第9章压延及压出资料课件.ppt

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1、,第十三章 压延,压延指将混炼胶在压延设备上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程。,压片压延 贴合 压型 挂胶（贴胶、擦胶）,主要是通过两个辊筒的辗压作用使胶料压延成具有一定厚度和宽度的胶片的过程。,1.胶料在辊缝中的受力状态,2.胶料在辊缝中的流动状态,总压力,横压力,第一节 压延原理,一、压延过程,二、橡胶粘弹性在压延中的效应,AB段：链段弹性回复（瞬时弹性变形）BC段：链段与分子链粘弹性部分回复（粘弹性变形）CD段：分子链粘性不能回复（粘性流动）当在t1时解除外力作用，则胶料进行回复,1.橡胶的两种性质,粘性：具有流动性，随时间增大，可以造型（成型）产生永久变形，不可恢复。弹性：

2、可回复的变形，不能造型。,弹性形变的发展和回复都具有松弛特性,DE（瞬时弹性回复）,EF（粘弹性回复）,FG（热弹性剩余回复）,GH为永久变形,F处加热,2.m最大松弛时间表示胶料从弹性变形转为粘性流动所需要的时间 。,3.影响m的因素,(1)胶料的性质 门尼粘度；分子量大小；配方的组成；胶的种类。,(2)工艺条件,辊速 辊速慢，相对说降低了m,温度 温度高，m变短,4.m对压延质量的影响,一般来说m大，回复慢，收缩大（相当于T低，辊速高）；m小，回复快，收缩小（相当于T高，辊速低）胶料质量好。,1.什么叫压延效应？ 压延后的胶片半成品中，有时会出现一种纵横方向物理机械性能差异的现象，即沿着压

3、延方向的拉伸强度大、伸长率小、收缩率大，而沿着垂直于压延方向的拉伸强度小、伸长率大、收缩率小。这种纵横方向性能差异的现象叫压延效应。,2.产生原因,3.消除办法,4.利弊,三、压延效应,橡胶分子及针状或片状的填料粒子，经压延后产生了取向排列。,橡胶分子链的取向：取向后不易恢复到原来的 自由状态。 粒子效应：主要是由于选用了各向异性的填料。,避免使用各向异性填料，而选用等向性填料。,对于橡胶分子链取向产生的压延效应，可用提高压延温度，增加分子链的活动能量，加快其运动。,第二节 压延设备,一、压延机,1.按用途分压片压延机;擦胶压延机;通用（万能）压延机;压型压延机;钢丝压延机,2.按辊筒排列形式

4、分 I型（直线型）、型、 型（倒L型）、L型、 Z型、S型,由于压延时，辊筒在胶料横压力作用下会产生轴向的弹性弯曲变形。其程度大小用辊筒轴线中央处偏离原来水平位置的距离表示，称为辊筒的挠度。 挠度的产生会使胶片出现中间厚两边薄的现象，从而影响压延质量。,凹凸系数法图（1）（2）,轴交叉法图（3）,反弯曲法（预负荷法）图（4）,挠度补偿措施,3.辊筒挠度的影响及其补偿,4.型号表示 如XY41730， XY橡胶用压延机 ；44个辊筒排列为型 1730辊筒工作部分长度，mm,二、压延联动装置,第三节 压延前的准备工艺,一、胶料的热炼（预热）,其目的是进一步提高胶料中填料分散的均匀性和热可塑性。,分

5、为两个步骤：粗炼：低温薄通，使胶料变软且均匀。细炼：辊距较大，辊温较高，提高胶料温 度，获均匀较大的热可塑性。,二、压延胶料的可塑度范围,压延方法 胶料的可塑度范围擦胶 0.450.65贴胶 0.350.55压片 0.250.35压型 0.250.35,项目 辊距/mm 辊温/ 过辊次数/次 粗炼 25 4045 78 细炼 710 6070 67 速比:1:1.171.28四、纺织物烘干,三、热炼的工艺,压延前采用干燥机将织物烘干（含水率控制1%2%）以减少纺织物的含水量和提高纺织物的温度，保证压延质量。,第四节 压延工艺,一、压片,压片是指将热炼好的胶料用压延机在辊速相等的情况下，压制成有

6、一定厚度和宽度的胶片。,1.工艺方法（1）中下辊不积胶（2）中下辊积胶（3）四辊压延机压片,（1）辊温 辊温影响胶料的流动性能及包辊性能 。（2）可塑度 可塑度影响压延时胶料的流动性。（3）辊速及速比 影响生产效率及胶片的质量,3.胶片的冷却与卷取,冷却目的是防止胶片产生自硫，使胶片恢复变形，收缩一致。,冷却方法：水槽冷却；敷粉卷取； 自然冷却；冷却鼓冷却 。,2.工艺条件,二、贴合,贴合工艺方法：,贴合是通过压延机将两层薄胶片贴合成一层胶片的作业。,二辊压延机贴合,三辊压延机贴合,四辊压延机贴合,三、压型,压型是将胶料压制成一定断面形状的半成品或表面有花纹的胶片。,压型工艺要求规格准确，花纹

7、清晰，胶料密致，故要求胶料收缩变形率小及配方中含胶率不宜过高。,压型工艺方法,四、纺织物挂胶（贴胶、擦胶）,纺织物挂胶是使纺织物通过压延机辊筒间隙，使其表面挂上一层薄胶，制成挂胶帘布或挂胶帆布，作为橡胶制品的骨架层。,1.挂胶目的,（1）使纺织物线与线、层与层之间紧密地合成一整体，共同承担外力的作用 。,（2）增加纺织材料的弹性、防水性。,（3）增加成型粘性。,（4）起防护纺织材料的作用。,2.挂胶方法,贴胶工艺：,（1）贴胶,（2）压力贴胶,贴胶是利用压延机上转速相同辊筒的压力将一定厚度的胶片贴于纺织物上。,进行贴合的两辊筒之间有积胶，利用积胶的压力将胶料挤压到布缝中去。,（a）三辊机贴胶（

8、2=3 1）（b）三辊机压力贴胶（2=3 1）（c）四辊机两面贴胶（2=3 1=4 ）,（3）擦胶,擦胶是利用辊速不同所产生的剪切力和辊筒的压力，将胶料挤擦入纺织物的缝隙中，以提高胶料与纺织物的附着力。 擦胶只能处理帆布，不能处理帘布。,中辊包胶法（薄擦或包擦）,中辊不包胶法（厚擦或光擦）,纺织物擦胶（2 1=3 ）示意图（a）包擦法；（b）光擦法,3.挂胶工艺条件,（1）胶料的可塑度 为了保证胶料对布孔的充分渗透，胶料要有较高的可塑度（比压片胶料大）。,（2）辊温 辊温控制比压片时高,以增大胶料的流动性及胶料与纺织物间的附着力 。,（3）辊速 考虑胶与布的结合 。辊速应依胶料的可塑度而定，可

9、塑度大，辊速可快些，可塑度小，则辊速慢。,（4）辊距 辊距的大小决定压延时胶片的厚度及纺织物能否顺利通过。辊距依胶料的可塑度以及压延速度调节。,五、配方设计考虑的因素,压延胶料的共同要求,配方设计时所考虑的因素,1.生胶类型NR、BR、CR、SBR、NBR、IIR,2.含胶率低些,加填料 ；加再生胶 ；加软化剂,3.硫化体系,胶料的包辊性、流动性适当；,胶面应光滑，收缩变形小；,胶层无气泡；,焦烧危险性小。,六、压延工艺的质量问题及改进,压延工艺质量问题及改进措施,压延工艺质量问题及改进措,压延工艺质量问题及改进措,本章作业及思考题：1.什么叫压延效应？它对制品的性能有何影响？如何能消除之。2

10、.什么叫压延？它包括有哪些作业？3.什么叫挂胶，画出其示意图？,一、挤出作业二、挤出与压延的比较,第十四章 压出（挤出）,挤出是使胶料通过挤出机连续地制成各种不同形状半成品的工艺过程。,挤出机具有如下优点：,补充混炼和热炼作用，使胶料质量更致密，更均匀。,适用面广，可压出各种尺寸、断面形状半成品。,设备占地面积小，重量轻，结构简单，造价低， 灵活机动性大。,第一节 挤出机,挤出机由螺杆、机身、机头（包括口型和芯型）、机架和传动装置等部件组成。,一、螺杆,螺杆种类：按螺纹分：单头、双头、三头按螺距分：等距收敛式和复合 螺纹等按螺杆外形分：圆柱形、 圆锥形,螺杆的主要参数1.压缩比 指螺杆出料端的

11、螺槽容积与进料端螺槽容积的比值 。 压缩比一般为1：1.31：1.8 。2.长径比L/D 指螺杆工作部分的长度与外直径的比值 。 L/D=45.5（热）； L/D=816（冷）,三、机头与口型,1.机头直向形机头 如圆筒形、喇叭形 T形、Y形,2.口型,型号表示：XJ-200,二、机身(机筒),压出实心及片状半成品的口型,压出中空半成品的口型 由口型、芯型和芯型支座构成 。,机筒为中空圆筒,为了及时散发和提供热量,机筒备有夹套,可通入冷却水和蒸汽。,第二节 挤出原理,一、胶料的挤出过程,二、挤出膨胀、收缩,1.挤出膨胀 指胶料在压力下从口型挤出后，挤出物直径（或断面尺寸）比口型直径（或断面尺寸

12、）增大的现象。,膨胀比为挤出物的直径或断面有关部位尺寸与口型相应的尺寸之比值 。,2.收缩 指压出后的半成品，在停放过程中发生厚度增加，长度和宽度变小的现象。要求收缩率为25%,3.影响因素,（1）胶料本身的性质,a.生胶种类 ；b.配方中含胶率 ；c.可塑度,（2）工艺,a.胶料在口型中停留的时间；,b.挤出温度；,c.半成品规格；,d.压出方法,4.口型设计的主要参数,（1）膨胀比B B=（D/D0）100%其中，D压出物直径（或断面尺寸）， cm D0口型直径（或断面尺寸），cm,（2）几何形状复杂的各部位B不同,（3）压出胶料有断面变形的特点中间大，边缘小,第三节 挤出工艺,热炼,挤出

13、,冷却,裁断或卷取,一、胶料热炼的要点,二、挤出操作,预热机台,供胶,调节口型位置,检查半成品质量,调控机台温度及挤出速度,热炼目的：进一步提高混炼胶的均匀性和热塑性，使胶料易于挤出，得到合格半成品。,热炼包括粗炼和细炼,三、工艺条件,1.可塑度P P=0.250.4同一部件，橡胶不同，对P的要求不同。,2.机台温度,3.挤出速度 挤出速度以单位时间内的挤出长度（或重量）来表示。挤出速度要与输送带的接取速度一致。一般V=320m/min,口型处最高，机头次之，机筒最低。 其目的是使挤出半成品表面光滑、挤出过程顺利和减小膨胀率。,四、冷却、裁断、称量和卷取,1.冷却,冷却目的：,2.裁断,按一定

14、长度或重量进行裁切,3.卷取,a.手工盘接 如实心胶条、纯胶管、小口 径胶管内 外层胶压出等 。 b.机械绕盘,防止半成品在停放时产生自硫。,降低挤出物的热塑性和流动性，使形状尽快 稳定，防止变形。,冷却方法：水槽冷却和喷淋冷却,1.挤出胶料的一般要求水分及挥发物含量尽可能低，以免产生气孔。无外来杂质颗粒，以免造成破裂。胶料宜有较小的弹性变形，以保证制品尺寸稳 定。有足够长的门尼焦烧时间，防止挤出过程产生 自硫。有一定自润滑性，发热量低。胶料要保持一定的挺性，防止停放变形。,五、配方设计措施,2.挤出胶料的一般配合原则含胶率 含胶率应低些，一般为3050% 。配用再生胶和油膏可降低收缩率，加快

15、压出速度 。配用炭黑、碳酸镁、油膏等可减少停放变形。选用润滑性的软化剂，能增大压出速度并使制品外表光滑 ；粘性软化剂不宜使用。,二、冷喂料压出工艺 螺杆挤出机用于橡胶加工已有100多年的历史。早期的挤出机螺杆较短，且喂料必须经热炼机预热，因此通常将这类挤出机称热喂料挤出机。近40多年来，工业上已研制出螺杆较长、压出前胶料不必预热直接在室温下喂料的挤出机，该类挤出机称冷喂料挤出机。 采用冷喂料挤出机克服了热喂料挤出机需配用热炼设备，致使劳动力和动力消耗大，质量不稳定的缺点。因此，冷喂料压出得到了广泛迅速的发展。,(一)冷喂料挤出机 热喂料挤出帆螺杆的长径比较小，LD为3-8；冷喂料挤出机的长径比

16、较大，LD达8-17，且螺纹深度较浅。,(二)冷喂料压出工艺及其优缺点 1冷喂料的压出工艺操作 在加料前，机身与机头通蒸汽加热，并开快转速，以使各部位的温度普遍升到120，然后开放冷却水，在两分钟内使温度骤降到如下的标淮：机头为65 ，机身为60，装料口为55，此时方可加料。如压出合成橡胶胶料时，加料后不通蒸汽，但要一直开放冷却水。如为天然橡胶胶料时，挤出机各部位的温度应掌握得高一些。 冷喂料压出单位时间的产量大致与热喂料压出相同，且与螺杆转速成正比。,2冷喂料压出的优缺点 与热喂料压出相比冷喂料压出有如下特点： (1)冷喂料压出对压力的敏感性小，尽管机头压力增加或口型阻力增大，但压出速率降低

17、不大。 (2)由于不需热炼工序，减少了质量影响因素，从而压出物更加均匀 (3)胶料的热历程短，所以压出温度较高也不易发生早期硫化。 (4)应用范围广，灵活性大， 可适用于天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶等。 (5)冷喂料挤出机的投资和生产费用较低。冷喂料挤出机本身的价格比热喂料挤出机高出50，但它不再需要开炼机喂料和其它辅助设备，所以在压出量相同的条件下，利用冷喂料挤出机挤出，所需劳力少，占地少，总的价格便宜。 目前用小规格挤出机压出的电线、电缆、胶管等产品，已广泛采用冷喂料挤出机，而冷喂料挤出机的其它应用范围也正在日益扩大。,本章作业及思考题1.什么叫挤出膨胀？挤出半成品在停放时为什么会产生收缩现象？采取什么措施可减少收缩？2.挤出天然胶料时，挤出机各部位的温度范围各为多少？为什么各部位的温度不一样？,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,