橡胶加工工艺及配方
橡胶加工工艺及配方
链缠结 链扣
修正后的理想橡胶弹性方程(矛盾平衡)
ρRT
1ห้องสมุดไป่ตู้
2Mc
F=
(λ- )(1- )
Mc
λ2
M
比例于无 用的游离 末端数
热弹力（RT）：热弹力与绝对温度成正比，弹力由长链分子的热 运动产生
ρ 网状结构： （1－ 2Mc ） 说明弹力与有效分子
Mc
M
链数有关，与交联程度有关
1
变形（λ－
橡胶加工工艺及配方
2021年7月17日星期六
第一章 橡胶配方设计原理 第二章 特种橡胶制品 第三章 配方设计中的数学方法
第一章 橡胶配方设计原理
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
橡胶配方设计基本概念 橡胶配方设计的原则与程序 橡胶配方设计的组成与表示方法 配方设计与硫化胶物机性能关系 配方设计与胶料工艺性能间的关系
撕裂强度（KN/m)：试样单位厚度承 受的负荷。
分为起始型撕裂和延续型撕裂。
起始型撕裂：指在一定拉伸速度下， 试样直角部位被撕裂时的强度。
延续型撕裂：预先割好口的试样，被 撕裂时的强度。
有效弹性(E´) ：在拉力试验机上，将 试样拉伸到一定长度测定试样收缩时 恢复的功同伸长时所消耗的功之比。
老化性能：包括大气老化，臭氧老化， 热、光老化和湿热老化等。
一般是用老化后前物理机械性能变化 的比值来表征。如：
扯断强度老化系数是老化后与前的扯 断强度之比。扯断伸长率老化系数是 老化后与前的扯断伸长率之比。
第四节 配方设计与硫化胶物 机性能关系
一、定伸强度与硬度
测试给定伸 长的强度
哑铃型试片
品种，用量与含胶率有关。 2）确定硫化体系。根据生胶的类型和品种，硫化工艺及产品
橡胶生产工艺流程
橡胶生产工艺流程橡胶是一种重要的合成材料，广泛用于制作胶鞋、轮胎、橡胶管等产品。
橡胶的生产工艺流程经过多个步骤，包括橡胶原料的选取、橡胶混炼、硫化加工等。
本文将介绍橡胶的生产工艺流程及各个步骤的具体操作。
1. 橡胶原料的选取橡胶的生产以橡胶树的乳液为主要原料，通常在东南亚地区种植大量橡胶树以供橡胶生产。
橡胶原料的选取是橡胶生产的第一步，一般包括以下几个方面：•天然橡胶乳液：天然橡胶乳液是通过采集橡胶树的乳液得到的自然橡胶原料，是橡胶生产中最主要的原料之一。
•合成橡胶：除了天然橡胶外，合成橡胶也是橡胶生产中常用的原料。
合成橡胶通常是通过对石油化工产品进行聚合反应得到的合成材料，具有一定的优点和特性。
橡胶生产中的原料选取将直接影响橡胶制品的质量和性能，因此需要根据具体产品要求选取合适的原料。
2. 橡胶混炼橡胶混炼是橡胶生产中的重要环节，其主要目的是将橡胶原料与各种添加剂充分混合均匀，并对其进行加热、压缩等处理，以增强橡胶的流动性和可加工性。
橡胶混炼包括以下几个步骤：•橡胶预处理：将橡胶原料进行初步处理，如去除杂质、破碎、粉碎等。
•混合：将橡胶原料与添加剂进行均匀混合，在橡胶混炼机中进行搅拌、压缩等处理，使橡胶原料与添加剂充分融合。
•加工：对混合后的橡胶进行加热处理，使其达到一定的温度和粘度，以便后续成型。
橡胶混炼的质量和工艺控制对产品的质量和性能有着重要影响，因此需要进行严格的操作和管理。
3. 硫化加工硫化是橡胶生产中至关重要的工艺步骤，通过硫化可以使橡胶成品具有较好的强度、耐磨性和耐老化性能。
硫化加工包括以下几个步骤：•硫化剂添加：向经过混炼处理的橡胶中加入硫化剂，如硫化胶、过硫酸盐等，促进橡胶分子间的交联反应。
•硫化处理：将橡胶制品放入硫化罐中进行硫化处理，通常在高温高压下进行，使橡胶形成交联结构，提高其强度和耐磨性。
硫化加工是橡胶生产的关键环节，对产品的质量和性能具有重要的影响，需要进行严格控制和管理。
橡胶的工艺流程
橡胶的工艺流程橡胶是一种重要的工业原料，广泛应用于汽车制造、建筑、医疗器械等领域。
橡胶制品的生产过程经历了多道工艺流程，包括原料处理、混炼、成型、硫化等环节。
本文将详细介绍橡胶的工艺流程，让读者对橡胶制品的生产过程有更深入的了解。
一、原料处理。
橡胶的主要原料是天然橡胶和合成橡胶。
天然橡胶是从橡胶树中采集的乳液，经过加工制成橡胶块或片状。
合成橡胶是通过化学合成的方式制备而成。
在原料处理环节，首先需要对原料进行质量检验，确保原料符合生产要求。
然后对原料进行预处理，包括清洗、干燥等工序，以去除杂质和水分，为后续的混炼工艺做好准备。
二、混炼。
混炼是橡胶制品生产的关键环节，其目的是将橡胶与各种添加剂充分混合，以提高橡胶的加工性能和性能稳定性。
混炼过程中，需要将橡胶与填料、增塑剂、硫化剂、抗老化剂等添加剂按一定配方加入到混炼机中进行混合。
混炼机通过机械作用和热能作用，使各种添加剂均匀分散在橡胶中，形成均匀的橡胶混合料。
三、成型。
混炼后的橡胶混合料需要进行成型，以得到所需的橡胶制品。
成型过程根据不同的制品要求，可以采用压延、挤出、注塑等不同的成型方法。
在成型过程中，需要根据产品的形状和尺寸，选择合适的模具和成型设备，将橡胶混合料加工成所需的形状，如轮胎、密封圈、橡胶管等。
四、硫化。
硫化是橡胶制品生产中的重要工艺环节，通过硫化可以使橡胶获得良好的物理性能和耐热耐老化性能。
硫化过程是将成型后的橡胶制品放入硫化炉中，加热并加入硫化剂，使橡胶分子间发生交联反应，从而增强橡胶的强度和弹性。
硫化时间和温度根据不同的橡胶制品和硫化体系有所不同，需要根据实际情况进行调整。
五、检验与包装。
最后，经过硫化的橡胶制品需要进行质量检验，包括外观质量、尺寸精度、物理性能等方面的检测。
合格的橡胶制品经过检验后，将进行包装和存储，待出厂销售或使用。
总结，橡胶制品的生产过程经历了原料处理、混炼、成型、硫化等多道工艺流程，每道工艺环节都对最终产品的质量和性能有着重要的影响。
橡胶加工工艺及配方
橡胶加工工艺及配方一、橡胶加工工艺橡胶加工是指将天然橡胶或合成橡胶通过一系列的加工工艺转变为橡胶制品的过程。
橡胶加工包括混炼、成型、硫化、整形以及后续的后加工。
下面将逐一介绍这些工艺。
1.混炼：混炼是将橡胶与其他配合剂进行均匀混合的过程。
混炼的目的是将橡胶与填料、增塑剂、防老剂、硫化剂等配合剂充分混合，使其形成均匀的胶料。
混炼的方法有机械混炼和硫化混炼两种，其中硫化混炼可以在橡胶中添加硫化剂。
2.成型：成型是将混炼好的胶料加工成所需形状的过程。
成型的方法主要有挤出、压延、注塑和压力成型等。
其中挤出是将胶料挤出成带状或圆形截面的连续均匀条状物，压延是将胶料压成平板，注塑是将胶料注入模具中，压力成型是将胶料放入模具中加热压缩成型。
3.硫化：硫化是橡胶加工中最重要的工艺之一、硫化是通过加热胶料使之与硫化剂发生化学反应，形成交联结构，从而使橡胶具有弹性和耐热性能。
硫化的方法主要有自硫化和热硫化两种。
自硫化是在胶料中添加硫化剂，在室温下反应，需要较长时间。
热硫化是在高温下进行硫化反应，时间较短。
4.整形：整形是将硫化好的橡胶制品进行修整，使其形状和尺寸满足要求。
整形的方法主要有切割、修边、修磨和涂覆等。
5.后加工：后加工是在整形后对橡胶制品进行表面处理，以增加其外观和使用寿命。
后加工的方法主要有涂漆、磨光、抛光、喷漆等。
二、橡胶配方橡胶配方是指将橡胶与各种配合剂按一定比例混合，形成胶料的配方。
橡胶配方的配料包括橡胶本体、填充剂、增塑剂、硬化剂、防老剂、防护剂、促进剂等。
下面将介绍常用的橡胶配方。
1.橡胶本体：橡胶本体是指原料橡胶，可以是天然橡胶或合成橡胶。
常用的橡胶有天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶等。
2.填充剂：填充剂是指填充到橡胶中的无机或有机物质，可以改变橡胶的物理和机械性能。
常用的填充剂有炭黑、白炭黑、沉香末、沥青等。
3.增塑剂：增塑剂是指能增加橡胶柔软性和延展性的物质。
常用的增塑剂有塑化油、脂肪酸酯、酸酐和酯类增塑剂等。
橡胶制品是如何生产制作的？配方、工艺、设备基础介绍
橡胶制品是如何生产制作的？配方、工艺、设备基础介绍一、概论1.橡胶分子链几何形状大致分为三类：线型橡胶分子，支链型橡胶分子，网状橡胶分子。
2.胶料的组成可概括为五个体系，即生胶，硫化体系，增塑及软化体系，补强与填充体系，仿护体系。
3.橡胶制品生产的基本工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化六个基本工序。
★橡胶的流动性是整个加工过程中最重要的工艺特性。
★分子量较高且分布窄的橡胶，物理机械性能较好，但加工性较差。
★生胶分子量越低,生胶的可塑度越大.★生胶分子量分布越宽，在开炼机上混炼时包辊性越好。
二、橡胶配方设计（一）、生胶1.SBR是丁苯橡胶，BR是顺丁橡胶，EPDM是三元乙丙橡胶，CR是氯丁橡胶。
★合成丁苯橡胶的单体是丁二烯和苯乙烯，合成乙丙橡胶的单体是乙烯和丙烯丁腈橡胶和氟橡胶----------耐油性最好丁基橡胶----------------------气密性最好氟橡胶----------最佳耐热耐化学药品性三元乙丙橡胶---------------耐候性最好丁腈橡胶的耐油性、耐热性及机械强度随丙烯腈含量的增加而提高，而弹性和耐寒性却有所下降。
三元乙丙橡胶大分子主链不含双键，双键在侧链上。
主链为稳定的碳碳饱和键，受到老化因素的影响时，主链不易短链，因此三元乙丙橡胶具有优良的耐老化性能。
二元乙丙橡胶主链和侧链都不含双键，用过氧化物硫化后，形成稳定的碳碳饱和键，因此二元乙丙橡胶的耐老化性能比三元乙丙橡胶还好。
（二）、配合剂补强与填充剂1.炭黑的混炼性主要取决于炭黑的结构，粒径和表面化学性质。
★炭黑粒径减小，硫化胶硬度升高。
★炭黑结构越高，炭黑在胶料中的分散越容易。
增塑剂2.增塑剂应与橡胶具有良好的相溶性。
3.促进剂M可作天然胶的化学增塑剂（塑解剂）。
硫化与促进剂、活性剂4.在橡胶硫化中，凡能加快橡胶与硫化剂的交联作用，使硫化时间缩短的物质，都叫硫化促进剂。
5.按促进剂的活性可将其分为以下四类超促进剂，中超促进剂，中等促进剂，弱促进剂。
橡胶加工工艺—橡胶压出工艺(高分子成型课件)
二、橡胶的挤出（压出）工艺
（一）压出机工作原理及胶料的运动状态 3 物料在口型中的流动状体和挤出变形 胶料经机头进入口型后，由于口型形状不同及内表 面对物料流动的阻碍，物料流动速度也存在有与机 头类似的速度分布。中间流速大，越接近口型壁流 速越小 。 一般粘弹性的物料，从口型挤出后就不可避免地存 在松弛现象，即：胶条的长度会沿挤出方向缩短， 厚度沿垂直挤出方向增加（离模膨胀现象或称作挤 出变形现象）。挤出后的变形(收缩和膨胀)可以控制 在一定范围，但不可能完全消除。要求收缩率为 2~5%。 物料可塑性小、含胶率大，填充剂用量小，物料挤 出快，机头和口型温度低，膨胀和收缩率就大。
二、橡胶的挤出（压出）工艺
在挤出机（压出机）螺杆的挤压作用下，使受热 熔融的胶料通过具有一定断面形状的口型（口模） 而进行连续造型的工艺过程。
工艺特性： ① 半成品质地均匀致密。应用面广,成形速度快、工效高、成本低、有利 于自动化生产。 ② 设备占地面积小，重量轻，结构简单，造价低；能连续操作，生产能 力大。 ③ 口型模具结构简单、加工易、拆装方便、使用寿命长、易于保管和维 修。 常见制品： 胎面、内胎、胶管、电线、电缆护套、防水卷材及各种异型断面制品。
二、橡胶的挤出（压出）工艺
（一）压出机工作原理及胶料的运动状态
1 胶料在挤出机中的运动状态
加料段:加入的条状胶料，受到旋转螺杆的推挤作用形成连续的胶 团，并沿着螺槽的空间一边旋转，一边不断前进。 压缩段:加料段输送过来的松散胶团在压缩段被逐渐压实、软化， 并把夹带的空气向加料段排出。同时胶团间间隙缩小，密度增高， 进而粘在一起，再加上受到剪切和搅拌作用，因而胶团逐渐被加热 塑化形成连续的粘流体。 挤出段:在挤出段，压缩段输送过来的物料进一步塑化均匀，并输 送到机头和口模处挤出成型。
橡胶的工艺流程
橡胶的工艺流程（精品）2014-10-22橡胶技术网橡胶工艺流程开始1 综述橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料，橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。
橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程，通过各种加工手段，使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶，在加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化是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。
2 橡胶加工工艺2.1塑炼工艺生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。
生胶塑炼的目的是降低它的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。
掌握好适当的塑炼可塑度，对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。
在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。
随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现，有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。
在橡胶工业中，最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。
机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。
化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。
开炼机塑炼时温度一般在80℃以下，属于低温机械混炼方法。
密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120℃以上，甚至高达160-180℃，属于高温机械混炼。
生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。
几种胶的塑炼特性：天然橡胶用开炼机塑炼时，辊筒温度为30-40℃，时间约为15-20min；采用密炼机塑炼当温度达到120℃以上时，时间约为3-5min。
丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间，因此，丁苯橡胶也可不用塑炼，但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性顺丁橡胶具有冷流性，缺乏塑炼效果。
顺丁胶的门尼粘度较低，可不用塑炼。
氯丁橡胶得塑性大，塑炼前可薄通3-5次，薄通温度在30-40℃。
橡胶加工工艺流程
橡胶加工工艺流程
橡胶加工工艺是指将橡胶原料经过一系列的加工步骤，最终制成各种橡胶制品的过程。
下面是橡胶加工工艺的一般流程：
1. 橡胶混炼：首先将橡胶原料放入混炼机中进行混炼，目的是将橡胶与其他添加剂充分混合并使其成为一个均匀的胶料。
2. 压延：将混炼好的橡胶胶料放入压延机中进行压延，使其成为一定厚度的橡胶带.
3. 制模：将橡胶带放入模具中，通过压力和温度的作用，使其成型并固化。
制模的方式有多种，常见的有压热压缩法、注塑法等。
4. 硫化：将制好的橡胶制品放入硫化箱中进行硫化处理。
硫化是橡胶加工中非常重要的一步，通过加热和硫化剂的作用，使橡胶分子互相交联，增强其强度和抗老化性能。
5. 切割和修整：硫化后的橡胶制品经过切割和修整，使其形状更加精确。
6. 检验和测试：对制好的橡胶制品进行检验和测试，以确保其质量和性能符合要求。
主要包括外观检查、尺寸测量、物理性能测试等。
7. 包装和存储：将合格的橡胶制品进行包装，通常采用塑料袋或纸盒包装。
然后存放在干燥、通风的库房中。
以上是橡胶加工工艺的一般流程，不同的橡胶制品可能会有一些特殊的工艺步骤。
橡胶加工的过程中，需注意橡胶原料的质量、混炼工艺参数、硫化条件等。
只有严格控制每一个环节，才能制备出质量稳定、性能优越的橡胶制品。
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（5）软化增塑体系——改善胶料的加工性能，降低成本，提
高硫化胶料的耐寒性）。
（6）加工分散增粘等特种助剂体系：配方技术含量最高
橡胶配方设计
主要介绍橡胶配方设计的基础知识和通 用橡胶的配方设计原理
橡胶加工工艺
橡胶的塑炼机理及工艺方法， 橡胶的混炼原理、混炼工艺及质量问题， 橡胶的压延工艺， 橡胶的挤出工艺及口型设计， 橡胶的硫化工艺和硫化介质及硫化工艺的影响因素、
擦胶30~40；贴胶:40~50;压片50~60） 挤出性能 粘着性能（自粘性和互粘性）； 增粘助剂 硫化工艺 ：模压硫化；大型硫化罐（厚制品）；
连续硫化（挤出）；注压硫化（橡胶密封O型圈）
橡胶配方设计原理和工艺
配方设计定义
橡胶材料是生胶与多种配合剂构成的多相体系。橡 胶制品的性能取决于橡胶分子本身，以及各种配合剂 性质及它们之间的相互作用关系。 定义：根据产品的性能要求及工艺条件，合理选用原 材料，制订各种原材料的用量配比关系的设计方法。
硫化的质量问题。 混炼胶的常规检验项目和性能指标
输送带配方及加工工艺(SBR体系）
SBR：100 phr ZnO 10; SA:1; M:1 ; CZ:1; TT:1; S:1.0 A:2; D:2; 4010NA:1; wax:4(RD;DNP) 磷酸三苯酯：6（Mg(OH)2:30~50) Oil: 10 HAF: 40; CaCO3: 15 RS:3; RH: 2; silica:15; 分散助剂：1 合计：190
第 9周周三第四节课-09-10-28下午
橡胶原材料六大体系
（1）生胶——最重要的组成部分，决定了胶料的使用 性能、工艺性能和产品的成本。 （2）硫化体系——使橡胶大分子发生化学交联。 （3）填充补强体系——提供胶料的强度和降低成本 （4）防护体系——提高胶料的耐老化性能（耐臭氧、 耐热、阻燃、耐烧蚀等）。 （5）软化增塑体系——改善胶料的加工性能，降低 成本，提高硫化胶料的耐寒性）。 （6）加工分散增粘等特种助剂体系：配方技术含量 最高
橡胶加工工艺
加工工艺：
炼胶车间：塑炼； 密炼机混炼； 开炼机加硫磺； 出片
停放（性能测试）；
成型车间：返炼出片－－压延、贴胶复合；挤出； 半 成品准备；放；
硫化车间：硫化特性测试，硫化三要素 后处理：修饰、切割成型、包装
橡胶加工工艺性能
输送带配方及加工工艺（EPDM体系）
EPDM：100 phr ZnO 10; SA:1; MgO:3; ( DCP:6; S:0.5)
（M:2 ; ZDC:1; TT:1.5; S:2.5) D:2 Wax oil: 10~15 HAF: 50~60 RS:3; RH: 2; silica:15; 分散助剂：1 合计：190
数学方法的四节课内容由刘力教授主讲，时间安排在 第十一周和十二周（11-11~11-20）
第 9周周三第三节课-09-10-28
橡胶原材料六大体系
（1）生胶及骨架材料——最重要的组成部分，决定了胶料的
使用性能、工艺性能和产品的成本。橡胶工业手册第一部分
（2）硫化体系——使橡胶大分子发生化学交联。 （3）填充补强体系——提供胶料的强度和降低成本 （4）防护体系——提高胶料的耐老化性能（耐臭氧、耐热和
输送带配方及加工工艺（CR体系）
CR：100 phr (RFL) ZnO:5; SA:1~2; MgO:4; NA-22:0.5~1 4010NA:2~4 aromatic oil: 10~15(DOP;DBP) HAF: 40~50; BaSO4:10~20 RS:3; RH: 2; silica:15(HRH); 分散助剂：1 合计：190
原材料
聚合物 复合材料 配合剂
优选法
共混理论
配合剂化学
加工工艺原理
最优化技术 回归分析
实验设计
配方设计
橡胶配方设计的原则与程序
一、设计原则
➢ 使产品性能满足使用的要求或给定的指标。 ➢ 在保证满足使用性能或给定的指标情况下，尽量节约原材料和
降低成本，或者在不提高成本情况下提高质量。 ➢ 使胶料适合于混炼、压延、压出、硫化等工艺操作，以及有利
开炼机混炼工艺（填料分散性评价）； 测试样品的制备和平板硫化（硫化仪和门尼）； 混炼胶的测试项目；填料分散性；生胶强度；硫化特性；
门尼粘度；流变特性； 硫化橡胶的测试项目；硬度；拉伸力学性能；动态力学性
能
加工工艺性能
粘度 混炼特性；难以分散的填料，用混炼胶薄膜压片 包辊性：分子间作用力大的生胶品种；混炼胶强度 焦烧性；门尼焦烧—100degree 喷雾性：EPDM 100 S 1.5 TT 1.5 M 0.5 压延性能（包辊性、流动性、抗焦烧性、低收缩性，
于提高设备生产效率。 ➢ 要考虑产品各部位不同橡胶的整体配合，使各部件胶料在硫化
速度上和硫化性能上达到协调。例如，轮胎胎面胶和缓冲层、 帘布层间。 ➢ 保证质量前提下，尽可能简化配方。 ➢ 最终使橡胶的性能、成本和工艺可行性三方面取得综合平衡
配方设计决定着产品质量、成本和加工性能。
需掌握的知识
配方设计过程绝不是各种材料的简单搭配，而是在了解各种原理的基 础上，充分地发挥整个配方系统的协同效果，利用新技术得到最佳配比 关系。需有厚实的高物、高化、橡胶工艺原理知识，并良好运用。
形态结构
机械 流变 常规测试 仪器分析
加工性能
测试技术
高化 高物
橡胶加工工艺及配方
第 8 周周三第一 节课-09-10-21
本节课主要内容
目前弹性体模块毕业生所关心的几个问题 点名和交流以及对学生的要求 教师自我介绍以及弹性体中心简介 初步总结焦作风神轮胎公司实习 讲解本门课程设置的意义和所学主要内容 专题报告：橡胶科学的历史现状和未来
本门课程所授内容要点
第 8周周五第二 节课-09-10-23
第一部分 橡胶原材料六大体系 第二部分 橡胶配方设计 第三部分 橡胶加工工艺和硫化胶性能 第四部分 上述三部分之间的联系
配方设计中的数学方法
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
随机变量及其分布 数学期望及方差 假设检验 方差分析 试验数据回归分析 试验优化与设计