“高分子材料加工工藝學”之第七章橡膠的成型主講教師：張麗惠教授3/26/2025★概述★生膠和配合體系★生膠的塑煉★生膠的混煉★橡膠壓延工藝★橡膠壓出工藝★硫化工藝3/26/2025第一節概述一、橡膠的基本概念橡膠是高彈性的高分子材料，也稱彈性體。橡膠在較小的外力作用下能顯示出高度變形的能力，而在外力除去后，又能恢復原來的形狀。高彈性質是橡膠所獨有的。橡膠在變形較大時，又表現出黏性液體的性質，橡膠的黏彈特性，使它在緩沖、防震、減震、動態密封方面的作用是其它材料不可代替的。3/26/2025橡膠的缺點：橡膠除在小變形區域外（小于50%），沒有固定的楊氏模量，小變形范圍內的楊氏模量約為1.0N/mm2。橡膠的拉斷強度不高。橡膠分子鏈中存在雙鍵，所以橡膠容易老化。橡膠的加工過程：生膠的塑煉塑煉膠與各種配合劑的混煉成型膠料的硫化形成三維網狀結構3/26/2025二、橡膠的品質與加工性能有關的品質指標

1、可塑度(P)

反映生膠、塑煉膠和混煉膠可塑性的品質，是指試樣在外力作用下產生壓縮變形的能力和除去外力后保持變形的能力。

威廉氏可塑性計測量法—根據試樣在一定溫度(70℃)和一定負荷(5kg)作用下，經3min壓縮后其高度的變化，以及除去負荷后，在室溫下恢復3min的高度變化來表示。P=0，絕對彈性體P=1，絕對流體P值越大，塑煉膠的可塑性越好3/26/20252、門尼黏度根據試樣在一定溫度、時間和壓力下，在轉子和模腔之間變形時所受的扭力來確定膠料的可塑性。表示符號：門尼黏度值越大，膠料的可塑性越差(流動性能越差)3/26/20253、門尼焦燒時間

在一定溫度下(120℃)

，對膜腔內的膠料預熱1min后開動轉子，從試驗開始到膠料黏度下降到最小值后再上升5個或3個門尼值所對應的時間.混煉膠在硫化前的膠料停放、壓延、壓出、成型等各工序生產安全的控制指標4、焦燒時間和正硫化時間

用硫化儀(流變儀)測定。焦燒時間用T10或TS2表示，硫化儀扭矩上升到最大扭矩的10%所對應的時間。(膠料在模型中流動充模的時間）正硫化時間用T90表示，硫化儀扭矩上升到最大扭矩的90%所對應的時間。提高生產效率、確保產品的質量至關重要。3/26/2025第二節生膠和配合體系一、生膠生膠：指原料橡膠，即沒有經過配合和加工的橡膠。通用橡膠特種橡膠

天然橡膠合成橡膠

飽和橡膠不飽和橡膠非極性橡膠極性橡膠橡膠分類材料來源結構特點性能和用途3/26/2025二、生膠的特性

生膠是一種高彈性的材料，要經過塑煉、混煉、成型、硫化等一系列過程，才能獲得橡膠制品

橡膠的加工過程和其它聚合物一樣，都要涉及到膠料的流動性質。影響膠料的流動性質主要有黏度、彈性記憶效應、斷裂特性。橡膠在加工過程中，可以看做是黏度很高的液體，但是它又具有固體的性質，兼顧黏性和彈性的性質，即黏彈性。所以橡膠在加工過程中的流動行為不遵守牛頓黏度定律，其流變性是黏性效應和彈性效應同時作用的結果3/26/2025彈性記憶：所謂的彈性回復，是指生膠在加工過程中橡膠流動時表現出可以恢復的彈性形變。彈性記憶效應中很重要的參數為應力松弛時間。應力松弛時間很短，觀察時留存的形變已經不存在，彈性記憶很短；松弛時間很長，可回復形變很大，彈性記憶效應大。彈性記憶效應用壓出膨脹率表示。膨脹率越大，彈性效應越大。相對分子質量大的膠料，壓出膨脹率大。生膠斷裂特性生膠是個黏彈體，在受到外力作用的時候會發生彈性形變、黏性形變和塑性形變直到斷裂。3/26/2025三、橡膠的配合體系(一)橡膠的硫化體系

硫化是指線性橡膠大分子在化學或物理作用下，通過化學鍵的交聯，形成空間網狀結構，實質是把塑化的膠料變成高彈性的橡膠的過程。

硫化體系：硫化劑、硫化促進劑、硫化活性劑、防焦劑、抗硫化返原劑等。

1、硫化劑硫磺類硫化劑，一般用結晶型硫磺，酸具有延遲硫磺硫化的作用。有機過氧化物類硫化劑(-O-O-，過氧基)，過氧化二異丙苯，二叔丁基氧化物金屬氧化類硫化劑，ZnO,MgO※硫化3/26/2025

2、硫化促進劑

在橡膠硫化過程中，與硫化劑并用，可以縮短硫化時間，降低硫化溫度、減少硫化劑用量，并能提高橡膠的物理機械性能的一類橡膠配合劑，稱為硫化促進劑。二硫代氨基甲酸鹽類、秋蘭姆類、噻唑類、次磺酰胺類、胍類、硫脲類、黃原酸類、醛胺類。

3、硫化活性劑

也稱作活化劑、促進助劑。活性劑一般不直接參與橡膠與硫磺的反應，但是對化學交聯鍵的生成速度和數量有著重要影響。硬脂酸鋅，氧化鋅3/26/2025

4、防焦劑膠料的早期硫化現象，稱為焦燒

最常用的防焦劑有苯甲酸、鄰苯二甲酸、水楊酸、鄰苯二甲酸酐、N-亞硝基二苯胺等。加防焦劑的作用：延緩硫黃與橡膠的結合速度，從而延長焦燒時間。

3/26/20255.抗返原劑

二烯類橡膠硫化時會發生交聯鍵的斷裂和橡膠分子主鏈的化學改性，使硫化橡膠的物理性能變差，硫化返原加入抗返原劑的作用：通過在硫化后期形成新的交聯鍵，補償多硫鍵斷裂的損失。常用抗返原劑：

三羥甲基丙烷三丙烷酸酯（TMPTA）季戊四醇三丙烯酸酯3/26/2025※硫化體系作用機理1、無促進劑的硫磺硫化S8環在加熱的條件下，硫環裂解成雙基活性硫雙自由基可以奪取不飽和橡膠分子α-亞甲基上的氫原子。硫化生成RSx·多硫自由基，與橡膠生成橡膠硫醇，最后轉化成多硫交聯鍵3/26/2025多硫交聯鍵不穩定，易分解重排，所以硫化膠的耐熱性較差3/26/20252、含有促進劑的硫磺硫化S·促進劑自由基促進劑多硫自由基3/26/2025促進劑多硫自由基活性多硫側基的橡膠分子3/26/20253、含有促進劑、活性劑的硫化體系式中：X—各種常用促進劑的主要基團。中間活性化合物與橡膠作用，在橡膠分子鏈上生成含硫活性側基：

RH+XSSxZnSxSX→RSxSX+ZnS+XSxH鹽狀化合物多硫化多醇鹽化合物這些活性側基是橡膠分子的交聯前驅。3/26/2025(二)橡膠的補強填充體系提高硫化橡膠的拉斷強度、定伸強度、耐撕裂強度、耐磨性等物理機械性能的配合劑，稱為補強劑。補強劑親水性補強劑(碳酸鹽、陶土、氧化鋅，不被橡膠潤濕)疏水性補強劑(炭黑、白炭黑，表面性質與橡膠相似，容易被橡膠混煉）3/26/20251.炭黑的基本結構

碳原子組成六角形的網狀平面，與石墨的結構相似:石墨的結構模型半結晶性:結晶不完整或結晶程度低。3/26/20252.炭黑的化學組成

大部分為碳元素還包含有少量氧、氫、硫等元素以及其他雜質和水分等，含量因各種炭黑品種而異3.炭黑對橡膠的補強作用機理

炭黑的補強原因：炭黑通過化學吸附和物理吸附，和橡膠結合，形成結合橡膠，也稱作炭黑凝膠。3/26/2025炭黑的補強理論—Bueche的“分子鏈滑動”理論理論核心：橡膠大分子能在炭黑表面上滑動圖炭黑補強機理分子鏈滑動模型

在炭黑粒子表面的活性點與橡膠分子生成強固的化學鍵(化學吸附)，沿著炭黑粒子表面上滑動，但是不脫離炭黑，從而產生兩種補強效應：（1）分子鏈的滑動能吸收外力的沖擊，起緩沖作用；（2）使應力分布均勻。這兩種效應的結果使得橡膠的強度提高，抵抗破裂。3/26/2025a)原始狀態；b)拉伸時短分子鏈開始滑動；c)所有分子鏈滑動后完全伸張；d)回縮后分子鏈變為長度相等。導致每條鏈都承擔了相當的應力，即是應力分布均勻，因而提高了硫化膠的機械強度，炭黑粒子越小、比表面積越大，表面活性越大，補強效果學好。球狀粒子，補強效果最好炭黑結構性越高，補強效果好炭黑用量過大，補強效果反而下降，過多的炭黑相當于體系的稀釋劑3/26/2025(三)橡膠的防老體系橡膠老化外觀老化性能老化結構變化橡膠老化的原因熱氧老化光氧老化臭氧老化疲勞老化機械老化抗氧化劑、抗光敏劑、抗臭氧劑等3/26/2025第三節生膠的塑煉塑煉：具有強韌高彈性的生膠變成為柔軟可塑性的膠料的工藝過程。一、塑煉的目的和要求1.目的

使生膠獲得一定的可塑性，使之適合于混煉、壓延、擠出和成型等工藝操作。

2.要求

生膠的可塑性應適當，過大或過小都會導致混煉不均勻。生膠過度塑煉硫化膠的機械強度、彈性、耐磨性等性能

3/26/2025二、塑煉原理降低橡膠分子量是生膠獲得可塑性的最有效辦法，橡膠分子量的降低，實質就是使分子鏈斷裂。而分子鏈斷裂主要通過氧和機械力的作用。生膠的塑煉可以分為機械塑煉和氧化塑煉。1、機械塑煉(自由基鏈反應)橡膠分子受到煉膠機輥間剪切力的作用，大分子鏈在中間部位發生斷裂3/26/2025

分子鏈斷裂的概率與作用于分子鏈上的機械功成正比，而與膠料的溫度成反比。塑煉時分子量大的分子鏈首先被切斷，而分子量較小的分子鏈則不易被切斷。所以平均分子量下降到一定程度后即達到穩定。2、氧化塑煉

圖天然橡膠在不同介質中塑煉的效果在氧中進行塑煉時，橡膠的可塑性增加很快。3/26/2025氧化塑煉，因為氧化對相對分子質量最大和最小部分同樣起作用，所以不發生相對分子質量的變窄，而是相對分子質量分布曲線的平移。圖氧化塑煉相對分子質量的變化圖塑煉效率與溫度的關系低溫，隨著溫度的升高，塑煉效率降低；高溫，隨著溫度的升高，塑煉效率上升。低溫塑煉區，隨著溫度的升高，膠料變軟，分子鏈易滑動而難于被切斷，因而所受機械作用小，塑煉效果下降。在高溫塑煉區，由于氧的自動催化氧化作用，加快了氧化降解速率，塑化效果升高。塑煉過程中，無論是機械塑煉還是氧化塑煉，要加入化學塑解劑，強化氧化作用，促進分子鏈的斷裂，增加塑化效果3/26/2025三、塑煉方法1、準備工藝烘膠切膠和選膠破膠加熱軟化，便于切割，除去其中的水分和揮發性物質切成小塊，便于使用提高生產效率、保證質量及設備安全3/26/20252、塑煉工藝※開放式煉膠機塑煉工藝控制：

輥溫、輥距、輥速和速比，影響塑煉時的機械剪切力，從而影響塑煉效率。輥溫低、輥距小、輥速和速比高有利于提高塑煉效率。圖開煉機塑煉時間與天然橡膠可塑性的關系在10至15min內，塑煉膠的可塑性增加得較快，過了20min后，可塑性增加甚少。當需要取得較大的可塑性時，采用分段塑煉的方法。當采用塑解劑塑煉時，塑煉膠的可塑度隨時間的延長而呈直線增加3/26/2025※密閉式煉膠機塑煉屬于高溫條件下的塑煉:

140～160℃以氧化作用為主，機械力的作用為次。隨著塑煉時間的延長，橡膠的可塑性增加。

圖密煉機塑煉時間與橡膠可塑性的關系※螺桿塑煉機塑煉密煉機塑煉時必須嚴格控制排膠溫度和時間，否則容易發生過煉現象3/26/20253、塑煉后的補充工藝壓片或造粒冷卻與干燥停放質理檢驗8-10mm的規則膠片，便于存放、運輸、稱量浸涂或噴灑隔離劑，防止堆放過程中粘結停放4-8h以上才能供下道工序使用可塑度復合要求3/26/2025第四節膠料的混煉混煉：通過機械作用使可塑度復合要求的生膠與各種配合劑均勻地混合的過程。包含生膠與配合劑的混合、分散和產生結合等過程，又包含橡膠產生各種流動的過程。一、混煉的目的為了提高橡膠產品的使用性能，改進橡膠工藝性能和降低生產成本。

為保證半成品和產品的性能，必須對混煉膠的質量進行控制。3/26/2025二、配合劑的分散過程(自學）三、膠料的混煉性(1).生膠的斷裂特性可用形變指數θd和斷裂伸長比λb來表征：3/26/2025(2).生膠斷裂特性對生膠加工性能的影響生膠落在完全彈性線和完全塑性線之間。加工性能不好的生膠在虛線左邊，加工性能好的生膠在虛線的右邊。分子量分布寬的向左移；平均分子量大，支化程度高的向上移。

必須控制生膠的分子量、分子量分布和支化度，使得其θd和λb值稍大。

表征生膠加工性能的θd－λb圖1－分子量分布窄的溶聚丁苯橡膠和丁二烯橡膠2－分子量分布寬的溶聚丁苯橡膠和丁二烯橡膠3－低溫乳液聚合丁苯橡膠4－高溫乳液聚合丁苯橡膠3/26/2025四、膠料的包輥特性

隨輥筒溫度從低變高，生膠或膠料在開煉機輥筒間可出現四個界限分明的行為區域生膠在開煉機輥筒上的四種狀態1－橡膠不易進入輥縫2－緊包前輥3－脫輥成袋囊狀4－呈黏流包輥狀第1區：輥溫較低，膠彈性大、易滑動，難以通過兩輥間，以“彈性楔”的形式留在輥筒上，如強制壓入則生膠變成碎塊；第2區：膠料溫度升高，比第1區容易變形，可包在前輥上，既有塑性流動又有適當高的彈性變形，不易破裂，最適宜于煉膠操作，混煉分散好；第3區：溫度繼續升高，膠料流動性增加，膠帶強度下降而出現脫輥或破裂現象，無法進行煉膠操作。第4區：溫度最高，橡膠呈黏性流動黏在輥筒上，難以進行吃粉和翻煉操作3/26/2025混煉時輥溫的選擇：選擇適當的溫度使膠料處于包輥的第二區。但是橡膠的黏彈性不僅受溫度的影響，也受外力作用速度的影響。當切變速率增大時，對于橡膠的黏彈性來說，相當于降低了溫度，使膠料的強度和彈性提高，有利于實現彈性狀態的包輥。在實際操作中，當出現脫輥現象，除了降低輥溫，也可以減小輥距，加快轉速或提高速比的方法給與解決，使膠料重新包輥，進行混煉3/26/2025五、膠料的混煉工藝1.方法按使用設備分為兩種：(1)開放式煉膠機混煉(2)密煉機混煉3/26/2025※開放式煉膠機混煉膠料的包輥性只有在Tf—Tg之間某一溫度范圍內，膠料才有良好的包輥性裝膠容量不能太多、也不能太少輥距減小輥距，剪切速率大，剪切作用增強，有利于混合；輥距太小，導致膠料堆積，混煉效果降低，一般4-8mm為宜。2.工藝控制輥筒溫度一般控制在50-60℃范圍內，如果含有高熔點配合劑，輥溫的溫度要適當提高3/26/2025混煉時間輥筒溫度高和混煉時間長是等效的。在溫度較高的情況下，可以減小混煉時間，防止過煉現象。輥速和速比增大輥速和速比，對混煉效果的影響等同于輥距的減小，都會加快配合劑的分散，但是對橡膠的剪切作用也增強，易于產生過煉。加料順序用量小、作用大、難分散的配合劑先加；用量多、易分散的后加，對溫度敏感的配合劑后加。硫化劑和硫化促進劑分開加。3/26/2025※密煉機混煉裝膠容量通常取密閉室的60%~70%。上頂栓壓力上頂栓壓力在0.3~0.6MPa轉子轉數和混煉時間轉速增加一倍，混煉時間大約縮短30~50%，常用的轉速為40~60r/min。轉速太大，導致膠料黏度降低，機械剪切效果降低，不利于分散。混煉溫度一般排膠溫度低于130℃，溫度過高，還造成熱氧老化、橡膠的物理機械性能下降，即過煉。也會造成焦燒現象。加料順序生膠、活性劑、固體軟化劑、防老劑、普通促進劑、炭黑，液體軟化劑、硫磺和超速促進劑3/26/20253.混煉膠的補充加工與處理壓片與冷卻停放濾膠防止焦燒和自粘，浸涂或噴灑隔離劑，停放8-24h以上才能供下道工序使用以便除去雜質3/26/2025第五節橡膠壓延工藝

與塑料的壓延相同，壓延過程主要是通過兩個輥筒作用把膠料碾壓成具有一定厚度和寬度的膠片的過程。

膠料在輥縫所受到力情況與塑料的相同。壓延的推動力來自兩個方面，其一，輥筒旋轉拉力，由輥筒和膠料間的摩擦作用產生；其二，輥筒間隙對膠料的擠壓力，使膠料變形并推動前進。

為使膠料壓延順利進行，要求膠料具有良好的流動性。膠料的流動性一般用門尼黏度表示。門尼粘度小，流動性好，反之，流動性差。橡膠和塑料均屬于切力變稀流體，隨切變速率的增加黏度下降。3/26/2025

橡膠的壓延效應：壓延后的膠片會出現縱橫方向物理機械性能的差異。即在縱方向的拉伸強度大、伸長率小、收縮率大，而在橫向方向拉伸強度小、伸長率大、收縮率小。這種縱橫方向性能各異的現象叫壓延效應。

從加工角度看，盡可能消除壓延效應，否則半成品因縱橫方向收縮不一致，會導致半成品的變形，給操作帶來困難。從使用角度來看，要根據具體情況而定。3/26/2025主要設備：

壓延機。按輥筒數目分為雙輥、三輥、四輥壓延機。

壓延工藝按照按壓延物的類別分為☆膠片壓延

☆壓型☆織物的掛膠

壓延機型號的表示：XY-610-1730L610：輥筒外徑；1730：輥筒工作部分的長度；L：輥筒的排列方式3/26/2025一、膠片壓延工藝混煉膠粗煉細煉壓延第一臺開煉機第二臺開煉機壓延機輥溫40~45℃輥溫60~70℃預熱或熱煉進一步提高膠料中填料分散的均勻性使膠料柔軟，易于壓延3/26/2025膠片壓延示意(a)中、下輥間無積膠(b)中、下輥間有積膠(c)中、下輥間不積膠1－進料2－壓片出料3－積膠壓延工藝中下輥中不積膠下輥僅作冷卻用，溫度要低(b)中下輥中有積膠下輥和中輥溫度接近，或稍低些。適當的積膠可使膠片光滑，減少氣泡，而且膠片的致密性好，但會增大壓延效應。積膠不易太多，否則會帶入氣泡。不積膠適合天然橡膠，積膠適合丁苯橡膠3/26/20252.橡膠壓延機的主要技術參數(1)輥筒數目輥筒數目決定了膠料碾壓的次數。碾壓的次數與原材料的品種、制品品種及精度有關。一般膠料較硬，制品精度要求高，物料需要碾壓次數就多，則輥筒數目就多。四輥壓延機的壓延制品表面光潔度和尺寸精度得以提高。(2)膠料的預熱粗煉輥溫:40～45℃；細煉輥溫:60～70℃(3)輥溫

根據膠料性質而定。含膠率高的或者彈性大的膠料，輥溫應高些。3/26/2025

(4)膠料的可塑度

膠料的可塑度大，流動性好，易得到光滑的膠片。但太大易產生粘輥現象。可塑性小，收縮率大，表面不光滑。壓片膠料的威廉氏可塑度為0.25～0.35。(5)輥速

輥速應根據膠料的可塑度來定。對可塑度大的膠料，輥速可快些，生產能力大。(6)輥速比

輥筒間有一定的速比，有助于排除氣泡，但對膠片的光滑度不利。

在三輥壓延機中采用中、下輥等速，中、上輥低速比。3/26/2025二、壓型壓型是將膠料制成一定斷面形狀的半成品或表面有花紋的膠片。壓型工藝可以采用兩輥、三輥、四輥壓延機。其中一個或數個輥筒可有花紋1、壓型方法圖膠料壓型示意圖(a),(b)兩輥壓型(υ1=υ2)(c)三輥壓型(υ1≥υ2=υ3)(d)四輥壓型(υ2=υ3=υ4≤υ1）3/26/2025工藝控制：膠料可塑度：威廉氏可塑度為0.25～0.35。對混煉膠的可塑性、熱煉程度、返回膠摻用比例等要嚴格控制。可采用提高輥溫、降低輥速等辦法改善壓型膠片的質量。采用急速冷卻的辦法使花紋定型，使花紋清晰，防止變形。2.工藝主要技術

操作與膠片壓延相似。壓型時主要依靠膠料的流動性來造型，而不是考壓力。3/26/2025三、織物的掛膠

目的：使織物線與線、層與層之間互相緊密地貼合成一整體，共同承受外力的作用；掛膠后提高織物的彈性，防水性，以保證制品具有良好的使用性能。

方法：貼膠、壓力貼膠和擦膠。1.貼膠※工藝采用四輥壓延機(兩面一次貼膠)或三輥壓延機(單面一次貼膠)，也可采用兩臺三輥壓延機連續進行兩面貼膠。3/26/2025

圖貼膠示意(a)無積膠貼膠(υ2=υ3>υ1)(b)有積膠貼膠(υ2=υ3>υ1)(c)四輥兩面一次貼膠（υ2=υ3>υ1=υ4）1—紡織物進輥2—進料3—膠貼后出料4—積膠進行貼合的兩個輥筒的轉速相同；供膠的輥筒可等速，也可有一定速比，有一定速比有利于除去氣泡。3/26/2025圖簾布貼膠工藝過程貼膠的壓延機輥筒等速回轉，只有擠壓力，對織物的損傷小，但是膠料對織物的滲透性較差，附著力較低。3/26/20252.壓力貼膠

※工藝形式上與貼膠相同，其區別是在進行貼合的兩個輥筒之間有積膠。可利用積膠的壓力將膠料擠壓到布縫中去，從而提高布與膠的附著力。※工藝特點是貼膠法的一種改進方法。缺點：簾線受較大的張力，操作時容易產生劈縫、羅股、壓偏等毛病，留在織物表面的膠層比較薄。3/26/20253.擦膠※工藝利用壓延機輥筒轉速不同所產生的剪切力和輥筒的壓力，將膠料擠擦入織物的縫隙中，以提高膠料與織物的附著力。采用三輥或四輥壓延機，在三個輥筒上進行單面擦膠。工作輥筒的速比在1:1.3～1:1.5的范圍內。兩種方法：①中輥包膠法(包擦法、薄擦法）；②中輥不包膠法(又稱厚擦或光擦法)。

擦膠示意圖（a）中輥包膠（υ2>υ1=υ3）（b）中輥不包膠（υ2>υ1=υ3）1—紡織物進輥2—進料3—擦膠后出料3/26/2025※工藝控制膠料可塑度：0.4～0.5(天然橡膠貼膠)；0.5～0.6(天然橡膠擦膠)

。膠料要預熱，并且要求翻煉均勻，熱煉后膠料比壓延溫度低5～15℃。織物干燥良好，布面沒有油污、灰塵等。擦膠的壓延機輥筒之間有速比，既有擠壓力又有剪切力，膠料滲透性大，附著力強，但是對織物的損傷比較大。3/26/2025第六節橡膠壓出工藝

橡膠的擠出(壓出)在設備及加工原理方面與塑料的擠出基本相同。膠料在橡膠擠出機中，通過螺桿的旋轉，使其在螺桿和機筒筒壁之間受到強大的擠壓力，不斷向前段輸送，并借助口型擠出各種斷面的半成品，已達到初步造型的目的。※影響橡膠擠出操作的因素1．膠料的組成和性質

順丁橡膠的擠出性能接近天然橡膠；丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠和丁基橡膠擠出操作較困難。

3/26/20252．膠料中的含膠量

含膠量大時，擠出速度慢，收縮大，表面不光滑。在一定范圍內，隨膠料所含填充劑數量增加，擠出性能改善，但膠料硬度增大，擠出時生熱明顯。膠料中加軟化劑，可增大擠出速度，改善擠出物表面的光滑度。摻用再生膠的膠料，擠出速度較快。3．膠料的可塑性和生熱性能

膠料可塑性較大，擠出過程中內摩擦小，生熱低，不易焦燒；同時擠出速度較快，擠出物表面也較光滑。但可塑性大的擠出物容易變形走樣，尺寸穩定性差。3/26/2025

4．擠出機的特征

(1)螺桿的長徑比和螺槽深度應適量：長徑比為4～5.5螺紋深度約為螺桿外徑的18％～23％。(2)擠出機的大小要依據擠出物斷面的大小和厚薄來決定。(3)特殊性質的膠料對擠出機有特殊要求。5．擠出溫度

影響擠出操作的正常進行和半成品的質量。

采用口型處溫度最高，機頭次之，機身最低。3/26/20256．擠出速度受膠料的性質以及工藝條件等因素的影響。在擠出機正常擠出的情況下，應盡量保持一定的擠出速度。7．其他擠出物離開口型時須冷卻，減少焦燒，同時盡快穩定形狀，以免變形。3/26/2025※口型的合理設計當膠料離開口型后，由于出現壓出膨脹變形現象，壓出的半成品的幾何形狀與口型斷面的幾何形狀有所差異。因此根據膠料在壓出過程中的這種變形特征來設計合理的口型。3/26/2025第七節硫化工藝

硫化是指在一定溫度、時間和壓力下，混煉膠的線性大分子在化學或物理作用下，通過化學鍵的交聯，形成三維網狀結構的過程。硫化使橡膠的塑性降低，彈性增加，抵抗外力變形的能力大增加，并提高了其它物理和化學性能。一、硫化過程膠料性能的變化硫化過程中膠料性能變化1-拉伸強度2-定伸強度3-彈性4-伸長率5-硬度6-永久變形7-交聯度3/26/2025二、硫化歷程橡膠硫化過程中，其各種性能隨著硫化程度增加而變化。將與橡膠硫化程度呈正比的某些性能(如定伸強度)的變化與對應的硫化時間作曲線圖，即為硫化歷程。圖橡膠硫化歷程圖1、焦燒期(誘導期)硫化的起步階段，是指硫化開始前的延遲作用時間。焦燒時間由操作焦燒時間和剩余焦燒時間組成。操作焦燒時間由于熱積累效應所消耗掉的焦燒時間。剩余焦燒時間是指膠料在模型中加熱時保持流動的時間。操作焦燒時間長，剩余焦燒時間短，易發生焦燒。防止焦燒，縮短操作焦燒時間。3/26/20252、預硫階段是指膠料開始硫化，并隨著硫化的進行，橡膠的交聯程度逐漸增加。由于網狀結構的形成，其物理機械性能逐漸提高，但是還沒有達到預期的效果3、正硫階段也稱平坦硫化階段。在此階段，硫化膠的各項物理機械性能并非同一時都達到最高值，而是分別達到或接近最佳值，其綜合性能好。正硫化時間和正硫化溫度是很重要的參數。確定硫化時間一般采用拉伸強度達到最高值前一點的時間或強伸積(拉伸強度與伸長率的乘積)最高值。3/26/20254、過硫階段

橡膠的硫化過程中始終貫穿著交聯反應和熱斷鏈反應，只是在不同的時期兩種反應所占的位置不同。過硫階段就是氧化斷鏈占主要的地位，該現象稱為硫化返原現象。三、橡膠在硫化過程結構的變化圖膠料硫化前后結構的變化

硫化前的橡膠分子呈卷曲狀，大分子鏈處于自由運動狀態，大分子間以范德華力作用而聚集，在外力的作用下，大分子重心很容易發生位移，表現出較大的伸長變形和永久變形，即存在塑性流動。

硫化后，大分子鏈間形成交聯網，互相牽制，外力作用下大分子鏈重心不發生位移，外力撤去后，形變可以恢復，即具有高彈態。3/26/2025四、硫化條件的確定與調整

1、硫化溫度在選定硫化溫度時，要依據兼顧硫化膠的性能和生產效率的原則。具體是要考慮膠種、硫化體系、硫化工藝方法及產品結構等因素。（1）膠種天然橡膠:硫化溫度不宜高于160℃；丁苯橡膠、丁腈橡膠:硫化溫度高于150℃，但不高于190℃；氯丁橡膠和其他含鹵素的聚合物：硫化溫度不高于170℃；硅橡膠、氟橡膠：硫化溫度高于170℃。3/26/2025(2)硫化體系

常硫硫化體系配合的膠料：不宜采用高限的溫度；有效硫化體系配合的膠料：可采用較高的硫化溫度；以過氧化物為交聯劑的膠料：所加過氧化物半衰期為1min的溫度硫化。(3)硫化方法

裸硫化或無壓硫化：選用較低的硫化溫度或逐步升溫的硫化方式。采用注壓硫化：可以選用