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热塑性橡胶的加工

发布日期:2019-06-28 15:53:45     浏览次数:777

         (五)热塑性橡胶的加工

        1、混合

        热塑性橡胶即可用橡胶的混炼方法也可用压出机和注压机进行混合。故所用设备种类很多。从方法上可分做两种,一是熔融混合法,二是干料混合法。

         熔融混合是采用开炼机或密炼机进行混炼。用开炼机时,混合温度控制在100~150°C之间。与橡胶混炼相比,热塑性橡胶(SBS型)混合周期短,动力消耗低,辊温应有温差以利胶料包热辊。用密炼机加工混合时,混炼室温度控制在150°C,燎胶时间约为4~5分钟。此外,经过混合机预混的胶料也可用短机身压出机进行熔融混合。

        干料混合法是将粉末状的热塑性橡胶与其他助剂先行制成能自由流动的均匀混合,然后加入粉末成型设备(如强力混合机等),经过熔融后定型,这种混合方法可低能量消耗。

        2、压出

        压出操作可用塑料加工用挤出机进行。一般用压出工艺可制造胶管、薄片及其他各种不同断面形状的成品。压出机应具有锥形、光滑的口型,深螺纹及低压缩比。压出温采取递增分布,其大致范围是:

        加料口15~130°C(L为D的15-20倍)

        中段120~150°C

        末段130~170°C

        口型135~170°C

        3、摸压

        热望性橡胶的摸压可在橡脑设备上进行操作,也可用塑料摸压设备完成。但是用橡胶设备加二需注意的是:

        (1)胶料要预热,温度控制在90~100“C,(2)摸压完成后要冷却启摸,应冷至40“C左右,以防制品变形和撕裂:(3)为防止粘摸,可涂洒硬脂酸锌做脱摸剂。摸压工艺的温度不需太高,只要能完成熔融和定型过程即可。通常预热为10分钟左右,摸压为5~7分钟。

         另一种摸压方法可采用热塑性塑料的加工原理,即使用热挤冷压的方法进行,这种方法操作简便,效果也很好。

        4、注压

        注压法在橡胶工业中应用,在1930年已有人进行试验,但当时因橡胶硫化问题未得到很好解决,而未能在工业上投产。近十年来,由于采用高压注压后已解决了胶料的流问题,快速硫化系统也有新进展,加之注压工艺有很多的优点:能提高劳动生产率降低成本,产品质量稳定均匀,可以简化工序实行全自动操作等,因而发展很快。目前,世界各国用注压法制造的产品主要是工业橡胶制品和鞋类。摸型制品如精密O形圈、金属复胶制品、减震垫等各种类型的复杂部件,都能用注压法生产。而制鞋工业中,采用注压法生产已占有相当的比重。

        注压法的缺点,一是注压机及模具的生产投资较大,二是只适于大规模生产。

        橡胶的注压成型与硫化是不可分割的,所以,在有的书籍中,把注压法看做是一种工业硫化方法。

         (1)、注压原理和过程

        橡胶注压的基本原理跟塑料注射相似,以条状或粒状的混炼胶料喂入加料口中,通过预热和增塑后,增加流动性,再借螺杆或柱塞的压力,将胶料通过喷嘴而强行注入模型。当胶料在模型内硫化时,注射系统又在准备第二次注射动作。

        注压工艺主要是根据橡胶的硫化过程而设计的,胶料在注压过程中经历了注射和研化两个阶段。

        在注射阶段,要求胶料的粘度下降、流动性增加,以便于注射。这是一个牵涉到机械、配方、温度、压力等多方面的复杂的问题。当然对每一种胶料来说,要求也是不一样的。此外希望在一定温度下其粘度能持续一段时间。在注射以前,要求胶料在较低的温度下具备最好流动性,以防止焦烧。为此,一般注压机机筒的温度控制在60~80°C。

        胶料通过浇口进入模型后,便开始热压硫化阶段,胶料在此阶段中通过交联而变硬。由于喷嘴狭小,因此,胶料通过时产生摩擦热,温度可升到120°C以上。再经过短时间的持续,就有可能使制品在几十秒钟内完成硫化。现代注压机为了加速硫化过程采用电热平板及172°~220°C高温。在高温硫化过程中,注压工艺最大的优越性是制品内外部温度的一致性。

         以160°C硫化温度为例,橡胶在模压硫化过程中,要经历四个阶段(见图10-3),a一胶料定型并开始硫化阶段,b一交联度增加阶段;C一制品在模型内停留一定时间交联度达到最高阶段,d一降解老化阶段。因此,为了获得最好的硫化性能,最理想的是当制品内外部胶料都在c阶段(即交联度最高阶段)出模。


        但在模压工艺中,由于橡胶导热性差,内外胶层的温度始终脱节,往往当外层胶口达到c阶段的末尾时内层胶尚处在b阶段(欠硫),而待内层胶进入c阶段时,则外层胶己进入d阶段(过硫)。所以,硫化时间难以缩短,生产量受到限制。
        注压工艺的情形完全不同。胶料在机筒中通过塑化后,几秒钟内从室温1升高到规定的塑化温度2(图10-4)。由于机筒的温度基本保持不变,胶料的温度在机筒中停留期间也保持不变(图10-4中的2-3)。当胶料通过喷嘴而进入模型的瞬间(仅几分之一秒)由于巨大的摩擦热使胶温骤升至点4。在很短时间内,它就进入交联阶段b,并差不多同时进入最佳硫化阶段C中的5与5。因此在整个硫化周期中,仅经历由3升至5与5的过程。而1~3是在注压前的准备阶段完成的。
        在加热过程中,持续时间用仪表控制。电源直通平板内各电气元件,使平板受热而导给模型。
        综上所述,整个注压过程,无论采用立式或卧式注压机,还是应用螺杆式或柱塞注压机,都不外乎经过预热、塑化、注射、硫化、出模几个阶段。
        1-2胶料在机筒内塑化预热升温阶段
        2-3胶料储积在机筒内的保温阶段
        3-4注射阶段
        4-5胶制品内层吸热升温过程
        4-5”胶制品表面吸热升温过程。
        (2)SBS注压工艺要点
         ①注压宜选用螺杆注压机,通过搅拌达到补充加工目的。注压机LD比在12~25左右。
         ②注射压力一般控制在300公斤/米左右。
         ③注射温度,按进口段、压缩段、注射段逐步增,在注射段温度可在160-200℃范围
         ④摸温以30℃上下为适。在模具设计时,SBS的收缩率一般小于1%。
        ⑤注胶口尺寸,其直径以接近3.5毫米为宜。进胶口的位置,对于鞋底来说,成开在鞋底的重心,或安放在眼部。在设计时需避免有尖锐的内角。

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