1綜述橡膠製品的（de）首要原料是生膠、各種配合劑、以及作為骨架（jià）資料的銅絲和（hé）金屬資料，橡膠製品（pǐn）的基本出產工藝進程包（bāo）含塑煉、混煉、壓延、壓出（chū）、成型、硫化6個（gè）基本工（gōng）序。
橡膠的加工工藝進程首要是解決塑性和（hé）彈性矛盾的進（jìn）程（chéng），經過（guò）各種加工手（shǒu）段，使（shǐ）得彈性的橡膠變成具有塑性的塑煉膠，在參加各種配（pèi）合劑（jì）製成半成品（pǐn），然（rán）後經過硫化（huà）是（shì）具有塑性的（de）半成品又變成彈性（xìng）高、物理機械功能好的橡膠製品。
2橡膠加工工藝2.1塑煉工藝生膠塑煉是經過機械應力、熱、氧或參加某些化學試（shì）劑等辦法，使生膠由強韌的彈性狀態轉變為柔（róu）軟、便於加工（gōng）的塑性狀態的進程。
生膠塑煉（liàn）的（de）意圖是下降（jiàng）它的（de）彈性，增（zēng）加可塑性，並取得（dé）適當的流動性，以滿足混煉、亞衍、壓出、成型、硫化以及膠漿製作、海綿膠製作等各種加工工藝進程的要求。
把握好（hǎo）適當的塑煉可塑度，對橡膠製（zhì）品的加工和成品質量是至關（guān）重要的。
在滿足加工工藝要求的前提下應盡可能下降可塑度。
隨著恒粘度橡膠、低粘度橡膠的呈現（xiàn），有的橡膠（jiāo）現已不需求塑煉而直接進行混煉。
在橡膠工業中，很常用（yòng）的塑煉辦法（fǎ）有機械塑煉法（fǎ）和化學塑煉法。
機械塑（sù）煉法所用的首（shǒu）要設備是開放式煉膠機、密閉式煉膠（jiāo）機和（hé）螺杆塑煉機。
化（huà）學塑煉法是在機（jī）械塑煉進程（chéng）中參加化學藥品來提高塑煉效果的辦法。
開煉（liàn）機（jī）塑煉（liàn）時溫度一般在80℃以下，屬於低溫機械混煉辦法。
密煉機和螺杆混煉機的排膠溫度在120℃以上，甚至（zhì）高達160-180℃，屬於高溫（wēn）機械混煉。
生膠在（zài）混煉之前需求預先經過烘膠、切膠、選膠（jiāo）和破膠等處理才幹塑煉。
幾種膠的塑煉特（tè）性：天然橡膠（jiāo）用開煉機塑煉（liàn）時，輥筒溫度為30-40℃，時間約為15-20min；采用密煉機塑煉當溫度達（dá）到120℃以上（shàng）時，時（shí）間約（yuē）為3-5min。
丁苯橡膠的門尼粘度多（duō）在35-60之間，因而，丁苯橡膠也可不（bú）用塑煉，但（dàn）是經過塑煉後能夠提高配合機的渙散性順丁橡（xiàng）膠具有冷流性，缺乏塑（sù）煉效果。
順丁膠的門尼粘度較低（dī），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是飽和結構，塑煉難以引起分子的裂解，因而要選擇門尼粘度低的種類而不用（yòng）塑煉。
丁腈橡膠（jiāo）可塑度小，韌（rèn）性（xìng）大，塑煉（liàn）時生熱大。
開煉（liàn）時要采用低溫40℃以下、小輥距、低容量以及分段塑煉，這樣能夠收到較好的效果。
2.2混煉工藝混煉是指在煉膠機上將各種配合（hé）劑均勻的混到生膠（jiāo）種的進程。
混（hún）煉的質量是對（duì）膠料的進一步加工和成品的質量有著決定性的影（yǐng）響，即使配方很好的膠料，如果混煉不好，也就會呈現配合（hé）劑（jì）渙散不（bú）均，膠料可塑度過高或過低，易焦燒、噴霜等，使壓延、壓（yā）出、塗膠和硫（liú）化等工藝不（bú）能正常進行，而且還會導致製品功能下降。
混煉辦法通常分為開煉機混煉和密煉機混煉（liàn）兩種。
這兩（liǎng）種辦法都是間歇式混煉，這是目前（qián）很廣泛的辦法。
開煉機的混合進程分為三個階段（duàn），即包輥（參加生膠（jiāo）的軟化階段）、吃（chī）粉（參加粉劑的（de）混合階段（duàn））和翻煉（吃粉後使生膠和配合劑均達（dá）到均勻（yún）渙（huàn）散的階段）。
開煉機（jī）混膠依膠料種類（lèi）、用途、功能要求不（bú）同，工藝條件也不同。
混煉中要注意加膠量、加料順序、輥距、輥溫、混煉時間、輥筒（tǒng）的轉速和速比等各種要素。
既不能混煉不足，又不能過煉。
密煉機混煉分（fèn）為三個階（jiē）段，即濕潤、渙散和涅煉、密煉機混煉石在高溫加壓下進行（háng）的。
操作辦法（fǎ）一般分為一段混煉法和兩段混（hún）煉法。
一段混（hún）煉法是指經密煉機一（yī）次完成混煉，然後壓片得混煉膠的辦法。
他適用於全天然橡膠或摻有合成橡膠不超過50%的膠料，在一（yī）段混煉操作中，常采用分批逐步加料法，為使膠（jiāo）料不至於劇烈升高，一般采用慢速密煉機，也能夠采用雙速密煉機，參加硫磺時（shí）的溫度必（bì）須低於100℃。
其加料順（shùn）序為生膠—小料—補強劑—填充劑—油（yóu）類軟化劑—排料—冷卻—加硫磺及超促（cù）進（jìn）劑。
兩段混煉法是指兩次經過（guò）密煉機混煉壓片製成混煉膠（jiāo）的辦法。
這種辦（bàn）法適用於合成橡膠含量超過50%得（dé）膠料，能夠避免一段混煉法進程中混煉時間（jiān）長、膠料溫（wēn）度高的缺點。
階段混煉與一段混煉法一樣，僅僅不加硫化和（hé）活性大的促進劑，一段混（hún）煉完後下片冷卻，停放一定的時間，然後再進行第二段混煉。
混煉均勻後排料到壓片機上再加硫化劑，翻煉後下片。
分段混煉法每次煉膠（jiāo）時間較短，混煉溫度較低，配合劑渙散更均勻，膠料質（zhì）量高。
2.3壓延工藝壓延是將混煉膠在壓延機上製成膠片或（huò）與骨（gǔ）架（jià）資（zī）料製成膠布半成品的工藝（yì）進程（chéng），它包含（hán）壓片（piàn）、貼（tiē）合、壓（yā）型和線纜物掛膠等作業。
壓延工藝的首要設備是（shì）壓（yā）延機，壓延（yán）機一般由工作輥筒、機架、機座、傳動設備（bèi）、調速和調（diào）距設備、輥筒（tǒng）加熱和冷卻設備、潤（rùn）滑係統和緊（jǐn）急停車設（shè）備（bèi）。
壓延機的種（zhǒng）類很（hěn）多，工作輥筒有兩個、三個、四個不（bú）等，擺放形式兩（liǎng）輥有立式（shì）和臥式（shì）；三輥有直立（lì）式（shì）、Γ型和三角形；四輥有Γ型、L型、Z型和S型（xíng）等多種。
按工藝用途（tú）來分首要有壓片壓延機（jī）（用於壓延膠片或線纜物貼膠，大多數（shù）三輥或四輥，各輥塑度不同）、擦膠壓延機（jī）（用於（yú）線纜（lǎn）物的擦膠，三輥，各輥（gǔn）有一定得（dé）速比，中輥（gǔn）速度大。
借助速比擦入線纜物（wù）中）、通（tōng）用壓延機（jī）（又稱多（duō）能壓延機，兼（jiān）有（yǒu）壓片和擦膠功能、三輥（gǔn）或四輥，可調速比）、壓型（xíng）壓延機、貼合壓延機（jī）和鋼絲壓延機。
壓延進程一般包含以下工序：混煉膠的預（yù）熱（rè）和供膠；線纜物的導開和幹燥（有時還有浸膠）膠料在四輥或三輥壓延機上的壓片或在線纜物上掛膠依機壓延半成品的（de）冷卻、卷取、截斷、放（fàng）置等。
在進行壓延前，需求對膠料和線（xiàn）纜（lǎn）物進（jìn）行預加工，膠料進入壓延機（jī）之前，需求先將其在熱煉機上（shàng）翻煉（liàn），這一工藝為熱煉或稱預熱，其意（yì）圖（tú）是提高膠料的混煉均勻性，進一步增加可塑性，提高（gāo）溫度，增大可塑性。
為了提高膠料和線纜物的粘合功能，保證壓延質量，需求對（duì）織（zhī）物（wù）進行烘幹，含水率（lǜ）控製在1-2%，含水量低，織物變硬，壓（yā）延中易損壞，含水量高，粘（zhān）附力差。
幾種常見的橡膠的壓延功能 天然橡膠熱塑形大（dà），縮短率小（xiǎo），壓延（yán）容（róng）易，易粘附熱輥，應控製各輥溫差，以便膠片順暢轉移（yí）；丁苯橡膠熱塑性小（xiǎo），縮短率大，因（yīn）而用於壓延的膠料要（yào）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（dù）應（yīng）低於天然橡膠，各輥溫差有高（gāo）到低；氯丁（dīng）橡膠在75-95℃易粘輥，難於壓延，應使用低溫法或高溫法，壓延要迅速冷卻（què），摻有白臘、硬酯酸能（néng）夠減（jiǎn）少粘輥現象（xiàng）；乙丙橡膠壓延功能傑出，能夠在廣泛的溫度（dù）範圍內接連操作，溫度過低時膠料縮短性大，易產生氣（qì）泡；丁腈橡（xiàng）膠熱塑性小，縮短性大，在膠料種參加填充（chōng）劑或軟化劑可減少縮短率（lǜ），當填充劑重量占生膠重量（liàng）的50%以上時，才幹得到外表光滑的膠片，丁腈橡膠粘性小易粘冷（lěng）輥。
2.4壓出（chū）工藝壓出工藝（yì）是經過壓出機機筒筒壁和螺杆件的效果，使（shǐ）膠料達到擠壓和初步造型的意圖，壓出工藝也成為擠出工藝。
壓出工藝的首要設備是壓出機。
幾種橡膠的壓（yā）出特性：天然橡膠壓出（chū）速度快，半成品（pǐn）縮短率小。
機身溫度50-60℃，機（jī）頭70-80℃，口型80-90℃；丁苯橡膠（jiāo）壓出速度慢，壓縮變形大，外表粗糙，機身溫度50-70℃，機頭溫度70-80℃，口型溫度100-105℃；氯丁橡膠壓出前不用充分熱煉，機身溫（wēn）度50℃，機（jī）頭℃，口型70℃；乙丙橡膠壓（yā）出速度快、縮短率小，機身溫度60-70℃，機頭溫度80-130℃，口型90-140℃。
丁腈橡膠壓出功能差，壓出（chū）時應充分熱煉。
機身溫（wēn）度50-60℃，機（jī）頭溫度70-80℃。
2.5打針工藝橡膠打針（zhēn）成型工藝是一種把膠料直接從機筒注入模性硫化的出產辦法。
包含喂料、塑化、打針、保（bǎo）壓、硫化、出模等幾個進程。
打針硫化的很大特色是內層和外層得膠料溫度比較（jiào）均勻一致，硫化速度快，可加工大多數模壓製品。
橡膠打針成型的設備是橡膠（jiāo）打針成型硫化機。
2.6壓鑄工（gōng）藝壓鑄法（fǎ）又稱為傳遞模法（fǎ）或移模法（fǎ）。
這種辦法（fǎ）是將膠料裝在壓鑄機（jī）的塞筒（tǒng）內，在加壓下降膠料鑄入模腔硫化。
與打針成型法相似。
如骨架油封等用此法出產溢邊少，產（chǎn）品質量好。
2.7硫化工藝早先，天（tiān）然橡膠的首（shǒu）要用途僅（jǐn）僅做擦字橡皮；後來才用於製（zhì）作小橡膠管。
直到1823年，英國化學家麥金托什才發明將橡膠溶解在煤焦油中然後塗在布上做成防水布，能夠用來製作雨衣和雨靴。
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，當時許（xǔ）多人（rén）都在想辦法。
美國發明家查理•古德（dé）伊爾也在進行橡膠改性的實驗，他（tā）把天然（rán）橡膠（jiāo）和硫黃放在一起加熱，希望能取得一種一年四季在所有溫度下都保持幹燥且（qiě）富有彈性的物質。
直（zhí）到1839年（nián）2月他才取（qǔ）得成功。
一天他把橡膠、硫黃和鬆節油混溶在一起（qǐ）倒入鍋中（硫黃僅是用（yòng）來（lái）染（rǎn）色的），不小心鍋中的混合物濺到了火熱的火（huǒ）爐上。
令（lìng）他（tā）吃驚的是，混合物落入火中後並（bìng）未熔化，而是保持原樣被燒（shāo）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，這才發現他現（xiàn）已製（zhì）備了他想要的有彈性的橡膠（jiāo）。
經過不斷改進（jìn），他終於在1844年發明了橡膠硫化技（jì）術。
在橡膠製品出（chū）產進（jìn）程中，硫化是很後一道
裁線（xiàn）機（jī）加工工序（xù）。
硫化是膠料在一定條件下（xià），橡膠（jiāo）大分子由線型結構轉變為網狀結構的交聯進程。
硫化辦法有冷硫化、室溫硫化和熱硫化三種。
大多數橡膠製品采用熱硫化。
熱硫（liú）化的設備有硫化罐、平板硫（liú）化機等。
2.8其他出產（chǎn）工藝橡膠製品的出產工藝（yì）還有浸漬法、塗刮法、噴塗法、蕉塑法等。
3橡膠配（pèi）方規劃3.1橡膠的硫化（交聯）交（jiāo）聯是橡膠高彈性的根底，其特色是在一個橡膠分子鏈上僅構成少數（shù）幾處交聯點，因而不會影響橡（xiàng）膠分（fèn）子鏈段的運動。
橡膠的硫化係統較（jiào）多，常見的有：硫（liú）黃硫化係統、過氧化物硫化係統、樹脂硫化係統、氧化物硫化係統等（děng）3.1.1硫黃硫化係統首要適應於二烯類橡膠，其硫化活性點是（shì）在雙鍵周圍的α氫原子。
組成： 硫（liú）黃 活性劑：氧化鋅，硬脂酸 促進劑：噻唑類（DM，M），次磺酰胺類（CZ，NOBS），秋蘭姆（mǔ）類（lèi）（TETD，TMTM，TMTD），胍（D）圖 1 硫黃（huáng）硫化係統的結構特（tè）色表1硫黃硫化係統分類硫化係統 硫黃/促進（jìn）劑（S/A）比 交聯鍵組成 功能特色一般硫黃硫化係統 >1 以多硫鍵為主 動態疲勞功能好；老（lǎo）化功能（néng）差半（bàn）有效硫黃硫化係統（Semi-EV） ≈1 以單硫鍵和雙硫鍵為主 老化（huà）功能好；壓縮長久變形小；無硫化返原有效硫黃硫化係統（EV） <<1 3.1.2過氧化物硫化係統-自由基機理1 常見的過氧化物有：DCP（二枯基（jī）過氧化物）、BPO、DCBP、雙2，52 助交聯劑：抑製聚合難（nán）自（zì）由基無（wú）用的副反應。
如（rú）TAIC，TAC，HVA-23 過氧化物硫化橡膠功（gōng）能特（tè）色：老化功能好，壓縮長久變形小，製品透明性好。
表 2 過氧化物（wù）的交聯效（xiào）率（lǜ）橡膠種類 交聯效率 原因NR 1 自由基的活性首要與甲基的超共軛效果（guǒ）有（yǒu）關，同（tóng）時位阻較大，無法出籠格BR，SBR 10-50 脫氫的速度為NR的1/3，但活性高，位阻（zǔ）小（xiǎo），能較快地與（yǔ）雙鍵加成，構成（chéng）交聯鍵和新自由基NBR >1 腈基影響交聯效果PE，EPDM 1 EPR 0.4 IIR 0 3.1.3氧化物硫化係統這是含鹵（lǔ）素橡膠的首要硫化劑。
通常有氧化鋅/氧化鎂（5/4）、氧化鉛或四（sì）氧化三鉛（10-20，耐（nài）水（shuǐ）製（zhì）品）3.2橡膠的填（tián）料未（wèi）加填料的橡膠，力學功能和工藝功能均較（jiào）差，無法（fǎ）使用。
3.2.1效果 補強性：拉伸強度，撕裂強度，耐磨性 加工功能 下降成本3.2.2填料的結構3.2.2.1粒（lì）徑一般來說，粒徑越小（xiǎo），強度越（yuè）高。
表 3 常用補強劑及填充劑的粒徑範（fàn）圍（mμ）填料名稱 縮寫 料徑範圍槽黑 23-30高耐磨炭黑 HAF 26-35半補強炭黑 SRF 60-130氣相法白炭黑 水合二氧化矽 10-25沉澱法白炭黑 10-40氧化鋅 ZnO 100-500輕質碳酸鈣 CaCO3 1000-3000超細（xì）碳酸鈣 白豔華 25-100硬質陶土 90% < 1000一般滑石粉 TALC 5000-200003.2.2.2結構粒子形狀及內部結構（吸油值法，DBP）。
一（yī）般吸油值越大，結構（gòu）性越強（qiáng），改善（shàn）功能越明（míng）顯。
3.2.2.3比外表（biǎo）積粒子形狀（BET法，CATB法）。
比外表積越（yuè）大，強度越高（gāo）。
3.2.2.4化學結構反應性（xìng）（PH值表示）。
如炭黑外表（biǎo）的羧基（jī）、白炭黑和一般淺色填料外表的羥基（jī）等，酸性填料常影響橡膠的硫化，因而需參加活性劑，消除酸性。
3.2.2.5填料的處理辦法填料外（wài）表一般為親水性的，而聚合物是憎水的，兩（liǎng）者相容性較（jiào）差，必須（xū）進行外表處理。
3.2.2.6外表活性（xìng）劑（1） 結構：有機化合物，具有不對稱的分（fèn）子結構，由親水和疏水兩部（bù）分基團組成。
（2） 親水部分（fèn）：-OH，-COOH，-NH2，-NO2，-SH（3） 疏水部分：長鏈式、苯環式或烴類3.2.2.7偶聯劑（1） 分類：矽烷，鈦（tài）酸酯、鋁酸酯、高分子偶聯（lián）劑等（2） 結構特色（sè）：親水部分與外表活性劑相似，但（dàn）疏水部分能與（yǔ）聚合物構成化學結合或物理纏結。
（3） 對功能的影響：低分子偶聯劑通常在下降粘度（dù）的同時，提高力學功能；高分子偶聯劑則在大幅（fú）度提高力學功能的同時，增加（jiā）係（xì）統的粘度，這是由於分子之間效果力增強（qiáng）的緣故（gù）。
3.3軟化（huà）劑和增塑劑（jì）3.3.1軟化劑的效果（1） 下降係統的粘度，增加（jiā）流動性，下降硫化橡膠（jiāo）的硬度；（2） 改善粘著功能；（3） 有助於填料的渙散；（4） 便於壓出（chū）和成型。
3.3.2常見種類（1） 操作油（軟化劑，用量較大）：分子量300-600的烴類或芳香烴類（如機油，鏈烷烴油，芳香烴油，白臘油等）（2） 極性的酯類（在非極性橡（xiàng）膠中（zhōng）使用，稱（chēng）為增塑劑，其特色為脆性溫度、且用（yòng）量較少）：低分子酯類（DOP，DBP，DOS）和高分子酯類（己（jǐ）二酸乙二醇酯）3.3.3選擇原則（1） 熱力學（首（shǒu）要要素）：自由能ΔF=ΔH（熱焓） - TΔS（熵變）。
一般混合（hé）進程中，自由度增加，ΔS>0；ΔH > 0（吸熱），盡可能小。
（2） 溶度參數（shù）：用Hildebrand方程（chéng）進行判斷。
δ1與δ2越接近（jìn），ΔH越小。
極性橡膠——極性軟化劑；非極性橡膠——非極性軟化劑（3） 溶劑化效果（非必須要素）：一般認為，橡膠的雙鍵有一定的親核性，增塑劑酯類有親電性，經過親電-親核效果增加了（le）兩者的界（jiè）麵強度（dù），相容性增加，不過這種親（qīn）電-親核效果較弱，因而一般用量不宜過大（5-10phr）。
如NR與DBP，NBR與芳烴油的相容（róng）性，SBR、BR與NR的（de）差（chà）異，（4） CR的溶劑選擇原則3.4橡膠的防護係統老化（huà）是指（zhǐ）一切使橡膠功能劣化的進程。
如O2，O3，熱，光，疲勞，力，催化劑，化學介質等，為了考察這些影響要素，規劃了許多實驗辦法。
氧（yǎng）彈（dàn）實驗 O2熱氧老化實驗（yàn） O2，熱光老化實驗 光（戶外，室內，人造光）臭氧老化（huà）實驗 O3疲勞實驗 力，疲勞DSC、TG 熱氧化，O2，空氣；熱降解，N23.4.1分類物理：遷移、阻隔氧的效果防 老 劑化學：無汙染型（xíng）（酚類，1010，1076；硫化二丙（bǐng）酸酯（DLTP，DSTP）；亞磷酸酯（zhǐ），168）；汙染型（xíng）（胺（àn）類，RD，D，A）防護係統 對（duì）苯二胺類（4010，4010NA）抗臭氧劑線形（xíng）碳氫化合物(粗晶蠟，微晶蠟)紫外線劑（橡膠不常（cháng）用、炭黑的效果）金屬離子鈍化劑3.4.2反（fǎn）應機理（1） 鏈引發E = 0（2） 鏈增長E = 4-9kcal/molE = 0kcal/molE = 30kcal/mol而金屬粒子則催化ROOH的分解。
（3） 鏈（liàn）終止（zhǐ）3.5配方規劃與硫化橡膠物性的聯係3.5.1拉伸強度（dù）拉伸強度是表（biǎo）征製品能夠抵抗拉伸損（sǔn）壞（huài）的極限才能。
影響橡膠拉伸強度的首要（yào）要素有：大分子（zǐ）鏈的主價鍵、分子間力以及高分子（zǐ）鏈柔性。
一 拉伸強度與橡膠結（jié）構的聯係（1） 分子間效果力（lì）大，如極性和（hé）剛性基團等；（2） 分子量（liàng）增大，範德華力增（zēng）大，鏈（liàn）段不易滑動，相當於分子間構成了物理交（jiāo）聯點，因而隨分子量增大，拉伸強度增高，到一（yī）定程度時達到平衡；（3） 分子的微觀結構，如順式和反式結構（gòu）的（de）影響；（4） 結晶和取向二 拉伸強度與硫化係統的（de）聯係（1） 交聯密度：有一極大值。
（2） 交聯鍵類型：隨交聯鍵能增加，拉伸強度減小；多硫鍵具有較高的（de）拉伸（shēn）強度，由於弱（ruò）鍵在應力狀態下能起到釋放應力的效（xiào）果，減輕（qīng）應力會（huì）集的程度，使交聯網能（néng）均勻地承（chéng）受較大的應力。
對於能產生結晶的NR等，交聯弱鍵的前期開裂，還有利於主鏈的定向結晶。
三 拉伸強（qiáng）度（dù）與填料的聯係大量的實驗表明：粒徑越小，比外表積越大，外表活性越大，結構性越高，補強的效果越好。
同時隨填（tián）料用量增加，有很大值，其大小受橡膠（jiāo）種類和填（tián）料類型的影響。
四 拉伸強度與軟化劑的聯係軟化劑的參（cān）加（jiā）會損失（shī）拉伸強度，且與軟化劑與橡膠的相容性有關。
3.5.2撕裂強度橡膠的撕（sī）裂是由於資料中的裂紋或裂口受力時迅速擴大而導致損壞的現象，一般是（shì）沿著分子鏈數目很小，即阻力很小的途徑發展。
首（shǒu）要與橡膠應力-應變曲線的形狀和（hé）粘彈性有關（guān）。
與橡膠種類、硫化係統、軟（ruǎn）化（huà）劑均有聯係。
中 文
