橡胶基本知识及其制品缺陷与原因

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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

2、间制定的依据，并能对生产中出现的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

3、植物树。其 优点 为：弹性好、强度高、绝 缘性好、变形小、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）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

4、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

5、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。2.4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

6、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 C以下；吸收冲 击或吸收震动的效果较好，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 C。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、酮酯等水溶性溶液内膨

7、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 C。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+ 12

8、0 C。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、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 +200C，特殊品级-35+250C （可在250C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300C）又耐低温（最低-100C）,是目前最好的 耐寒、耐高温橡胶；同时电绝

9、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。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

10、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，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

11、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

12、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。1.4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

13、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-匕温度：温度是橡胶硫化工艺中最主要的控制条件之一。橡胶硫化般控制在J20C-150C的范围内。但为提高生产效率, 间，现在把温度控制在1804t之间。丨缩短硫化时2.以下是硫化温度与硫化时间的关系一般如下:硫化C）硫化（分）温度140130150160701.83.过硫期从以时焦烧期3（热硫化期5平坦期.5II二情况看，温度每上升10 C,硫化时间将会缩短一半，但它还受以硫化时间下因素的影响: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

14、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140C-150 C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1805C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CC）130140150160170硫化时间（分）30157.53.751.8从以上情况看，温度每上升 10C，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。2.

15、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 C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

16、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类别产生废品的原因解决办法责任人（单位）1半成品规格、形状不合1调整半成品规格，形状至1.预成型。格.合格。2班长，操2隔离剂浓度太浓。2稀释隔

17、离剂浓度或减少使作工。3硫化工加压太猛，不当。用量。3操作工。流痕、槽沟3缓慢加压改变原操作方4机修工。4设备不保压或压力不足。5硫化排气次数太少。法。5操作工。6半成品胶料重量不足。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。6.预成型。1原材料本身有杂质或污1原材料进行检查，过滤并1材料部.染。防污染。2材料部，2炼胶，成型工人为造杂质2胶料不准落地，容器使用预成型。或污染。前清洗干净。3操作工。杂质、老3硫化工对胶料管理不当3胶料用专用器具盛装，上4操作工。化胶（特带入杂质。料时严防污染。5材料部，别是有色4.模具不清洁或模具上废4模具在使用前清洗干净，预成型。产品）边未清

18、除干净。脱模后将废边清除干净。5.混炼焦烧，老化，造成产5加强胶料管理，（特别是品表面有老化胶。有色胶）开炼机挡板两边 胶料清楚干净。1欠硫：A硫化温度低，B1严格按工艺生产，制定合1工艺科，硫化时间短。理的硫化工艺。硫化工。2硫化压力不足或不保压。2增加硫化压力或维修设2机修工。气泡、发3.胶料或原材料含水分太备。3材料部。孔（不饱大。3进行干燥处理，将水分蒸4.预成型。满）4预成型件中混有杂胶或 塑料袋。5密炼，热炼或成型时温度 不够。发。4重新混炼，过虑后使用。5提高其温度至合格为止。5材料部。橡胶废品分类、原因分析及解决办法（续1）类别产生废品的原因解决办法责任人（单位）砂眼1模脏或模

19、具锈蚀2胶料污染严重或胶料表 面气孔。3成型件重量不足。4.胶料流动性差或胶料老 化。5胶料杂质过多.1清洗模具或沙光。2重新成型，更换胶料。3增加单耗，使达到合格。4提高胶料流动性，加强胶 料的管理。5.胶料过滤处理.1.洗模工。2预成型3预成型4材料部，预成型5材料部，预成型缩裂1压力不足或不饱压2焦烧时间太短，胶料强度 不够或硬度太低3. 模具本身合模线不齐或 模具分型碰缺4. 胶料老化或胶料流动性 不好1调整压力或维修设备。2调整配方或提高胶料强度。3.检杳，修理模具。4加强胶料的管理，以便提 高胶料流动性能。1机修工2材料室3半产品或项目 组4.材料部明疤（缺 料）1胶料与模具表面之

20、间的 空气无法逸出。2压力不足或不饱压。3. 胶料流动性太差或胶料 焦烧时间太短。4. 压机热板或模具温度太 高。5. 胶料填充不足或上料方 法不对。1加开排气槽，改进模具结 构或增加排气次数。2提高压力或维修设备。3调整配方，提高胶料流动 性。4降低温度或用电扇或水 降低模具温度。5增加半成品单耗，胶料要 上正上到位。1项目组2机修工3.班长4操作工5.工艺科喷霜1欠硫，不按时间出模（硫 化时间短），硫化温度低。2配合剂过量或配方不当。3空气湿度大或季节变化 （原材料受潮）1严格按工艺生产，制定合 理的硫化工艺。2加强配料管理，检查或调 整配方。3原材料进行干燥处理。1硫化工，工艺 员2材料

21、室3材料部尺寸不合格1成型件重量太大。2成型件尺寸不合格。3.模具结构不合理或不合 格。4骨架变形，模具定位不 稳。1控制成型件重量，增加压 力，减少胶料。2重新成型。3修理模具或更改结构。4加强骨架管理及检查力度，修理或更改模具。1.预成型2预成型3项目组4项目组和各工序检验橡胶废品分类、原因分析及解决办法（续2）类别产生废品的原因解决办法责任人（单位）焦边1. 温度过高。2. 单耗过大。3. 胶料老化，焦烧。4胶料焦烧时间短。5. 余料槽不合理。6. 排气时间太长或中途加 压排气。1调整温度。2.调整单耗。3加强胶料管理。4调整焦烧时间。5修理模具。6调整排气频次，尽量避 免中途排气。1.

22、 班长2. 工艺员3预成型4材料室5修模工6操作工1.镀锌层不均，油污未除1严格控制检杳，加强工1各工序干净。艺控制。2.前处理2.骨架处理：A.粘合剂配2严格执行骨架处理工3各操作工比不合理；.B.固化温度艺。4洗模工高；C.固化时间短；D.3妥善保管骨架，防止人5材料室涂胶不均。为污染。6预成型，修模脱胶3工人将油污粘上骨架。4模具太脏或扒胶严重。5. 胶料配方不合理或未按 工艺成型。6. 单耗大或排气不良4.清洗模具，保持模具清 洁。5重新调整配方，严格按 工艺执行。6.减少成型件单耗或修理 模具。工1模具扒胶。1加强模具清洗力度，勤1洗模工2操作方法不正确。检杳。2操作工，班长3 .辅助脱模器不符合要2指导操作工正确的操作3项目组缺口、裂求。方法。4项目组口、撬坏4.模具结构不合理。5胶料热撕裂性差，流动 性不好。3更换或重新设计符合要 求的工装。4重新设计模具结构。5.调整配方，加强材料管 理。5材料室