橡胶制品基础工艺文档格式.docx
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产品广泛应用于国防、交通、航天航空、航海,冶金、化工、机械、食品、医药等国民经济各个部门。
作为生产橡胶制品橡胶工厂,也因其生产橡胶制品种类不同而各有各不同。
在生产实习过程中,作为每一种学生,都必要在实习过程中理解和理解各个不同生产办法、生产过程和原理,以便在此后专业课学习中能理论联系实际,理解生产过程中工艺和办法。
缩短理论学习与生产实际之间距离。
这就是生产实习最高目的。
橡胶制品工厂
§
-1原材料
一、生胶
生胶是橡胶制品制造主体材料,橡胶制品应用广泛,不同橡胶制品应用场合不同,所使用生胶也不同。
如,天然橡胶由于综合物机性能好良好,因此往往应用于汽车轮胎等对物理机械性能规定高地方。
但由于天然橡胶中双键较多(即不饱和度高)易于与空气中氧等作用(即老化)引起性能劣化,影响使用寿命,往往多与丁苯、顺丁胶并用,改进性能,减少成本;
橡胶制品若需要在耐油环境下工作,天然橡胶在油中能产生溶胀而受到损坏,只能改用丁晴橡胶等耐油性能好橡胶;
若在人体中应用,作用与心脏瓣膜,心室导管,或整容用材料,只能使用硅橡胶,硅橡胶在人体中相容性最佳,不易产生生物排异作用;
如制造橡胶水坝,则多用耐天候老化好氯丁、丁基或三元乙丙橡胶。
由于橡胶品种诸多,按类型分几十种,按牌号几百种之多。
普通分类有通用橡胶和特种橡胶之分;
尚有按饱和橡胶与高不饱和橡胶分;
极性橡胶和非极性橡胶之分类法。
通用橡胶有:
天然胶、丁苯胶、顺丁胶、丁基橡胶、氯丁胶、丁腈胶、氯化聚乙烯、三元乙丙等。
特种橡胶有:
硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶、氟醚橡胶、氟腈橡胶、聚硫橡胶、聚氨酯等。
各种橡胶基本性能可以在橡胶工业手册中得到详细简介
不同类型橡胶厂由于制品需要,所用橡胶也不同,但普通可以进行大体分类
轮胎厂:
天然胶、丁苯胶、顺丁胶、作为轮胎外胎主体材料,内胎用丁基胶,在子午胎气密层用氯化丁基胶,作为生产工具用隔膜和胶囊用丁基胶制作,在斜交胎中三角胶,普通使用较多再生胶。
胶管、胶带厂:
天然胶、丁苯胶、顺丁胶、氯丁胶、丁腈胶、再生胶、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯等高分子材料和某些胶乳。
橡胶模制品厂:
各种橡胶均有使用。
由于橡胶种类不同,其性能指标,包装、初始.粘度、加工性能等均不同;
虽然同一种橡胶,其加工工艺不同,它们性能也不同;
如丁苯橡胶就有乳聚丁苯和溶聚丁苯之分,其中乳聚丁苯就有高温丁苯(1000系列)、低温丁苯(1500系列)、低温丁苯炭黑母炼胶(1600系列)、低温充油丁苯橡胶(1700系列)、低温充油丁苯炭黑母炼胶(1800系列)、高苯乙烯丁苯橡胶、液体丁苯橡胶、羧基丁苯橡胶等各种系列品种,其性能差别、用途各有侧重。
二、橡胶用原材料配合剂
橡胶配合剂是各种类,各自在橡胶有有不同功能。
按其功能分类,可以分为七大类:
一.交联剂:
橡胶是线形长链大分子。
初期橡胶制品是纯胶乳制成,受温度影响较大。
如初期用乳胶做成防水雨衣,冬天变硬,而夏天又受热变软,温度升高后发粘,影响使用。
自从固特异(GOODER)创造硫磺在橡胶中应用后,硫磺交联剂作用就是把线形分子化学反映交联成为网状体型构造,从而变化耐温性能,大大扩充橡胶制品应用领域。
由于硫磺成本低廉,来源丰富,硫化橡胶质量好,至今依然广泛应用于橡胶工业。
除了硫磺,尚有其她类型交联剂,如表所示:
表1-1
名称
外观
密度
熔点º
C
PH值
硫磺粉
淡黄色粉末
1.96~2.07
114~118
≥4.4
硒
红色或灰色粉末
4.26~4.28
217
碲
灰色粉末或晶体
6.24
452
二硫化吗啡啉
灰棕色或白色结晶粉末
1.32~1.38
≥120
过氧化苯甲酰
白色或黄色粉末
104
叔辛基苯酚甲醛树酯
黄色到浅棕色
75~90
就橡胶工业而言,应用最广交联剂,仍旧是硫磺。
故交联过程又俗称为“硫化”习惯。
各种交联剂应用,按胶种和用途不同而不同。
二.增进剂:
单用硫磺硫化天然胶,硫化速度太慢,为保证使用性能,过去惯用低温(120-130℃)长时间硫化此类橡胶制品,这样生产方式制造制品,性能难以满足各种用途使用,并且费时费工,劳动成本高。
人们在长期摸索提高硫化速度办法,逐渐形成当前各种橡胶应用各种类型增进剂。
惯用增进剂见表1-2
表—1-2惯用增进剂
化学名称
相对密度
硫化速度
增进剂M
2-硫醇基苯并噻唑
1.42
≥170
半超
增进剂DM
二硫化二苯并噻唑
淡黄色或淡玫瑰色粉末
1.50
186
增进剂D
二苯胍
中档
增进剂CZ
N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺
1.31~1.34
≥94
超速
增进剂NS
N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺
淡黄色或棕色粉末
1.29
≥105
增进剂TT
二硫化四甲基秋兰姆
白色或白色粉末
≥136
超超速
增进剂H
六次甲基四胺
白色至淡黄色结晶粉末
1.3
慢速兼有增粘剂功能
增进剂PZ
二甲基二硫代氨基甲酸锌
白色粉末
1.65~1.74
257
图-各种增进剂类型:
其中,当前最惯用有:
秋兰姆,次硫磺胺类,噻唑,醛胺和胍类等。
普通单用一种增进剂往往不能满足各种性能和加工规定,往往采用并用办法产生协同效应,或提高硫化速度,或改进抗焦烧性能或满足某些性能需要。
增进剂用法产生许多典型并用办法,在此不作过多简介。
三.硫化活性剂:
有机增进作用往往离不开活性剂配合。
惯用活性剂有ZnO,硬脂酸。
作为硫磺硫化体系典型用法,普通ZnO.3.5-5份/100份橡胶。
硬脂酸为1-25份/100份橡胶。
四.防老剂
橡胶在应用时受光、热、氧作用裂解,产生自由基。
自由基通过连锁反映,加快橡胶老化作用,使橡胶制品使用寿命缩短。
应用某些自由基终结剂终结,终结劣化过程中产生自由基,便能提高橡胶制品寿命,此类物质常称为防老剂。
防老剂分为化学防护和物理防护两类。
物理防护剂在橡胶制品表面形成防护膜,制止氧、臭氧对橡胶分子袭击。
惯用有石蜡。
石蜡在橡胶中溶解度为1-1.5%。
在温度升高或硫化后,能自行渗出表面形成保护膜,减轻氧侵害。
化学防护剂有醛-胺类、酮-胺类、二芳基仲胺、烷机基芳基仲胺、芳香二伯胺和取代酚等等。
橡胶老化重要是光、热、氧作用,产生自由基,引起橡胶降解反映,失去使用价制而报废。
防老剂作用就是及早终结自由基,防止降解链锁反映。
惯用化学防老剂见下表1-3
表1-3各种防护剂
用量(份)
防老剂RD
2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物
琥珀色至白色粉末
74(软化点)
0.5~2
防老剂AW
6-乙氧基-2,2,4-3甲基-1,2-二氢化喹啉
褐色粘稠液体
1.029~1.031
1~2
防老剂BLE
丙酮和二苯胺高温反映产物
深褐色粘稠液体
1~4
防老剂A
N-苯基-α-萘胺
黄褐色至紫色结晶块状物
1.16~1.17
52
防老剂D
N-苯基-β-萘胺
浅灰色至浅棕色粉末
1.18
防老剂4010NA
N-异丙基-N'
–苯基对苯二胺
紫灰色片状
结晶
1.17
70
1~3
防老剂4010
N-环己基-N'
-苯基对苯二胺
灰白色粉末
12.29
110
0.15~1
防老剂264
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚
白至淡黄色结晶粉末
1.04
68~70
0.5~3
每种防老剂一定防护作用,单用时,往往有某种环境或单一条件下有较好防护作用。
如防热氧或臭氧老化等,不也许兼备,若用两种或两种以上防老剂,则能获得综合防护作用较好协同作用。
因此,在不同场合下使用橡胶制品,应依照工作条件选用适当并用办法,是橡胶配方设计人员必备基本功。
五.填充补强剂
对橡胶制品研究应用中,炭黑应用是一种重大转折。
由于纯胶制品(如天然胶)尽管在硫化完善状况下,有较好使用性能,但其她性能如耐磨性能处在较低水平。
应用炭黑后制品耐磨性能大大地提高,特别是汽车轮胎,其行驶里程能提高100%,或者更多,这是其一。
由于橡胶(生胶)价格较高,在某些性能规定不变制品中,较高含胶量,使制品价格偏高、性能过剩。
在这种场合下,性能规定较高制品加入炭黑补强和填充,性能规定较低制品,恰当加入某些价格低低廉粉体材料如陶土碳酸钙等,在减少全胶量减少成成本,保证性能达到规定,是非常有益;
对于合成橡胶,炭黑作用还不止这些,尚有此外某些性能改进,如由于碳黑构造特点,其表面会有羟基。
羟基等含氧基团。
并且粒度很细(纳米级尺寸)比表面积很大(每克碳黑能吸附80-120ml=丁脂),会对橡胶有补强作用。
特别是合成胶。
如丁苯胶顺丁胶,纯胶硫化胶强度仅为2-3Mpa强度。
填充碳黑后来其硫化胶最高可以提高到30Mpa(10倍)。
橡胶用碳黑不光有补强作用,因价格低于生胶,故兼有填充作用,减少含胶量。
无定型二氧化硅粉体是仅弱于碳黑补强作用材料,也叫白炭黑。
也是橡胶工业惯用浅色填充补强剂。
此前惯用于白色制品。
当前对白碳黑研究有新发现。
良好分散,合理界面作用,能使轮胎生热减少。
抗撕性能增高。
所谓绿色轮胎,离不开白炭黑作用。
其她填料,如碳酸钙、陶土、重晶石粉。
、云母粉等等一系列无机粉体,用作便宜填充作用,兼改进某种性能。
如加入重晶石粉,能提高橡胶制品比重;
加入云母粉能提高橡胶电性能;
耐酸制品需填充不与酸发生反映无机粉体。
这些填料应用,在配方研究中均有典型例子。
表---为某些炭黑基本参数
名称
ASTM
粒径nm
吸油值cm3/g
吸碘值g/kg
着色强度
超耐磨
N110
11~19
1.13
145
124
中超耐磨
N220
20~25
1.14
121
115
高耐磨
N330
26~30
1.02
82
103
细粒子炉黑
N440
31~39
0.60
50
/
快压出
N550
40~48
1.21
43
高构造半补强
N765
61~100
1.11
31
细粒子热裂炭黑
N880
101~200
0.50
中粒子热裂炭黑
N990
201~500
0.40
炭黑品种诸多,在此仅仅列出有代表性几种,虽然在同一系列,也有高、中、低构造之分。
表为某些填料基本参数
表面积
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- 关 键 词:
- 橡胶制品 基础 工艺