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軟質(zhì)橡膠簡(jiǎn)介
橡膠的硫化生橡膠中加入硫黃，在一定壓力下加熱，能增進(jìn)其彈性及耐磨性，并不容易受溫度的影響而變質(zhì)；對(duì)化學(xué)藥品的抗蝕性也增強(qiáng)，又不容易溶解于普通溶液中。這種用硫黃處理的手段稱(chēng)為硫化，硫化后的橡膠即稱(chēng)為軟質(zhì)橡膠（含硫2~5%）。此外，把肖氏硬度在30°以下以下的橡膠制品叫做軟質(zhì)橡膠制品，把肖氏硬度在10°以下的叫做特軟橡膠制品。可采用大量礦物油類(lèi)、油膏等軟化劑配合而制成軟質(zhì)橡膠制品。[1]
軟質(zhì)橡膠橡膠的硫化方法
橡膠的硫化方法很多，大別之有熱硫化法及冷硫化法二種：
軟質(zhì)橡膠熱硫化法
熱硫化法是將生橡膠與硫黃混合，硫黃含有量在3%左右。此外為了改善其硬度、機(jī)械強(qiáng)度、延伸性、耐磨性及耐陳老性等，尚須再添加適量的補(bǔ)強(qiáng)劑、增量劑、著色劑、硫化促進(jìn)劑、軟化劑等。混合均勻后，于135~145℃加熱，經(jīng)1~6小時(shí)之久，即完成硫化過(guò)程。硫化后橡膠的性質(zhì)，將因各種配合劑的多寡、硫化溫度及時(shí)間而異。近年來(lái)，由于新型硫化促進(jìn)劑的發(fā)明，可使硫化時(shí)間縮短至30~60分鐘即可。
軟質(zhì)橡膠冷硫化法
用氯化硫、二硫化碳、及苯等混合成的溶液，涂于生橡膠的表面上或?qū)⑸鹉z浸在這種溶液里，經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)，即可硫化。用這種方法硫化的橡膠，表層脆弱又容易陳老，一般用做絕緣電線(xiàn)的軟質(zhì)橡膠，不宜采用這種方法。[1]
軟質(zhì)橡膠軟質(zhì)橡膠的性質(zhì)
因配合劑及硫化法的不同，所制出的軟質(zhì)橡膠的性質(zhì)可以相差很多。下表所列為一種普通軟質(zhì)橡膠的性質(zhì)。
軟質(zhì)橡膠在常溫下不溶于各種溶劑中，但會(huì)引起橡膠體積的膨脹，特別對(duì)油類(lèi)溶劑，更較顯著，這是軟質(zhì)橡膠的一大缺點(diǎn)，軟質(zhì)橡膠在高溫加熱時(shí)，·也會(huì)分解以至于溶解。對(duì)溫度的變化與生橡膠相比更為遲鈍，熱至270℃始漸行分解。長(zhǎng)久受日光照射后，抗張強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率均減少。在空氣中年久也會(huì)漸次氧化變成樹(shù)脂類(lèi)的物質(zhì)。又軟橡膠中常有游離硫黃存在，游離硫黃遇氧及水分后，可以變成硫酸質(zhì)的東西，不僅會(huì)減低橡膠的絕緣性質(zhì)，而且會(huì)浸蝕與其接觸的物質(zhì)；在制造橡膠絕緣電線(xiàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別注意。[1]
軟質(zhì)橡膠橡膠制品工藝
一、基本工藝流程
橡膠制品種類(lèi)繁多，但生產(chǎn)工藝過(guò)程卻基本相同。以一般固體橡膠——生膠為原料的橡膠制品的基本工藝過(guò)程包括：塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化6個(gè)基本工序。當(dāng)然，原材料準(zhǔn)備、成品整理、檢驗(yàn)包裝等基本工序也少不了。 橡膠的加工工藝過(guò)程主要是解決塑性和彈性性能這個(gè)矛盾的過(guò)程。通過(guò)各種工藝手段，使得彈性的橡膠變成具有塑性的塑煉膠，再加入各種配合劑制成半成品，然后通過(guò)硫化使具有塑性的半成品又變成彈性高、物理機(jī)械性能好的橡膠制品。
二、原材料準(zhǔn)備
1.橡膠制品的主要原料是以生膠為基本材料，而生膠就是生長(zhǎng)在熱帶，亞熱帶的橡膠樹(shù)上通過(guò)人工割開(kāi)樹(shù)皮收集而來(lái)。
2.各種配合劑，是為了改善橡膠制品的某些性能而加入的輔助材料。
3.纖維材料有（棉、麻、毛及各種人造纖維、合成纖維和金屬材料、鋼絲）是作為橡膠制品的骨架材料，以增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度、限制制品變型。 在原材料準(zhǔn)備過(guò)程中配料必須按照配方稱(chēng)量準(zhǔn)確。為了使生膠和配合劑能相互均勻混合，需要對(duì)材料進(jìn)行加工。 生膠要在60--70℃烘房?jī)?nèi)烘軟后再切膠、破膠成小塊，配合劑有塊狀的。如石蠟、硬脂酸、松香等要粉碎。 粉狀的若含有機(jī)械雜質(zhì)或粗粒時(shí)需要篩選除去液態(tài)的如松焦油、古馬隆需要加熱、熔化、蒸發(fā)水分、過(guò)濾雜質(zhì), 配合劑要進(jìn)行干燥不然容易結(jié)塊、混煉時(shí)若不能分散均勻硫化時(shí)產(chǎn)生氣泡會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量
三、塑煉
生膠富有彈性,缺乏加工時(shí)必需的可塑性性能,因此不便于加工。為了提高其可塑性,所以要對(duì)生膠進(jìn)行塑煉,這樣在混煉時(shí)配合劑就容易均勻分散在生膠中,同時(shí)在壓延、成型過(guò)程中也有助于提高膠料的滲透性滲入纖維織品內(nèi)和成型流動(dòng)性。 將生膠的長(zhǎng)鏈分子降解形成可塑性的過(guò)程叫做塑煉。 生膠塑煉的方法有機(jī)械塑煉和熱塑煉兩種。機(jī)械塑煉是在不太高的溫度下通過(guò)塑煉機(jī)的機(jī)械擠壓和摩擦力的作用使長(zhǎng)鏈橡膠分子降解變短由高彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)。熱塑煉是向生膠中通入灼熱的壓縮空氣在熱和氧的作用下使長(zhǎng)鏈分子降解變短從而獲得可塑性。
四、混煉
為了適應(yīng)各種不同的使用條件、獲得各種不同的性能,也為了提高橡膠制品的性能和降低成本必須在生膠中加入不同的配合劑。 混煉就是將塑煉后的生膠與配合劑混合、放在煉膠機(jī)中通過(guò)機(jī)械拌合作用使配合劑、均勻地分散在生膠中的一種過(guò)程。 混煉是橡膠制品生產(chǎn)過(guò)程中的一道重要工序,如果混合不均勻就不能充分發(fā)揮橡膠和配合劑的作用影響產(chǎn)品的使用性能。混煉后得到的膠料人們稱(chēng)為混煉膠它是制造各種橡膠制品的半成品材料,俗稱(chēng)膠料通常均作為商品出售購(gòu)買(mǎi)者可利用膠料直接加工成型、硫化制成所需要的橡膠制品。根據(jù)配方的不同?混煉膠有一系列性能各異的不同牌號(hào)和品種?提供選擇。
五、成型
在橡膠制品的生產(chǎn)過(guò)程中利用壓延機(jī)或壓出機(jī)預(yù)先制成形狀各式各樣、尺寸各不相同的工藝過(guò)程?稱(chēng)之為成型。成型的方法有
1.壓延成型
適用于制造簡(jiǎn)單的片狀、板狀制品。它是將混煉膠通過(guò)壓延機(jī)壓制成一定形狀、一定尺寸的膠片的方法叫壓延成型。 有些橡膠制品?如輪胎、膠布、膠管等所用紡織纖維材料必須涂上一層薄膠在纖維上涂膠也叫貼膠或擦膠??涂膠工序一般也在壓延機(jī)上完成。纖維材料在壓延前需要進(jìn)行烘干和浸膠烘干的目的是為了減少纖維材料的含水量以免水分蒸發(fā)起泡?和提高纖維材料的溫度以保證壓延工藝的質(zhì)量。浸膠是掛膠前的必要工序目的是為了提高纖維材料與膠料的結(jié)合性能。
2.壓出成型
用于較為復(fù)雜的橡膠制品?象輪胎胎面、膠管、金屬絲表面覆膠需要用壓出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混煉膠放入到擠壓機(jī)的料斗內(nèi)在螺桿的擠壓下通過(guò)各種各樣的口型也叫樣板進(jìn)行連續(xù)造型的一種方法。壓出之前膠料必須進(jìn)行預(yù)熱使膠料柔軟、易于擠出從而得到表面光滑、尺寸準(zhǔn)確的橡膠制品。
3.模壓成型
也可以用模壓方法來(lái)制造某些形狀復(fù)雜如皮碗、密封圈的橡膠制品?借助成型的陰、陽(yáng)模具將膠料放置在模具中加熱成型。
六、硫化
把塑性橡膠轉(zhuǎn)化為彈性橡膠的過(guò)程叫做硫化它是將一定量的硫化劑如硫磺、硫化促進(jìn)劑等加入到由生膠制成的半成品中在硫化罐中進(jìn)行在規(guī)定的溫度下加熱、保溫使生膠的線(xiàn)性分子間通過(guò)生成“硫橋”而相互交聯(lián)成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)從而使塑性的膠料變成具有高彈性的硫化膠。由于交聯(lián)鍵主要是由硫磺組成所以稱(chēng)為“硫化”。隨著合成橡膠的迅速發(fā)展現(xiàn)在硫化劑的品種很多除硫磺外還有有機(jī)多硫化物、過(guò)氧化物、金屬氧化物等。因此凡是能使線(xiàn)狀結(jié)構(gòu)的塑性橡膠轉(zhuǎn)化為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性橡膠的工藝過(guò)程都叫硫化凡能在橡膠材料中起“搭橋”作用的物質(zhì)都稱(chēng)為“硫化劑”。 硫化后的彈性橡膠叫硫化橡膠又叫軟橡膠俗稱(chēng)“橡膠”。 硫化是橡膠加工的一個(gè)重要的工藝過(guò)程各種橡膠制品必須經(jīng)過(guò)硫化來(lái)獲得理想的使用性能。未經(jīng)硫化的橡膠在使用上是沒(méi)有什么使用價(jià)值的,但欠硫硫化程度不夠?硫化時(shí)間不夠未能達(dá)到狀態(tài)和過(guò)硫硫化時(shí)間超過(guò)、性能顯著下降都使橡膠性能下降。所以生產(chǎn)過(guò)程中一定要嚴(yán)格控制硫化時(shí)間?以保證硫化后的橡膠制品具有使用性能和最長(zhǎng)久的使用壽命。
七、輔助措施
為了達(dá)到使用性能還應(yīng)在生產(chǎn)工藝中增加輔助措施
1.增加強(qiáng)度——配用硬質(zhì)碳黑摻用酚醛樹(shù)脂
2.增加耐磨性——配用硬質(zhì)炭黑
3.氣密性要求高——少用揮發(fā)性高的組分
4.增加耐熱性——采用新的硫化工藝
5.增加耐寒性——通過(guò)生膠的解枝鑲嵌?降低結(jié)晶傾向?使用耐低溫 的增塑劑
6.增加耐燃性——不用易燃助劑、少用軟化劑、使用阻燃劑如三氧化銻
7.增加耐氧性、耐臭氧性——采用對(duì)二胺類(lèi)防護(hù)劑
8.提高電絕緣性——配用高結(jié)構(gòu)填充劑或金屬粉配用抗靜電劑
9.提高磁性——采用鍶鐵氧粉鋁鎳鐵粉鐵鋇粉等作填充劑
10.提高耐水性——采用氧化鉛或樹(shù)脂硫化體系配用吸水性較低的填充劑如、陶土
11.提高耐油性——充分交聯(lián)、少用增塑劑
12.提高耐酸堿度——多用填充劑
13.提高高真空性——配用揮發(fā)性小的添加劑
14.降低硬度——大量填充軟化劑。
八、橡膠制品硫化的有關(guān)問(wèn)題
1.橡膠制品硫化時(shí)產(chǎn)生哪些有毒氣體? 橡膠的硫化過(guò)程中采用烘箱半封閉式硫化有的橡膠會(huì)有微量的有毒氣體排出能聞到很重的橡膠味。比如一氧化硫、二氧化硫 、三氧化硫、硫化氫氣體雖劇毒的東西基本上沒(méi)有但對(duì)人體肯定有害有的產(chǎn)品硫化會(huì)產(chǎn)生致癌的東西或者本身硫化前的橡膠就有致癌成分少接觸為好。 橡膠硫化所采用的有機(jī)試劑或多或少對(duì)人體都是有害的。如二等
2. 一般橡膠的硫化溫度是多少一般為115度到180度看什么橡膠品種而定。而200度的溫度則為高溫硫化。
3.二氧化硫的危害有哪些？危險(xiǎn)性類(lèi)別--三星級(jí) 侵入途徑通過(guò)呼吸系統(tǒng)，健康危害易被濕潤(rùn)的粘膜表面吸收生成亞硫酸、硫酸。對(duì)眼及呼吸道粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息。急性中毒輕度中毒時(shí)發(fā)生流淚、畏光、咳嗽咽、喉灼痛等嚴(yán)重中毒可在數(shù)小時(shí)內(nèi)發(fā)生肺水腫濃度吸入可引起反射性聲門(mén)痙攣而致窒息。皮膚或眼接觸發(fā)生炎癥或灼傷。慢性影響長(zhǎng)期低濃度接觸可有頭痛、頭昏、乏力等全身癥狀以及慢性鼻炎、咽喉炎、支氣管炎、嗅覺(jué)及味覺(jué)減退等。 環(huán)境危害 對(duì)大氣可造成嚴(yán)重污染。
參考資料
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