任务4橡胶的压延挤出

项目二橡胶加工工艺学习目标知识目标1.熟悉橡胶加工的基本工艺过程2.掌握物料的配制对加工及制品性能的影响3.掌握橡胶的塑炼和混炼的原理及工艺参数4.掌握橡胶压延挤出的特点、工艺原理及工艺过程5.掌握橡胶硫化工艺历程及各阶段的特点6.掌握正硫化点的概念及其与制品性能的关系能力目标1.会根据配方及制品要求确定加工工艺过程2.能根据橡胶配方准确称量原材料3.能进行橡胶的塑炼、混炼操作并合理选择工艺条件4.能进行橡胶压延挤出操作并进行工艺参数的设定5.能进行橡胶硫化操作以及会确定硫化工艺条件6.会初步判断加工过程中出现的质量问题及解决方法项目二橡胶加工工艺任务1：原材料的加工与配合任务2：橡胶的塑炼任务3：橡胶的混炼任务4：橡胶的压延挤出任务5：橡胶的硫化任务4：橡胶的压延挤出1.橡胶的压延2.橡胶的挤出学习内容1.压延机的结构、规格表示及主要性能参数2.橡胶压片、压型、贴胶和擦胶的基本工艺3.胶料的热炼方法及对制品物理力学性能的影响4.挤出机的结构、规格表示及主要性能参数5.橡胶挤出成型的工艺方法6.橡胶挤出成型工艺原理和工艺过程学习要求专业能力目标1.能制定压延、挤出工艺规程（工艺方法、工艺条件、选择设备、工艺操作过程）。2.能进行压延、挤出设备的操作、维护。3.具有具体压延、挤出操作的能力。方法能力目标1.初步具有系统分析、设计、实施、评价的能力。2.初步具有获取、分析、归纳、交流、使用信息和新技术的能力。3.具有一定的自学能力、理解能力与表达能力。社会能力目标1.具有良好的职业道德和敬业精神。2.具有团队意识及妥善处理人际关系的能力。3.具有沟通与交流能力。子任务1橡胶的压延一、压延成型概论（一）、压延机概述1.压延机特点及用途所谓压延机，就是对混炼好的橡胶或塑料进行压实、延展的机器。压延机是橡胶塑料制品加工过程的基本设备，在橡胶塑料机械中压延机属于重型高精度机械。（1）特点规格大---φ1015×3000mm；辊速快---120~180m/min，250m/min，500m/min；半制品的精度高---±0.0025mm；机器的自动化水平高---控制、检测。（2）用途橡胶压延机压片---胶料挂胶、擦胶---帘布贴合、贴胶---胶片压型---胶胚橡胶压延机是轮胎、输送带生产中必不可少的设备。2.压延机结构种类（1）压延机分类压延机按用途、辊筒数目和辊筒排列形式分类。①按用途可分为：压片压延机擦胶压延机压片擦胶压延机贴合压延机压型压延机压光压延机实验用压延机②按辊筒数目可分为：两辊压延机三辊压延机四辊压延机五辊压延机③按辊筒的排列形式可分为：“I”型压延机“Δ”型压延机“L”型压延机“Г”型压延机“Z”型压延机“S”型压延机以下是几种压延机的实物图片：XY-3I230X630XY-4Г610X1730S型四辊压延机（2）压延机基本结构简介压延机主要由辊筒、辊筒轴承、机架、调距装置、传动系统、润滑系统、辊温调节装置、安全装置及控制系统等组成。①压延机组设备组成机架、辊筒、辊筒轴承、辊距调整装置、挡料装置、轴线交叉装置、润滑装置、安全装置、传动系统及控制系统供料系统前联动装置---松卷、接头、烘干、扩幅及张力调节后联动装置---剥离、压花、冷却定型、牵引与卷取加热冷却装置主机辅机控制系统②压延机设备组成传动系统滚筒轴承辊距调整装置控制系统机架加热冷却系统辊筒挡料装置（3）压延机的传动特点第一，为适应操作上的需要，压延机需能够平稳（无级）的变换转速，可在慢速与快速条件下工作；第二，为适应不同的压延工艺要求，压延机需能变换不同的速比，即可在有速比或等速条件下工作。以上两点是设计传动系统的原则。3.压延机规格表示规格：辊筒外径×辊筒工作面长度×辊数如：φ230×630×4型号：XY-辊筒数量辊筒排列方式辊筒工作长度设计序号如：XY－4S1800X(S)Y－4Г17304.压延机主要工艺性能参数（1）工作原理两个相邻辊筒在等速或有速比情况下相对回转时，将具有一定温度和可塑度的胶料在辊面摩擦力的作用下被拉入辊距中，由于辊距界面的逐渐变小，使胶料逐步受到强烈的挤压与剪切而延展成型，从而完成纺织物覆胶（擦胶或贴胶）、钢丝帘布贴胶、胶片压延或压型以及多层胶片的贴合。（2）主要工艺性能参数①辊筒长度和直径辊筒长度是指辊筒工作部分的长度，表征了可压延制品的最大幅宽。辊筒直径是指辊筒工作部分的直径，表征了压延机规格的大小。LL+XD②辊筒长径比辊筒工作部分长度和直径的比值叫长径比（L/D）。长径比是反映辊筒刚度的一个重要数据。长径比主要影响压延制品的厚度尺寸精度。③辊筒速度与速比a.辊筒速度辊筒速度系指辊筒表面的线速度，也就是辊筒的圆周速度。是表征压延机生产能力和先进程度的一个参数。一般以压延出制品的辊筒（三辊压延机为中辊或2号辊，四辊压延机为中辊或3号辊）的线速度为准。b.调速范围辊筒可以无级变速的范围叫调速范围。压延机的调速范围一般要求10倍左右。最高速度主要根据最大生产能力的要求确定。最低速度主要根据设备启动、操作安全和方便确定。c.速比两辊筒线速度的比值。由于压延时贴胶、擦胶或压片的工艺要求不同，对辊筒的速比要求亦不同，在同一台压延机上不同位置的使用要求的不同，其速比也不同。辊筒速比与压延工艺、物料性质的关系：一般喂料辊都具有速比。多采用1:1.1~1:1.4。软胶料取小值。对于擦胶作业，多采用1:1.4~1:1.5。为使胶料渗入到纺织物中去，擦胶辊要求有速比。对于压片、贴合、贴胶等作业，速比为1:1。因主要是要求取得挤压力，故一般采用等速压延。（二）、胶料在辊筒间的受力情况及流动状态压延的定义：胶料的压延主要是通过两个辊筒作用把加热塑化后的胶料碾压成具有一定厚度和宽度的胶片的过程。变形：在压延过程中，胶料发生两方面的变化：黏性流动弹性形变1.受力情况压延时，推动胶料流动的动力来自两方面：（1）辊筒旋转拉力——它由胶料和辊筒之间的摩擦作用产生，作用是把胶料带入辊筒间隙。（2）辊筒间隙对胶料的挤压力——它使胶料推向前进。辊隙变化图速度变化图压力曲线胶料通过压延机辊筒辊隙时，胶料的厚度逐渐由大变小，而压力逐渐上升。在a，b区域，速度中间慢，两边最快。达到b点时，速度相同，压力达到最大值。c点处，速度开始中间变快，压力也就逐渐地下降。直至d点胶片厚度不再增加，压力降为零，各部位速度又趋于相同。2.胶料在辊筒中的流动状态处于辊缝中的胶料主要受到辊筒的压力作用而产生流动。但辊筒对胶料的压力是随辊缝的位置而递变的，因而造成胶料的流速也随着辊缝的位置而递变。如下图。（1）两辊筒线速度相等时胶料的流动状况（2）两辊筒线速度不相等时，胶料的流动状态特点是改变速度梯度分布状态。靠近辊速快的一侧胶料的流速要快于辊速慢的一侧。3.压延效应（1）定义：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）压延效应产生的原因：①线型橡胶大分子链被拉伸变形取向。②几何形状不对称的配合剂粒子沿压延方向取向排列。（3）解决的方法对于要求各向同性制品来说，压延效应尽可能地予以消除和减小，改善方法：①提高压延温度或热炼温度；②增加胶料可塑性；③降低压延速度；④将压延胶片进行保温；⑤避免使用针状、棒状或片状填料。对于需要纵横方向性能不一致的制品，则应注意压延的方向，用其所长，尽量发挥它的作用。二、橡胶压延成型（一）、橡胶压延前的准备压延前的准备工艺主要包括：胶料的热炼纺织物的准备垫布的整理设备的准备1.胶料的热炼与供胶（1）胶料的热炼①定义：压延用的胶料首先要在开炼机上进行翻炼，进一步提高胶料的均匀性和可塑性，使胶料柔软易于压延，这一工序叫做热炼或预热。②热炼的目的：a.恢复热塑性流动性；b.适当提高可塑度，使胶料进一步匀化。③热炼采用设备：开炼机、销钉式冷喂料螺杆挤出机或螺杆式连续混炼机。④开炼机的热炼方法:一次热炼法二次热炼法a.一次热炼法称为软化法，采用较高辊温（60~70℃）和较大辊距（5~8mm）使胶料通过高温一次热炼，然后在另一台热炼机上自动翻炼，通过传送带供胶。优点：可防止可塑度增大而影响胶料物理力学性能。缺点：热炼时间较长，易引起胶料焦烧。适用范围：压片、压延胶料。b.二次热炼法：分两步进行，第一步粗炼，也称为低温薄通；第二步细炼，也称为高温软化；然后用一台热炼机向压延机供胶。粗炼：辊温较低（40~45℃），辊距较小（2~5mm），薄通7~8次；目的是进一步提高胶料的可塑性和均匀性。细炼：辊温较高（60~80℃），辊距较大（7~10mm），过辊6~7次，目的是获得较大的热可塑性。供胶：辊温较高（65~80℃），辊距较大（8~12mm）。优点：配合剂分散均匀，胶料可塑度有所提高，能防止胶料的过炼和焦烧。缺点：可塑度增大易导致胶料物理力学性能下降。适用范围：擦胶作业、两种胶料复合。（2）胶料的输送（供胶）打卷输送——间断供胶法，将胶料打卷，按先后顺序使用，停放时间不能超过20min。输送带输送——连续供胶法，在热炼机上安装自动供料、自动翻料、固定切刀等装置。要求输送带的速度略大于热炼机辊筒的线速度。输送的距离不能太长，一般不超过20m。2.纺织物的准备主要包括纺织物的干燥浸胶热伸张涂胶（1）纺织物的干燥①纺织物的含水量：棉纤维7%，化学纤维10-20%。②用于挂胶对纺织物含水量的要求：1.0-2.0%。③干燥的目的：提高胶料的附着力，避免压延时产生气泡和脱层现象，可提高纺织物的温度，有助于胶料对纺织物的渗透，保证压延质量。④干燥方法：蒸汽辊筒烘干红外线干燥微波干燥⑤干燥温度：视纤维材料而定。棉，120-140℃（蒸汽压0.15-0.25MPa）人造丝，140℃以上（蒸汽压0.25-0.35MPa）尼龙帘布，70℃以下（蒸汽压0.01-0.10MPa）聚酰胺，不干燥，天热时不加热，否则易掉布。⑥干燥设备有两种：立式和卧式干燥机。立式干燥机（2）纺织物浸胶纺织物浸胶的作用：纺织物经过浸胶后，胶浆浸润并渗透到线缝中去，能够提高胶与布的附着力、耐疲劳性和耐热性。影响纺织物浸渍质量的主要因素：浸胶的附胶量，一般为纺织物质量的6%-8%。对于棉帘线，浸浆后不易折断，对所制造的轮胎可大大减少脱层爆破，耐疲劳性能提高约30-40%。对于合成纤维（尼龙、涤纶、维纶）、人造丝和玻璃纤维必须浸胶，否则不能进行贴胶、擦胶。人造丝和尼龙在浸胶干燥受热时产生收缩，需进行热伸张处理。聚酯纺织物浸胶：因其纤维表面光滑及活性小，必须进行二次浸胶，温度较高，达235-250℃。3.垫布的整理使用垫布的目的：防止压延后的胶片或胶布在存放时粘合在一起。垫布材料：丙纶（聚丙烯纤维）对垫布的要求：保持清洁和平整，表面不得有沙土、油污、黏胶、破损等。整理垫布的设备：垫布整理机4.设备的准备压延机开机前应对设备进行检查，具体如下：①辊筒表面状态；②轴承的回转是否正常；③表面温度计、测厚仪器、夹板、卷取轴是否准备就绪；④电动机的调速是否正常。（二）、橡胶压延工艺方法及工艺参数1.压片和压型1）压片（1）工艺方法①两辊压延机两辊压延机压出的胶片精度较低，气泡较多。②三辊压延机大部分压片工艺均采用三辊压延机。压片方法分为：中下辊无积胶法中下辊有积胶法两种方法对比方法中、下辊无积胶中、下辊有积胶辊温中、上辊较高，下辊低作冷却用上辊较高，下辊和中辊接近或稍低优点胶片压延效应小胶片光滑，气泡少，致密性好缺点胶片光滑性不好，气泡