橡胶制品的生产工艺

橡胶制品的生产工艺

一、基本工艺流程

伴随现代工业尤其是化学工业的迅猛发展，橡胶制品种类繁多，但其生产工艺过程，却基本相同。以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺过程主要包括：原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→检验。

二、原材料准备

橡胶制品的主要材料有生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。其中生胶为基本材料；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；纤维材料（棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维）和金属材料（钢丝、铜丝）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，需要对某些材料进行加工：

生胶要在60--70℃烘房内烘软后，再切胶、破胶成小块；

块状配合剂如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎；

粉状配合剂若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去；

液态配合剂（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、混炼时旧不能分散均匀，硫化时产生气泡，从而影响产品质量；

三、塑炼

生胶富有弹性，缺乏加工时的必需性能（可塑性），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——配用硬质碳黑；

（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、橡胶制品的分类及其在汽车上的应用

橡胶制品应用广泛，品种也很多。按照用途来分，通常分为工业用和民用两大类。工业用橡胶制品主要有：轮胎、胶带、胶管、胶版、胶布及胶布制品、密封件、减振件、胶乳制品、硬质橡胶制品、橡胶绝缘制品、胶辊以及橡胶衬里等。