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  橡胶的压延工艺_材料科学_工程科技_专业资料。第11章 压延工艺 一、本章基本要求 二、本章主要内容 三、本章重点、难点提示 四、复习思考题 一、本章基本要求 1、理解压延基本原理 2、掌握压片、贴合、压型等压延工艺过程 3、掌握纺织物挂

  第11章 压延工艺 一、本章基本要求 二、本章主要内容 三、本章重点、难点提示 四、复习思考题 一、本章基本要求 1、理解压延基本原理 2、掌握压片、贴合、压型等压延工艺过程 3、掌握纺织物挂胶的工艺过程和特点 二、本章主要内容 §11.1 压延设备及压延原理 §11.2 压延准备工艺 §11.3 压延工艺 三、本章重点、难点提示 重点:压延原理、压延效应,液压调直切断机五根线头怎么接各种压延方法的 工艺要求和影响因素,压延后胶料收缩变形。 难点:压延原理中关于压延后胶料收缩变形产 生的原因及改善措施。 §11.1 压延设备及压延原理 压延工艺 利用压延机辊筒之间的挤 压力作用,使物料发生塑性流 动变形,最终制成具有一定断 面尺寸规格和规定断面几何形 状的胶片,或者胶料覆盖于纺 织物或金属织物表面制成具有一 定断面厚度的胶布的工艺加工 过程。 作业形式 压片 贴合 压型 贴胶与擦胶 胶布 胶片 一.压延设备 (一)压延机的构造 压延机由以下几部分组成: 辊筒、机架和轴承、调距装置、辊筒挠度补偿装置,还有 辅助管道装置、电动机传动机构和厚度检测装置等。 (二)用途与分类 压延机主要用于胶料压片;纺织物挂胶;钢丝帘布挂胶; 胶坯压型;胶片贴合等。 分类方法 辊筒数 目分类 两辊压延机 用途分类 辊筒排列 形式分类 Ι型压延机 压片压延机 三辊压延机 擦胶压延机 四辊压延机 五辊压延机 贴合压延机 压型压延机 △型压延机 L型压延机 Γ型压延机 压光压延机 实验用 压延机 Z型压延机 S型压延机 压片擦胶压延机 四辊压延机 五辊压延机 三辊压延机 橡胶压延机 二.压延原理 ? 最大加料厚度 ? 胶料在压延机辊筒上的受力状态和流速分布 ? 辊筒挠度的影响及其补偿 ? 压延效应 ? 压延后的收缩变形 (一)最大加料厚度 设滚筒直径为R,则 Δh/2=R-O2C2=R(1-cosα), 即Δh=2R(1-cosα) 当辊距为e时,能够进入辊距的 胶料的最大厚度为: h1=Δh+e=2R(1-cosα)+ h2 辊筒的直径越大,加料厚度越大。 (二)胶料在压延机辊筒上的受力状态 和流速分布 (a) (b) (a)胶料在辊筒上的受力状态; (b)胶料在辊隙中的流速分布状态. (三)辊筒挠度的影响及其补偿 1.辊筒挠度 横压力:压延时,胶料对辊筒产生一个与挤压力大小 相等、方向相反的反作用力,称为横压力。 (直径为20cm,辊距为0.01cm时,横压力可达480kg) 挠度:压延机辊筒在胶料的横压力作用下会产生轴向 的弹性弯曲变形,其程度大小以辊筒轴线中央部位偏 离原来水平位置的距离表示, 称为辊筒的挠度。 后果: 挠度的产生使压延半成品沿宽度方向上断面厚 度不均匀,中间厚度大,两边厚度小,影响压延质量。 2.补偿方法 (1)中高度法(凹凸系数法) (2)轴交叉法 (3)辊筒预弯曲法 中高度法 轴交叉法 预弯曲法 (四)压延效应 1.压延效应 压延后的胶片在平行和垂直于压延方向上出现性能各向 异性的现象。 2.产生压延效应的原因: (1)橡胶大分子链的拉伸取向; (2)形状不对称的配合剂粒子沿压延方向的取向。 3.消除压延效应的措施 配方设计:尽量不用几何形状不对称的配合剂。 压延工艺:适当提高压延机辊筒表面的温度; 提高压延半成品的停放温度; 适当增加胶料的可塑度; 降低压延速度; 将热炼后的胶料调转90?向压延机供胶。 解取向 (五) 压延后的收缩变形 ? 压延后半成品的收缩变形与胶料的粘弹性有 关,即与胶料的松弛特性有关。 ? 胶料的弹性松弛时间越短,弹性变形回复得 越快,压延后的收缩变形越小 ? 收缩变形取决于胶料的松弛速度和外力的作 用速度(压延设备:辊筒直径和数目和工艺 条件:压延温度和速度等)。 改善压延收缩变形的方法 ? 提高胶料的松弛速度: 提高胶料温度;提高胶料可塑度;降低含胶率。 ? 降低外力的作用速度: 压延设备:增加辊筒直径和辊筒数目 工艺条件:提高压延温度、液压调直切断机五根线头怎么接降低压延速度 §11.2 压延准备工艺 ? 胶料的热炼与供胶 ? 纺织物的干燥 ? 尼龙、聚酯帘线的热伸张处理 一.胶料的热炼与供胶 1.热炼的目的 (1)恢复热塑性流动性;(2)使胶料进一步匀化。 2.热炼分两步: (1)粗炼: 低温薄通;T=40~45℃; 辊距2~5mm,薄通7~8次 (2)细炼: 以较大的辊距、速比和较高的辊温使胶料达到加热软化 的目的。T=60~80℃,辊距7~10mm,薄通6~7次 3.供胶 ? ? ? 一般以条状供胶,供胶速度与压延耗胶速度相同; 沿压延宽度方向供胶要均匀; 热炼机一般与压延机呈90°安置。 二.纺织物干燥 压延纺织物的含水率一般要求控制在1%~2% 的范围 内,最大不超过3%。否则会降低胶料与纺织物之间的结 合强度,造成: ? 胶布半成品掉胶, ? 硫化胶制品内部脱层, ? 压延时胶布内部产生气泡, ? 硫化时产生海绵孔等质量问题。 三.尼龙、聚酯帘线的热伸张处理 帘布的热伸张处理在工艺上分三步完成: 第一步为热伸张区 第二步为热定型区 第三步为冷定型区 §11.3 压延工艺 ? 胶片的压延 压片 贴合 压型 ? 胶布的压延 贴胶 擦胶 压力贴胶 一.胶片的压延 利用压延机将胶料制成具有规定断面厚度和宽度的 表面光滑的胶片,通常适于厚度在3mm以下的胶片。 如胶管、油水分离设备胶带的内外层胶和中间层胶片、轮胎的缓冲层 胶片、隔离胶片和油皮胶等。 (一)压片 1.对压延胶片的质量要求: 表面光滑、无绉缩; 内部密实、液压调直切断机五根线头怎么接无孔穴、气泡; 断面厚度均匀,精确; 各部分收缩变形均匀一致 。 2.压片的工艺方法 1)三辊压延机压片: 适用于厚度为2~3mm的胶片,分两种情况: 中下辊间无积胶压延:适用于NR; 中下辊间有积胶压延:适用于SBR。 可使胶片表面光滑、 有利于减少内 部气泡, 提高密实程度,但会增大 压延效应。 三辊压延机压片 胶料 胶料 存胶 胶片 胶片 2 中下辊间无积存胶 中下辊间有积存胶 2) 四辊压延机压片 ? 适用于厚度范围在0.04~ 1.00mm的胶片。 ? 压延精度高,但压延效应大。 3.影响压片质量的因素 ? 辊温:辊温高,流动性好,表面光滑;过高易产生气泡和 焦烧现象。油水分离设备辊温须依生胶品种、可塑度及配方含胶 率而定。 ? 辊速:压延速度快,生产效率高,压延收缩率也大。 ? 可塑度:可塑度大,流动性好,油水分离设备半成品表面光滑,全自动压痕机报价压延 收缩率低。 ? 含胶率:含胶率高,压延收缩率大,表面不光滑。 ? 辊筒速比:中、上辊有速比,有助于消除气泡, 中、下辊等速,保证胶片的光滑程度。 ? 生胶品种:NR的压延特性较好,容易压延; 合成橡胶压延要困难一些。 4. 不同橡胶的压片特性-1 NR:容易压延,表面光滑,收缩率小,气泡少; SBR:收缩率大,表面粗糙,气泡多且难排除; 适当提高可塑度;加增塑剂;加碳酸钙等; CR:收缩率大,易焦烧和粘辊;高精度要求时,采用高温塑性 态压延(大于90℃),低精度用低温弹性态压延(70℃以 下),无气泡,但收缩率大; NBR:收缩剧烈,表面粗糙; 增长热炼时间,多加增塑剂(50份),多填充软质炭黑或 活性碳酸钙;填料用量不低于50份,大片供胶. 不同橡胶的压片特性-2 BR:收缩率较大,并用NR可以改善; EPM:易粘辊,掉皮和表面不光滑; 多次低温回炼除水分; 低温压延(40~50℃)收缩率大,易产生气泡; 高温可解决,含胶率越高,越易有气泡。 (二)贴合 1.适用场合 1) 胶片厚度较大,质量要求高的胶片压延; 2) 配方含胶率高,除气困难的胶片压延; 3 )两种以上不同配方胶片之间的复合胶片的压延; 4 )夹胶布及气密性要求较严的中空橡胶制品的制造等。 2.贴合工艺方法 (1)两辊压延机贴合 厚度精度差,不适合小于1mm的胶片。 (2)三辊压延机贴合 要求两层胶的温度及可塑度尽可能一致 (3)四辊压延机贴合 可一次完成两个新鲜胶片的压延与贴合。 三辊压延机贴合 四辊压延机贴合 1-第一次胶片 2-压辊 3-贴合胶片 (三)压型 1.压型工艺 两辊压延机 三辊压延机 四辊压延机 2. 压型质量 表面光滑,花纹清晰; 内部密实,无气泡; 断面几何形状准确,厚度尺寸精确。 最后出片辊为花纹辊。 压型工艺示意图 3. 工艺要点 a.配合:控制含胶率,含胶率不宜过高, 否则花纹的清晰度不好。 b.工艺:控制可塑度、热炼程度、返回胶 掺用比,提高辊温、降低转速。 c.冷却:采取急冷使花纹定型,防止塌扁。 胶布的压延-纺织物挂胶 ? 纺织物的挂胶:利用压延机将胶料覆盖于 纺织物表面,并渗入织物缝隙的内部,使 胶料和纺织物紧密结合在一起成为胶布的 压延作业。 斜Z型四辊压延机联动装置 挂胶的目的 ? 提高骨架材料的结合强度,承担应力作用; ? 减少骨架材料间的摩擦生热; ? 提高胶布的弹性和防水性能,保证制品具有良好 的使用性能。 纺 织 物 贴 胶 ? 特点:辊筒等速回转,只有挤压力 ? 优点:生产效率高;对纺织物的损伤小; 附胶量大,耐疲劳性好; ? 缺点:胶料的渗透力较差;附着力较低; 胶布断面中易产生气泡 ? 适用范围:浸胶帘布、浸胶、涂胶处理后的帆布 ? 作业方式:三辊压延机:一次单面挂胶 四辊压延机:一次双面挂胶 纺 织 物 擦 胶 ? 特点:辊筒之间有速比,既有挤压力又有剪切力。 ? 优点:胶料对织物的渗透力强;结合强度高。 ? 缺点:对纺织物的损伤大; 附胶量较小,耐疲劳性差。 ? 适用范围:纺织结构比较紧密的帆布。 ? 作业方式:三辊压延机: 包擦(薄擦):渗透力强,附着力高。 光擦(厚擦):附胶量大,疲劳性好。 影响纺织物擦胶的因素 ? 配合方面:较高的含胶率,最少不得低于40%,有时可超过 70%。用增粘性物理增塑剂,用量为5~10phr。 ? 压延温度:温度要求比较高,一般在90~110℃。 ? 辊速:辊速大,生产能力大,但收缩大,胶布表面不光滑。 ? 速比:增大速比可改善擦胶效果,提高对织物的渗透作用,但 会增大对织物的损伤。上、中、下辊速比一般为1:1.3~1.5:1。 ? 中辊包胶问题:可通过提高可塑度、增大物理增塑剂的用量等 措施预防脱辊。 ? 胶料的可塑度:擦胶胶料的可塑度要求较高。NR:0.50~0.60; CR:0.40~0.50;NBR:0.55~0.65;IIR:0.45~0.50 压力贴胶 ? 特点:与贴胶工艺基本相同; 辊隙处有适量堆积胶。 ? 优点:保持贴胶法的优点,克服了其缺点 。 ? 缺点:附胶量稍低,易劈缝、摞股和压扁。 ? 适用范围:浸胶帘布 。 ? 作业方式:三辊压延机(半擦胶) 。 钢丝帘布的压延 ? 冷贴压延法:冷胶片压延 ? 热贴压延法: 钢丝导开 表面清洗 干燥 分梳定位 压延贴胶 冷辊冷却 定长裁断 定张力排线 厚度检测 卷取包装 钢丝帘布压延 供胶 胶片冷却 钢丝帘线 锭子间 导开整 径装置 四辊 压延机 帘布修 边装置 胶片冷却 调整帘 布装置 伸张 装置 卷取 装置 供胶 压延半成品厚度的检测控制 ? 压延半成品的厚度用各种测厚计进行检 测。测厚计的类型很多,如辊筒法、电气 法、红外线法和射线法,全自动压痕机报价但使用最普遍的 是各种放射线式自动测厚计。 ? 放射线式自动测厚计是利用各种放射源发 出的高能射线,对被测材料的穿透作用测 量厚度的变化情况。 四、压延工艺复习题 1. 压延设备有几种分类方法? 2. 压延的推动力来自于 ,阻力源于 , 压延顺利进 行的条件是 。 3. 胶料在压延机辊筒上的流速分布情况如何? 在何处压力最大? 4. 什么是辊筒的挠度?对压延的试片有何影响? 补偿的方法有哪些? 5. 胶料压延后为什么会出现收缩变形? 消除的措施有哪些? 6. 什么是压延效应?产生的原因是什么? 消除的措施有哪些? 7. 压延的准备包括哪些? 8. 压延前为什么要进行热炼?热炼的方法是什么? 9. 纺织物为什么要进行干燥?干燥的方法是什么? 10.对胶片的压延有何要求?压片工艺有哪些?各有 何特点? 11.影响压片的因素有哪些? 12.贴合适用的场合有哪些?实施的方法有哪些? 有何特点? 13.压型的工艺要点有哪些? 14.贴胶和擦胶有何不同?各有何优、缺点? 15.影响纺织物擦胶的工艺因素和配方因素有哪些?

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关键词: 橡胶压延机