橡胶工艺

一、基本工艺流程

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。 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。

二、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，配合剂有块状的。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

三、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。 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。

四、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。

五、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

1.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。

2.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。

3.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。

六、硫化

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。

七、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。

八、橡胶制品硫化的有关问题

1.橡胶制品硫化时产生哪些有毒气体? 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

2. 一般橡胶的硫化温度是多少一般为115度到180度看什么橡胶品种而定。而200度的温度则为高温硫化。

3.二氧化硫的危害有哪些?危险性类别--三星级 侵入途径通过呼吸系统，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。

国内外传统氯化橡胶生产工艺主要为四氯化碳溶剂法。该法工艺成熟，但环境污染严重，尤其是溶剂四氯化碳发散至大气，对臭氧层有破坏作用。1995年以前，世界绝大多数装置采用该法生产。1995年后，发达国家将四氯碳溶剂法生产氯化橡胶装置按期关闭，而改用不破坏环境的水相法工艺技术生产此产品。不过，四氯化碳溶剂法目前仍是我国氯化橡胶的主要生产方法。《蒙特利尔议定书》对发展中国家允许有10年宽限期，即到2005年停止使用四氯化碳，因而研究、开发新型无公害的水相法合成氯化橡胶工艺显得非常迫切和重要。

近年来，水相法氯化橡胶工艺成为我国研究与开发的热点。安徽化工研究院经过多年研究与开发，率先在国内开发成功了水相法合成氯化橡胶的工业化技术，已在江苏、山东、浙江等省建成几套工业化装置，不过最大规模年产能力仅为500吨。目前该工艺工程化方面的问题在于，若生产规模增大，与氯化、分离等工艺条件相配套的耐腐蚀反应釜及其搅拌器和离心机等关键设备，国内还不能制造，此因素严重制约了我国水相法装置规模化的进程。我国目前主要采用溶剂法生产氯化橡胶，由于生产工艺较落后，产品粘度分级不清、质量较差、品种少、白度低、氯含量低、热稳定性差、附着力低、溶剂消耗高、三为污染严重。近年来有关科研院所对此进行了大量的研究，现已取得一定的进展。

合成橡胶的生产工艺大致可分为单体的合成和精制、聚合过程以及橡胶后 处理三部分

单体的生产和精制

合成橡胶的基本原料是单体，精制常用的方法有精馏、洗涤、干燥等。

聚合过程

聚合过程是单体在引发剂和催化剂作用下进行聚合反应生成聚合物的过程。有时用一个聚合设备，有时多个串联使用。合成橡胶的聚合工艺主要应用乳液聚合法和溶液聚合法两种。时下，采用乳液聚合的有丁苯橡胶、异戊橡胶、丁丙橡胶、丁基橡胶等。

后处理

后处理是使聚合反应后的物料(胶乳或胶液)，经脱除未反应单体、凝聚、脱水、干燥和包装等步骤，最后制得成品橡胶的过程。乳液聚合的凝聚工艺主要采用加电解质或高分子凝聚剂，破坏乳液使胶粒析出。溶液聚合的凝聚工艺以热水凝析为主。凝聚后析出的胶粒，含有大量的水，需脱水、干燥。