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    熱塑性橡膠的加工

    發布日期:2019-06-28 15:53:45     瀏覽次數:3746

             (五)熱塑性橡膠的加工

            1、混合

            熱塑性橡膠即可用橡膠的混煉方法也可用壓出機和注壓機進行混合。故所用設備種類很多。從方法上可分做兩種,一是熔融混合法,二是干料混合法。

             熔融混合是采用開煉機或密煉機進行混煉。用開煉機時,混合溫度控制在100~150°C之間。與橡膠混煉相比,熱塑性橡膠(SBS型)混合周期短,動力消耗低,輥溫應有溫差以利膠料包熱輥。用密煉機加工混合時,混煉室溫度控制在150°C,燎膠時間約為4~5分鐘。此外,經過混合機預混的膠料也可用短機身壓出機進行熔融混合。

            干料混合法是將粉末狀的熱塑性橡膠與其他助劑先行制成能自由流動的均勻混合,然后加入粉末成型設備(如強力混合機等),經過熔融后定型,這種混合方法可低能量消耗。

            2、壓出

            壓出操作可用塑料加工用擠出機進行。一般用壓出工藝可制造膠管、薄片及其他各種不同斷面形狀的成品。壓出機應具有錐形、光滑的口型,深螺紋及低壓縮比。壓出溫采取遞增分布,其大致范圍是:

            加料口15~130°C(L為D的15-20倍)

            中段120~150°C

            末段130~170°C

            口型135~170°C

            3、摸壓

            熱望性橡膠的摸壓可在橡腦設備上進行操作,也可用塑料摸壓設備完成。但是用橡膠設備加二需注意的是:

            (1)膠料要預熱,溫度控制在90~100“C,(2)摸壓完成后要冷卻啟摸,應冷至40“C左右,以防制品變形和撕裂:(3)為防止粘摸,可涂灑硬脂酸鋅做脫摸劑。摸壓工藝的溫度不需太高,只要能完成熔融和定型過程即可。通常預熱為10分鐘左右,摸壓為5~7分鐘。

             另一種摸壓方法可采用熱塑性塑料的加工原理,即使用熱擠冷壓的方法進行,這種方法操作簡便,效果也很好。

            4、注壓

            注壓法在橡膠工業中應用,在1930年已有人進行試驗,但當時因橡膠硫化問題未得到很好解決,而未能在工業上投產。近十年來,由于采用高壓注壓后已解決了膠料的流問題,快速硫化系統也有新進展,加之注壓工藝有很多的優點:能提高勞動生產率降低成本,產品質量穩定均勻,可以簡化工序實行全自動操作等,因而發展很快。目前,世界各國用注壓法制造的產品主要是工業橡膠制品和鞋類。摸型制品如精密O形圈、金屬復膠制品、減震墊等各種類型的復雜部件,都能用注壓法生產。而制鞋工業中,采用注壓法生產已占有相當的比重。

            注壓法的缺點,一是注壓機及模具的生產投資較大,二是只適于大規模生產。

            橡膠的注壓成型與硫化是不可分割的,所以,在有的書籍中,把注壓法看做是一種工業硫化方法。

             (1)、注壓原理和過程

            橡膠注壓的基本原理跟塑料注射相似,以條狀或粒狀的混煉膠料喂入加料口中,通過預熱和增塑后,增加流動性,再借螺桿或柱塞的壓力,將膠料通過噴嘴而強行注入模型。當膠料在模型內硫化時,注射系統又在準備第二次注射動作。

            注壓工藝主要是根據橡膠的硫化過程而設計的,膠料在注壓過程中經歷了注射和研化兩個階段。

            在注射階段,要求膠料的粘度下降、流動性增加,以便于注射。這是一個牽涉到機械、配方、溫度、壓力等多方面的復雜的問題。當然對每一種膠料來說,要求也是不一樣的。此外希望在一定溫度下其粘度能持續一段時間。在注射以前,要求膠料在較低的溫度下具備最好流動性,以防止焦燒。為此,一般注壓機機筒的溫度控制在60~80°C。

            膠料通過澆口進入模型后,便開始熱壓硫化階段,膠料在此階段中通過交聯而變硬。由于噴嘴狹小,因此,膠料通過時產生摩擦熱,溫度可升到120°C以上。再經過短時間的持續,就有可能使制品在幾十秒鐘內完成硫化?,F代注壓機為了加速硫化過程采用電熱平板及172°~220°C高溫。在高溫硫化過程中,注壓工藝最大的優越性是制品內外部溫度的一致性。

             以160°C硫化溫度為例,橡膠在模壓硫化過程中,要經歷四個階段(見圖10-3),a一膠料定型并開始硫化階段,b一交聯度增加階段;C一制品在模型內停留一定時間交聯度達到最高階段,d一降解老化階段。因此,為了獲得最好的硫化性能,最理想的是當制品內外部膠料都在c階段(即交聯度最高階段)出模。


            但在模壓工藝中,由于橡膠導熱性差,內外膠層的溫度始終脫節,往往當外層膠口達到c階段的末尾時內層膠尚處在b階段(欠硫),而待內層膠進入c階段時,則外層膠己進入d階段(過硫)。所以,硫化時間難以縮短,生產量受到限制。
            注壓工藝的情形完全不同。膠料在機筒中通過塑化后,幾秒鐘內從室溫1升高到規定的塑化溫度2(圖10-4)。由于機筒的溫度基本保持不變,膠料的溫度在機筒中停留期間也保持不變(圖10-4中的2-3)。當膠料通過噴嘴而進入模型的瞬間(僅幾分之一秒)由于巨大的摩擦熱使膠溫驟升至點4。在很短時間內,它就進入交聯階段b,并差不多同時進入最佳硫化階段C中的5與5。因此在整個硫化周期中,僅經歷由3升至5與5的過程。而1~3是在注壓前的準備階段完成的。
            在加熱過程中,持續時間用儀表控制。電源直通平板內各電氣元件,使平板受熱而導給模型。
            綜上所述,整個注壓過程,無論采用立式或臥式注壓機,還是應用螺桿式或柱塞注壓機,都不外乎經過預熱、塑化、注射、硫化、出模幾個階段。
            1-2膠料在機筒內塑化預熱升溫階段
            2-3膠料儲積在機筒內的保溫階段
            3-4注射階段
            4-5膠制品內層吸熱升溫過程
            4-5”膠制品表面吸熱升溫過程。
            (2)SBS注壓工藝要點
             ①注壓宜選用螺桿注壓機,通過攪拌達到補充加工目的。注壓機LD比在12~25左右。
             ②注射壓力一般控制在300公斤/米左右。
             ③注射溫度,按進口段、壓縮段、注射段逐步增,在注射段溫度可在160-200℃范圍
             ④摸溫以30℃上下為適。在模具設計時,SBS的收縮率一般小于1%。
            ⑤注膠口尺寸,其直徑以接近3.5毫米為宜。進膠口的位置,對于鞋底來說,成開在鞋底的重心,或安放在眼部。在設計時需避免有尖銳的內角。