1.綜述

橡膠製品的主要原料是生膠、各種配合劑、以及作為骨架材料的纖維和金屬材料，橡膠製品的基本生產(chǎn)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。
橡膠的加工工藝過(guò)程主要是解決塑性和彈性矛盾的過(guò)程，通過(guò)各種加工手段，使得彈性的橡膠變成具有塑性的塑煉膠，在加入各種配合劑製成半成品，然後通過(guò)硫化是具有塑性的半成品又變成彈性高、物理機(jī)械性能好的橡膠製品。

2、橡膠加工工藝

2.1塑煉工藝

生膠塑煉是通過(guò)機(jī)械應(yīng)力、熱、氧或加入某些化學(xué)試劑等方法，使生膠由強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳?、便於加工的塑性狀態(tài)的過(guò)程。

生膠塑煉的目的是降低它的彈性，增加可塑性，並獲得適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性，以滿足混煉、亞衍、壓出、成型、硫化以及膠漿製造、海綿膠製造等各種加工工藝過(guò)程的要求。
掌握好適當(dāng)?shù)乃軣捒伤芏?，?duì)橡膠製品的加工和成品質(zhì)量是至關(guān)重要的。在滿足加工工藝要求的前提下應(yīng)儘可能降低可塑度。隨著恒粘度橡膠、低粘度橡膠的出現(xiàn)，有的橡膠已經(jīng)不需要塑煉而直接進(jìn)行混煉。
在橡膠工業(yè)中，*常用的塑煉方法有機(jī)械塑煉法和化學(xué)塑煉法。機(jī)械塑煉法所用的主要設(shè)備是開(kāi)放式煉膠機(jī)、密閉式煉膠機(jī)和螺桿塑煉機(jī)?；瘜W(xué)塑煉法是在機(jī)械塑煉過(guò)程中加入化學(xué)藥品來(lái)提高塑煉效果的方法。
開(kāi)煉機(jī)塑煉時(shí)溫度一般在80℃以下，屬於低溫機(jī)械混煉方法。密煉機(jī)和螺桿混煉機(jī)的排膠溫度在120℃以上，甚至高達(dá)160-180℃，屬於高溫機(jī)械混煉。
生膠在混煉之前需要預(yù)先經(jīng)過(guò)烘膠、切膠、選膠和破膠等處理才能塑煉。

幾種膠的塑煉特性：

天然橡膠用開(kāi)煉機(jī)塑煉時(shí)，輥筒溫度為30-40℃，時(shí)間約為15-20min；采用密煉機(jī)塑煉當(dāng)溫度達(dá)到120℃以上時(shí)，時(shí)間約為3-5min。
丁苯橡膠的門(mén)尼粘度多在35-60之間，因此，丁苯橡膠也可不用塑煉，但是經(jīng)過(guò)塑煉後可以提高配合機(jī)的分散性
順丁橡膠具有冷流性，缺乏塑煉效果。順丁膠的門(mén)尼粘度較低，可不用塑煉。
氯丁橡膠得塑性大，塑煉前可薄通3-5次，薄通溫度在30-40℃。
乙丙橡膠的分子主鏈?zhǔn)秋柡徒Y(jié)構(gòu)，塑煉難以引起分子的裂解，因此要選擇門(mén)尼粘度低的品種而不用塑煉。
丁腈橡膠可塑度小，韌性大，塑煉時(shí)生熱大。開(kāi)煉時(shí)要采用低溫40℃以下、小輥距、低容量以及分段塑煉，這樣可以收到較好的效果。

2.2混煉工藝

混煉是指在煉膠機(jī)上將各種配合劑均勻的混到生膠種的過(guò)程?；鞜挼馁|(zhì)量是對(duì)膠料的進(jìn)一步加工和成品的質(zhì)量有著決定性的影響，即使配方很好的膠料，如果混煉不好，也就會(huì)出現(xiàn)配合劑分散不均，膠料可塑度過(guò)高或過(guò)低，易焦燒、噴霜等，使壓延、壓出、塗膠和硫化等工藝不能正常進(jìn)行，而且還會(huì)導(dǎo)致製品性能下降。
混煉方法通常分為開(kāi)煉機(jī)混煉和密煉機(jī)混煉兩種。這兩種方法都是間歇式混煉，這是目前*廣泛的方法。
開(kāi)煉機(jī)的混合過(guò)程分為三個(gè)階段，即包輥（加入生膠的軟化階段）、吃粉（加入粉劑的混合階段）和翻煉（吃粉後使生膠和配合劑均達(dá)到均勻分散的階段）。
開(kāi)煉機(jī)混膠依膠料種類(lèi)、用途、性能要求不同，工藝條件也不同?；鞜捴幸⒁饧幽z量、加料順序、輥距、輥溫、混煉時(shí)間、輥筒的轉(zhuǎn)速和速比等各種因素。既不能混煉不足，又不能過(guò)煉。
密煉機(jī)混煉分為三個(gè)階段，即濕潤(rùn)、分散和涅煉、密煉機(jī)混煉石在高溫加壓下進(jìn)行的。操作方法一般分為一段混煉法和兩段混煉法。
一段混煉法是指經(jīng)密煉機(jī)一次完成混煉，然後壓片得混煉膠的方法。他適用於全天然橡膠或摻有合成橡膠不超過(guò)50%的膠料，在一段混煉操作中，常采用分批逐步加料法，為使膠料不至於劇烈升高，一般采用慢速密煉機(jī)，也可以采用雙速密煉機(jī)，加入硫磺時(shí)的溫度必須低於100℃。其加料順序?yàn)樯z—小料—補(bǔ)強(qiáng)劑—填充劑—油類(lèi)軟化劑—排料—冷卻—加硫磺及超促進(jìn)劑。
兩段混煉法是指兩次通過(guò)密煉機(jī)混煉壓片製成混煉膠的方法。這種方法適用於合成橡膠含量超過(guò)50%得膠料，可以避免一段混煉法過(guò)程中混煉時(shí)間長(zhǎng)、膠料溫度高的缺點(diǎn)。**階段混煉與一段混煉法一樣，隻是不加硫化和活性大的促進(jìn)劑，一段混煉完後下片冷卻，停放一定的時(shí)間，然後再進(jìn)行**段混煉。混煉均勻後排料到壓片機(jī)上再加硫化劑，翻煉後下片。分段混煉法每次煉膠時(shí)間較短，混煉溫度較低，配合劑分散更均勻，膠料質(zhì)量高。

2.3壓延工藝

壓延是將混煉膠在壓延機(jī)上製成膠片或與骨架材料製成膠布半成品的工藝過(guò)程，它包括壓片、貼合、壓型和紡織物掛膠等作業(yè)。
壓延工藝的主要設(shè)備是壓延機(jī)，壓延機(jī)一般由工作輥筒、機(jī)架、機(jī)座、傳動(dòng)裝置、調(diào)速和調(diào)距裝置、輥筒加熱和冷卻裝置、潤(rùn)滑係統(tǒng)和緊急停車(chē)裝置。壓延機(jī)的種類(lèi)很多，工作輥筒有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)不等，排列形式兩輥有立式和臥式；三輥有直立式、Γ型和三角形；四輥有Γ型、L型、Z型和S型等多種。按工藝用途來(lái)分主要有壓片壓延機(jī)（用於壓延膠片或紡織物貼膠，大多數(shù)三輥或四輥，各輥塑度不同）、擦膠壓延機(jī)（用於紡織物的擦膠，三輥，各輥有一定得速比，中輥速度大。借助速比擦入紡織物中）、通用壓延機(jī)（又稱萬(wàn)能壓延機(jī)，兼有壓片和擦膠功能、三輥或四輥，可調(diào)速比）、壓型壓延機(jī)、貼合壓延機(jī)和鋼絲壓延機(jī)。
壓延過(guò)程一般包括以下工序：混煉膠的預(yù)熱和供膠；紡織物的導(dǎo)開(kāi)和乾燥（有時(shí)還有浸膠）
膠料在四輥或三輥壓延機(jī)上的壓片或在紡織物上掛膠依機(jī)壓延半成品的冷卻、卷取、截?cái)?、放置等?br> 在進(jìn)行壓延前，需要對(duì)膠料和紡織物進(jìn)行預(yù)加工，膠料進(jìn)入壓延機(jī)之前，需要先將其在熱煉機(jī)上翻煉，這一工藝為熱煉或稱預(yù)熱，其目的是提高膠料的混煉均勻性，進(jìn)一步增加可塑性，提高溫度，增大可塑性。為了提高膠料和紡織物的粘合性能，保證壓延質(zhì)量，需要對(duì)織物進(jìn)行烘乾，含水率控製在1-2%，含水量低，織物變硬，壓延中易損壞，含水量高，粘附力差。
幾種常見(jiàn)的橡膠的壓延性能天然橡膠熱塑形大，收縮率小，壓延容易，易粘附熱輥，應(yīng)控製各輥溫差，以便膠片順利轉(zhuǎn)移；丁苯橡膠熱塑性小，收縮率大，因此用於壓延的膠料要充分塑煉。由於丁苯橡膠對(duì)壓延的熱敏性很顯著，壓延溫度應(yīng)低於天然橡膠，各輥溫差有高到低；氯丁橡膠在75-95℃易粘輥，難於壓延，應(yīng)使用低溫法或高溫法，壓延要迅速冷卻，摻有石蠟、硬酯酸可以減少粘輥現(xiàn)象；乙丙橡膠壓延性能良好，可以在廣泛的溫度範(fàn)圍內(nèi)連續(xù)操作，溫度過(guò)低時(shí)膠料收縮性大，易產(chǎn)生氣泡；丁腈橡膠熱塑性小，收縮性大，在膠料種加入填充劑或軟化劑可減少收縮率，當(dāng)填充劑重量占生膠重量的50%以上時(shí)，才能得到表麵光滑的膠片，丁腈橡膠粘性小易粘冷輥。

2.4壓出工藝

壓出工藝是通過(guò)壓出機(jī)機(jī)筒筒壁和螺桿件的作用，使膠料達(dá)到擠壓和初步造型的目的，壓出工藝也成為擠出工藝。
壓出工藝的主要設(shè)備是壓出機(jī)。
幾種橡膠的壓出特性：天然橡膠壓出速度快，半成品收縮率小。機(jī)身溫度50-60℃，機(jī)頭70-80℃，口型80-90℃；丁苯橡膠壓出速度慢，壓縮變形大，表麵粗糙，機(jī)身溫度50-70℃，機(jī)頭溫度70-80℃，口型溫度100-105℃；氯丁橡膠壓出前不用充分熱煉，機(jī)身溫度50℃，機(jī)頭℃，口型70℃；乙丙橡膠壓出速度快、收縮率小，機(jī)身溫度60-70℃，機(jī)頭溫度80-130℃，口型90-140℃。丁腈橡膠壓出性能差，壓出時(shí)應(yīng)充分熱煉。機(jī)身溫度50-60℃，機(jī)頭溫度70-80℃。

2.5注射工藝

橡膠注射成型工藝是一種把膠料直接從機(jī)筒注入模性硫化的生產(chǎn)方法。包括喂料、塑化、注射、保壓、硫化、出模等幾個(gè)過(guò)程。注射硫化的*大特點(diǎn)是內(nèi)層和外層得膠料溫度比較均勻一致，硫化速度快，可加工大多數(shù)模壓製品。
橡膠注射成型的設(shè)備是橡膠注射成型硫化機(jī)。

2.6壓鑄工藝

壓鑄法又稱為傳遞模法或移模法。這種方法是將膠料裝在壓鑄機(jī)的塞筒內(nèi)，在加壓下降膠料鑄入模腔硫化。與注射成型法相似。如骨架油封等用此法生產(chǎn)溢邊少，產(chǎn)品質(zhì)量好。

2.7硫化工藝

早先，天然橡膠的主要用途隻是做擦字橡皮；後來(lái)才用於製造小橡膠管。直到1823年，英國(guó)化學(xué)家麥金托什才發(fā)明將橡膠溶解在煤焦油中然後塗在布上做成防水布，可以用來(lái)製造雨衣和雨靴。但是，這種雨衣和雨靴一到夏天就熔化，一到冬天便變得又硬又脆。為了克服這一缺點(diǎn)，當(dāng)時(shí)許多人都在想辦法。美國(guó)發(fā)明家查理?古德伊爾也在進(jìn)行橡膠改性的試驗(yàn)，他把天然橡膠和硫黃放在一起加熱，希望能獲得一種一年四季在所有溫度下都保持乾燥且富有彈性的物質(zhì)。直到1839年2月他才獲得成功。**他把橡膠、硫黃和鬆節(jié)油混溶在一起倒入鍋中（硫黃僅是用來(lái)染色的），不小心鍋中的混合物濺到了灼熱的火爐上。令他吃驚的是，混合物落入火中後並未熔化，而是保持原樣被燒焦了，爐中殘留的未完全燒焦的混合物則富有彈性。他把濺上去的東西從爐子上剝了下來(lái)，這才發(fā)現(xiàn)他已經(jīng)製備了他想要的有彈性的橡膠。經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，他終於在1844年發(fā)明了橡膠硫化技術(shù)。
在橡膠製品生產(chǎn)過(guò)程中，硫化是*後一道加工工序。硫化是膠料在一定條件下，橡膠大分子由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)過(guò)程。硫化方法有冷硫化、室溫硫化和熱硫化三種。大多數(shù)橡膠製品采用熱硫化。熱硫化的設(shè)備有硫化罐、平板硫化機(jī)等。