橡胶基本知识及其制品缺陷与原因

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1、1第一节、硫化工应知应会硫化工应知应会的目的：促使硫化工掌握橡胶材料和硫化的基本知识，提高硫化工专业理论知识和操作技能，更有效地服务与新产品开发试试制工作从而提高硫化工自身的素质，使试制开发产品及时按期交样，并确保新模上线生产的产品合格率和生产效率最大化。一、应知：1.熟知硫化三要素之间的相互关系及对产品的影响。2.熟知橡胶产品各工序的生产，及其所使用的设备，设备的操作规程，产品的加工方法。3.熟知模具、设备工装夹具的操作规程，安全知识及保养知识。4.了解本公司橡胶产品的使用的胶料代号，胶种及硫化工艺性能，以及主导产品的主要工作部位，外观质量标准。5.应知硫化时间制定的依据，并能对生产中出现的

2、一般质量缺陷进行分析、解决，并对复杂的问题提出改进意见。二、应会：1.能够熟练掌握及使用各类结构橡胶模具的试模方法。 2.能鉴别各种胶号、胶料及胶料的外观质量的好坏、并能根据胶料代号准确判定材料的硬度。3.能看懂各类结构的产品图、模具图及了解模具加工的基本知识。4.会使用游标卡尺、测厚仪、测温仪，并了解其工作原理。5.能确定出最佳、最合理的硫化工艺参数、操作技能并应用于生产。7.能分析试模、试生产过程中出现的质量缺陷的原因，并能提出改进意见。第二节、常见橡胶的基本知识橡胶的分类：天然胶与合成胶两种。1.天然胶（NR）:天然胶的原材料来源于橡胶植物树。其优点为：弹性好、强度高、绝缘性好、变形小、

3、加工方便。其缺点为：不耐油、耐温性能差、易老化，一般都是并用 掺合使用。一般生产汽车轮胎和一些减震耐磨的橡胶件。2.合成胶：合成胶有：丁苯胶（SBR）、丁晴胶（NBR）、顺丁胶（BR）、乙丙胶（EPDM）、丁基胶（ IIR）、氯丁胶（CR ）、丙烯酸脂胶（ACM）、氢化丁晴（HNBR）、氯磺化聚乙烯（CSM）、氟胶（FKM ）、硅橡胶（MVQ ）等。2.1.乙丙胶（EPDM），本厂代号为（E ）2优点：耐老化性能非常优异、耐天候、电绝缘性较好、冲击弹性较好、耐油。缺点：硫化速度较慢、自粘性能、热撕裂性能差、加工性能不好。用途：制造耐热运输带、蒸汽胶管，耐化学药品的密封件、减震垫和防水材料及汽车

4、用皮碗、皮圈等。2.2.丁晴胶（NBR ）本厂代号（ N）优点：耐油性能优良、还具有较好的耐热、耐老化、耐磨、耐腐蚀等性能。缺点：耐寒性、耐酸性、电绝缘性等性能较差、且抗力撕裂强度较差。用途：主要用于制造油封、轴封及垫圈（O 型圈）等制品， 还可用于制造耐油胶管、运输带、胶 辊、真空胶管、减震制品和纺织配件。2.3 丁苯胶（SBR）本厂代号（S）优点：耐热性、耐老化性和耐磨性较好。缺点：耐寒性、弹性、耐屈扰、 龟裂性、耐撕裂性等性能较差、且加工性能较差可塑度变化小，压延压出变形大，自粘性差。用途：主要用于充气轮胎，其次用于胶鞋、胶管、胶带、胶辊、胶布及模型制品，吸尘器密封圈等如吸口密封圈等。2

5、.4 氯丁橡胶（CR），本厂代号（ C）优点：耐屈扰性、耐热性、耐老化性、耐酸碱性等较好，且弹性好，有良好的气密性。具有耐寒性和耐水性。缺点：储存稳定性较差，易结晶，电绝缘性较差用途：主要生产家电、空调里的橡胶件2.5 顺丁胶或聚丁二烯橡胶（BR）优点：弹性、耐低温性、耐磨性较好。缺点：拉伸强度、撕裂强度较低，抗湿滑性不好，粘性差。用途：主要用于制造轮胎，还可用于制造耐磨制品（如胶鞋、胶辊），耐寒制品和防震制品。2.6 丁基胶（IIR），本厂代号（I）优点：最大特点是气密性好，耐天候老化、耐光老化、耐化学药品性能均优异，且耐高温、耐寒性较好， 长期工作温度可在 130以下；吸收冲击或吸收震动的

6、效果较好，电绝缘性较好。缺点：弹性不如天然胶，硫化速度较慢，加工性能，粘性差。用途：最适合充气内胎，其次用于地下电缆、高压电缆、防辐射手套、化工设备里衬及防震橡胶制品等。2.7 丙烯酸脂胶（ACM），本厂代号（A）优点：兼有良好的耐热、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加剂的润滑油中性能稳定。同时耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外 线、气密性优良。使用温度范围：约-25 +150。缺点：耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及有机和无机酸、碱。在甲醇、乙二醇、3酮酯等水溶性溶液内膨胀严重。同时弹性和耐磨性差，电绝缘性差，加工性能较差。用途：可用于制造耐油、耐热、耐老化的制品，如密封件、胶管、化工衬里等。2.8 氢化丁腈

7、胶（HNBR），本厂代号（M）优点：机械强度和耐磨性高，用过氧化物交联时耐热性比 NBR 好，其它性能与丁腈橡胶一样。使用温度范围：约-30 +150。缺点：价格较高。用途：主要用于耐油、耐高温的密封制品中。2.9 氯磺化聚乙烯（CSM）,本厂代号（P）优点：耐臭氧及耐老化优良，耐候性优于其它橡胶。阻燃、耐热、耐溶剂性及耐大多数化学药品和耐酸碱性能较好。电绝缘性尚可，耐磨性与丁苯橡胶相似。使用温度范围：约-20+120。缺点：抗撕裂性能差，加工性能不好。用途：电线电缆护套、胶管、胶带、胶 辊化工衬里。2.10 氟橡胶（FKM），本厂代号（F） 特点：耐磨性较好，具有良好的耐天候老化、耐光老化、

8、耐臭氧老化、耐辐射，耐汽油、苯、甲苯、酒精、弱酸性优良，使用温度范围：约-20+200，特殊品级-35+250(可在 250下长期工作 )。缺点：此胶价格昂贵。用途：主要生产耐真空、耐高温（如飞机、火箭上）耐化学腐蚀的耐油、耐高温的橡胶制品。2.11 硅橡胶（MVQ），本厂代号（Q）优点：既耐高温（最高 300）又耐低温（最低-100），是目前最好的耐寒、耐高温橡胶；同时电绝缘性优良，对热氧化和臭氧的稳定性很高，化学惰性大。缺点：机械强度较低，耐油、耐溶剂和耐酸碱性差，较难硫化，价格较贵。用途：用于制作耐高低温制品（胶管、密封件等）、耐高温电线电缆绝缘层。由于其无毒无味，还用于食品及医疗工业。

9、3.混炼胶：生胶中加入硫化剂、促进剂、活性剂、 补强剂、填充剂、软化剂、防老 剂、防交剂等配合剂，在炼胶机中均匀地进行掺和，而制得的胶叫混炼胶。4.橡胶的主要特征：有良好的柔顺性、易变性、强度、及扯断 强度较好，具有良好的不透水性、不透气性，耐酸碱性及绝缘性。第三节、橡胶工艺基础知识4一一 名词解释：1. 橡胶：它是一种有机高分子弹性化合物，具有：(1)长链 高分子（分子量在几万至几十万以上）(2)分子 链各 链节的运动活泼。(3)分子 链各 链节间容易转动，卷曲。(4)分子 间作用力小。(5)常温 为无定型。(6)分子 间可以交 联，且交联前后具有必要的性能。2. 硫化：混炼胶在一定条件下，

10、橡胶分子由线形结构转变成网状结构的交联过程称为硫化。3. 老化：橡胶制品在成型加工、长期储存和使用过程中，由于受氧、臭氧、变价金属离子以及其他化学物质的作用，受机械应力、光、高能辐射等物理作用以及霉菌、昆虫等生物的作用和侵蚀，会逐渐变软发粘、变硬、发脆或龟裂，物性降低，这种现象就称为老化。4. 焦烧：在硫化以前的各个加工操作及贮存过程中，由于机械作用产生的热量或高温条件，使胶料产生早期硫化，导致塑性下降，从而使其后的操作难以进行，这种现象为焦烧或早期硫化。5. 硫化三要素：即：硫化时间、硫化温度、硫化压力称为硫化三要素。二硫化三要素在硫化过程的作用以及他们之间的相互关系：1.硫化各阶段：从整个

11、硫化时间来分，可分为四个阶段，即：硫化诱导阶段、热硫阶段、正硫阶段、过硫阶段。1.1 硫化诱导阶段（焦烧期）在这个阶段内，交联尚未开始，橡胶在模腔中有良好的流动性，这个阶段时间的长短决定胶料的焦烧性及操作安全性。从这一阶段的终点起，胶料开始发硬并丧失流动性，如在模压硫化中，则胶料停止在模内流动，根据所用助剂不同，这一阶段可长可短。1.2 热硫化阶段继诱导阶段之后，交联便以一定的速度开始进行，其初期交联过程较低，各项性能也较低，但到了此阶段后期，硫化胶的抗张强度，弹性等不能达到理想水平，但此时抗撕和动态裂口性能都超过正硫化阶段的相应值。1.3 正硫化阶段在这一阶段，硫化胶的各项物理机械性能分别达

12、到或接近最佳点或者说它们之间取得最佳综合平衡。在这一阶段所取的温度、时间分别为正硫化温度和正硫化时间，合称正硫化条件。51.4 过硫阶段正硫化阶段之后，继续硫化便进入过硫阶段。对于一般橡胶来说，此阶段一开始，各项物理性能基本上保持稳定的阶段，即硫化平坦期，过了平坦期以后，即为过硫阶段，在这一阶段会出现两种情况：a:天然胶出现“复原”的现象。b:大部分合成胶（丁基胶除外）则变硬。橡胶硫化全过程可用下图表示：2. 硫化三要素1. 硫化温度：温度是橡胶硫化工艺中最主要的控制条件之一。橡胶硫化温度一般控制在 120-150的范围内。但 为提高生产效率，缩短硫化时间，现在把温度控制在 1804之间。2.

13、 以下是硫化温度与硫化时间的关系一般如下：硫化温度（） 130 140 150 160 170硫化时间（分） 30 15 7.5 3.75 1.8从以上情况看，温度每上升 10，硫化时间将会缩短一半，但它还受以下因素的影响：2.1 橡胶是不良导热体，故对厚制品来说，采用高温很难使内外层胶料2.硫化三要素2.1 硫化温度：温度是橡胶硫化工艺中最主要的控制条件之一。橡胶硫化温度开始起步发展时一般控制在 140-150的范围内。但为提高生产效率，缩短硫化时间， 现在把温度控制在 1805之间。2.2 以下是硫化温度与硫化时间的关系一般如下：硫化温度（） 130 140 150 160 170硫化时间

14、（分） 30 15 7.5 3.75 1.8从以上情况看，温度每上升 10，硫化时间将会缩短一半，但它还受以下因素的影响：橡胶是不良导热体，故对厚制品来说，采用高温很难使内外层胶料同时达到平坦范围之内。2.3 各种橡胶的耐高温能力高低不一（如天然胶需低温长时间硫化）硫化温度提高一定程度后对橡胶性能或多或少带来影响。转矩硫化时间焦烧期 平坦期 过硫期热硫化期62.4 高温对橡胶制品中的纤维也起破坏作用，会使纺织物强度降低。例如：夹布产品在 240连续加热 4 小时，则其夹布将完全受到破坏，因此在提高和选定硫化温度时，对胶种，硫化体系，硫化工艺方法及产品结构都应有所考虑。3.硫化压力它是橡胶硫化的

15、一个重要条件，对成品质量起着重要的作用。本部各种压机的极限压力：台湾 200T（含真空）为 21Mpa; 湖州 150T 为 18.6 Mpa;湖州 100T 为 20 Mpa。3.1 硫化压力在制品硫化时可以起到以下作用：3.1.1 提高胶料的致密性，清除气泡；3.1.2 促进胶料在模腔内的流动，使其迅速填满模腔；3.1.3 使胶料与模具表面贴合紧密，得到光滑的表面及清晰的花纹；3.1.4 提高橡胶与布层，金属骨架的密着力和产品的耐曲扰性。总之，硫化压力对产品质量起着重要作用，但对硫化速度的影响很小基本上不预考虑。4.硫化时间硫化的一个交联过程必须在一定的时间内才能完成。硫化时间的长短必须服

16、从于达到正硫化时间的硫化效应，时间过短将会使制品欠硫。过长将导致制品过硫。因此，在硫化生产过程中就必须严格遵守硫化时间，随意延长或缩短硫化时间是工艺纪律绝对不允许的。第四节、橡胶废品分类、原因分析及解决办法7类别 产生废品的原因 解决办法 责任人（单位）流痕、沟槽1.半成品规格、形状不合格.2.隔离剂浓度太浓。3.硫化工加压太猛，不当。4.设备不保压或压力不足。5.硫化排气次数太少。6.半成品胶料重量不足。1.调整半成品规格，形状至合格。2.稀释隔离剂浓度或减少使用量。3.缓慢加压改变原操作方法。4.修理设备使设备保压。5.增加排气次数。6.增加半成品重量。1.预成型。2.班长，操作工。3.操作工。4.机修工。5.操作工。6.预成型。杂质、老化胶（特别是有色产品）1.原材料本身有杂质或污染。2.炼胶，成型工人为造杂质或污染。3.硫化工对胶料管理不当带入杂质。4.模具不清洁或模具上废边未清除干净。5.混炼焦烧，老化，造成产品表面有老化胶。1.原材料进行检查，过滤并防污染。2