng)而均勻，補(bǔ)強(qiáng)劑與膠料在相界面上產(chǎn)生結(jié)合；另外還要求混煉速度快、生產(chǎn)效率高、能耗低。
目前采用的混煉工藝有兩種：一是間歇式混煉，二是連續(xù)式混煉。間歇式混煉采用的最多，設(shè)備為開煉機(jī)和/或密煉機(jī)。從混煉生產(chǎn)效率和混煉質(zhì)量上看，密煉機(jī)混煉更為優(yōu)越。通常密煉機(jī)混煉操作有兩種方法：一段混煉法、兩段混煉法。一段混煉法就是將配方組分加入密煉機(jī)后，整個混煉作業(yè)過程一次全部完成，中間沒有膠料的壓片、冷卻和停放過程。兩段混煉法是將混煉過程分成兩階段完成，其間膠料須經(jīng)過出片或造粒、冷卻和停放。由于在冷卻停放后，膠料粘度增大，使第二段混煉的剪切和分散混合效果提高，加快混煉速度，縮短混煉時間，硫化橡膠的物理機(jī)械性能也得到提高，總的混煉時間比一段混煉法還短。
連續(xù)式混煉采用特殊的螺桿擠出機(jī)，方法的特點(diǎn)是連續(xù)加料、連續(xù)排料，生產(chǎn)機(jī)械化、自動化程度高，生產(chǎn)效率高，混煉膠質(zhì)量穩(wěn)定，但其稱量加料系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)技術(shù)水平要求較高。
（三） 壓延工藝
與塑料加工相仿，壓延也是橡膠加工重要的基本工藝之一。對橡膠加工而言，壓延是利用壓延機(jī)輥筒的擠壓力使膠料發(fā)生塑性流動和變形，將膠料制成具有一定斷面形狀和規(guī)格的膠片，或?qū)⒛z料覆蓋于紡織物表面，制成具有一定斷面厚度的膠布的工藝過程。其作業(yè)形式有膠料的壓片、壓型、膠片貼合、紡織物貼膠、擦膠和壓力貼膠。
壓延工藝在以壓延機(jī)為中心的聯(lián)動流水作業(yè)生產(chǎn)線上完成。壓延操作連續(xù)進(jìn)行，速度較快，生產(chǎn)效率高，對半成品質(zhì)量要求較高。壓延得到的半成品要求表面光滑無雜物，內(nèi)部密實(shí)無氣泡，斷面幾何形狀正確、厚度精確，厚度誤差在0.1～0.01mm之間，表面花紋清晰。壓延操作的技術(shù)水平要求較高。
紡織物掛膠是橡膠壓延中常見的工藝過程，是通過壓延機(jī)將膠料滲透入紡織物結(jié)構(gòu)內(nèi)部縫隙并覆蓋附著于織物表面，使之成為膠布的壓延操作。掛膠又有貼膠、壓力貼膠、擦膠之分。貼膠時，壓延機(jī)兩輥筒等速回轉(zhuǎn)，織物和膠片通過輥筒間隙，靠擠壓力貼合在一起。采用三輥壓延機(jī)每次只能完成紡織物單面貼膠，必須經(jīng)過兩次壓延才能完成雙面貼膠。用四輥壓延機(jī)可一次完成紡織物雙面貼膠。
擦膠時，設(shè)置壓延機(jī)輥筒速度不同，利用輥筒速比產(chǎn)生的剪切力和擠壓力將膠料擦入織物的組織縫隙中，該法提高了膠料對織物的滲透作用和結(jié)合強(qiáng)度，適用于結(jié)構(gòu)較緊密的帆布掛膠。擦膠一般在三輥壓延機(jī)上進(jìn)行，上輥隙供膠，下輥隙擦膠，上、下輥等速，中輥速度大于上、下輥（ ），速比一般控制在1:1.3～1:1.5之間。
（四） 壓出工藝
壓出工藝即擠出工藝，是利用擠出機(jī)連續(xù)制備各種不同形狀橡膠半成品的工藝過程，廣泛地應(yīng)用于制造輪胎胎面、內(nèi)胎、膠管以及各種斷面形狀復(fù)雜、或空心、或?qū)嵭牡陌氤善?。擠出工藝還可用于對膠料進(jìn)行過濾、造粒、生膠塑煉，以及對密煉機(jī)排料的補(bǔ)充混煉和為壓延機(jī)供應(yīng)熱煉膠等。
與塑料擠出機(jī)不同，由于橡膠材料粘度大，流動性差，因此橡膠擠出機(jī)的螺桿長徑比較小。熱喂料擠出機(jī)的螺桿長徑比一般在3～8之間，冷喂料擠出機(jī)達(dá)到8～20。
（五） 硫化工藝
硫化是橡膠生產(chǎn)加工中最后一步工藝過程。該過程中，在一定溫度、壓力下，被切斷的橡膠分子鏈發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，由線型結(jié)構(gòu)交聯(lián)變成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，重新獲得寶貴的高彈性和優(yōu)良的物理機(jī)械性能，成為有使用價值的工程制品。
溫度、壓力、時間是構(gòu)成硫化工藝條件的主要因素，稱為硫化三要素。由于時間-溫度的等效性，一個硫化過程既可以在高溫短時間內(nèi)完成，也可以在低溫長時間內(nèi)完成。盡管如此，工程上追求的正硫化，是指橡膠制品的主要性能達(dá)到和基本接近最佳值的硫化狀態(tài)。對于任何一種配方和工藝，膠料的正硫化條件都須通過硫化儀測量，加以確定。
在確定溫度、壓力下，硫化過程可分為四個階段。
①誘導(dǎo)期，也稱焦燒期。在硫化反應(yīng)開始前，膠料必須有充分的延遲時間以便安全地進(jìn)行混煉、壓延、成型和模壓充模。焦燒期不能太短，T10稱焦燒時間。
②熱硫化期。硫化反應(yīng)一旦開始，反應(yīng)迅速發(fā)展，膠料內(nèi)形成交聯(lián)鍵，扭矩很快上升。扭矩達(dá)到最大扭矩90%的時間稱T90，也稱正硫化時間，這是完成硫化工藝所需的最短時間。
③正硫化期。T90之后，扭矩達(dá)到最大值，并且在相當(dāng)長一段時間內(nèi)，扭矩基本保持不變，出現(xiàn)一個平坦期，說明硫化過程已充分進(jìn)行。
④過硫化期。加熱時間太長，交聯(lián)反應(yīng)完成，繼而發(fā)生交聯(lián)鍵的重排、裂解，而且裂解反應(yīng)漸趨劇烈，導(dǎo)致膠料的強(qiáng)力性能下降。一個理想的硫化過程應(yīng)當(dāng)滿足：硫化誘導(dǎo)期要足夠長，充分保證生產(chǎn)加工的安全性；硫化速度要快，提高生產(chǎn)效率，降低能耗；硫化平坦期要長。
硫化的方法和設(shè)備種類很多。按硫化溫度分，有室溫硫化和熱硫化之別。室溫硫化主要用于硫化膠漿、膩?zhàn)樱芊獠牧希┖捅∧そn制品。許多重要的橡膠工業(yè)制品都采用熱硫化法硫化，采用設(shè)備有硫化罐（硫化膠布、膠管、運(yùn)輸帶、傳動帶、膠鞋等）；個體硫化機(jī)（硫化輪胎內(nèi)、外胎、力車胎等）；平板硫化機(jī)（硫化膠板、運(yùn)輸帶、各種模型制品）；連續(xù)硫化設(shè)備，包括鼓式硫化機(jī)、熱空氣室硫化機(jī)、紅外線硫化機(jī)、沸騰床硫化機(jī)、液體介質(zhì)硫化機(jī)、微波硫化機(jī)、輻射硫化機(jī)等。