2025年橡胶制品成型与加工技术考核试卷及答案

2025年橡胶制品成型与加工技术考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.橡胶硫化过程中，交联键类型对制品性能影响显著。下列哪种交联键赋予橡胶最佳的耐热老化性能？A.单硫键（-S-）B.双硫键（-S₂-）C.多硫键（-Sₓ-，x≥3）D.离子键2.压延工艺中，为避免胶料粘辊，通常需控制辊筒表面温度。对于天然橡胶（NR）压延，合理的辊温范围是？A.30-40℃B.50-60℃C.70-80℃D.90-100℃3.注射成型橡胶制品时，注射压力的主要作用是？A.使胶料充满模具型腔B.促进橡胶交联反应C.降低胶料粘度D.提高模具温度4.混炼过程中，炭黑分散不良会导致制品出现“花斑”缺陷。为改善炭黑分散性，最有效的工艺调整是？A.降低混炼温度B.延长混炼时间至30分钟以上C.提高转子转速并优化加料顺序D.减少炭黑用量5.下列哪种成型方法最适合生产薄壁、复杂结构的橡胶密封件？A.模压成型B.注射成型C.挤出成型D.压延成型6.橡胶硫化三要素中，“时间”的确定主要依据？A.胶料门尼粘度B.制品厚度与传热效率C.硫化剂种类D.模具材质7.开炼机混炼时，辊距过大会导致？A.胶料剪切力不足，分散不均B.胶料生热过高，焦烧风险增加C.辊筒负荷过大，设备损坏D.胶片厚度不均，尺寸偏差8.三元乙丙橡胶（EPDM）因分子链饱和，硫化时需使用哪种特殊硫化体系？A.硫磺-促进剂体系B.过氧化物硫化体系C.树脂硫化体系D.金属氧化物硫化体系9.挤出成型中，“口型膨胀”现象的本质是？A.胶料弹性记忆导致的尺寸回弹B.挤出压力过高引起的变形C.口型温度过低导致的收缩D.胶料粘度不足引起的流动不稳定10.为提高橡胶与金属的粘合强度，最关键的预处理步骤是？A.金属表面喷砂处理B.涂覆底涂剂（如Chemlok系列）C.控制硫化温度D.增加胶料中增塑剂用量二、填空题（每空1分，共20分）1.橡胶混炼的关键工艺参数包括______、______、______和混炼时间。2.密炼机转子类型主要有______、______和______三种，其中______转子剪切分散效果最佳。3.硫化过程可分为四个阶段：______、______、______和______。4.压延工艺的主要设备包括______、______和______，其核心功能是将胶料加工成______或______。5.注射成型机的主要组成部分有______、______、______和______。6.橡胶制品常见缺陷“缺胶”的主要原因是______或______。三、判断题（每题1分，共10分）1.橡胶的塑性值（可塑性）越高，加工性能越好，因此混炼后胶料应尽可能提高塑性。（）2.硫化温度升高会缩短正硫化时间，但可能导致制品“过硫”，需根据胶料类型调整。（）3.挤出机螺杆长径比（L/D）越大，胶料塑化越均匀，因此应尽可能选择大长径比螺杆。（）4.模压成型时，合模压力不足会导致胶料流动不充分，产生“飞边”缺陷。（）5.天然橡胶（NR）的玻璃化转变温度（Tg）低于丁苯橡胶（SBR），因此低温性能更优。（）6.混炼时，促进剂应在补强剂（如炭黑）之后加入，以避免焦烧。（）7.压延工艺中，“中凹”现象是指胶片中间厚度小于边缘，可通过调整辊筒中高度解决。（）8.注射成型的胶料需具有较低的门尼粘度，以保证良好的流动性。（）9.硫化返原现象主要发生在天然橡胶中，是由于多硫键断裂后无法重新交联导致的性能下降。（）10.橡胶与纤维织物粘合时，通常需先对织物进行“浸胶”处理，常用胶浆为间苯二酚-甲醛-胶乳（RFL）体系。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述混炼过程中“焦烧”的定义、危害及预防措施。2.压延工艺中，“气泡”缺陷的可能原因有哪些？如何解决？3.比较模压成型与注射成型的优缺点，说明各自适用的制品类型。4.硫化条件（温度、时间、压力）的选择依据是什么？举例说明厚壁制品的硫化条件调整原则。5.分析炭黑用量对混炼工艺及制品性能的影响（从分散难度、胶料粘度、拉伸强度、耐热性角度）。五、计算题（每题8分，共16分）1.某橡胶制品硫化时，采用平板硫化机，模具厚度为20mm，胶料硫化速度常数K=0.12min⁻¹（145℃），试计算正硫化时间（注：正硫化时间=制品厚度×硫化速度常数的倒数+平板预热补偿时间5min）。2.已知某胶料配方中生胶密度为0.92g/cm³，炭黑密度为1.8g/cm³，软化剂密度为0.85g/cm³，各组分质量份数为：生胶100份，炭黑50份，软化剂10份，其他配合剂5份（密度1.2g/cm³）。计算混炼胶的密度（保留两位小数）。六、综合分析题（14分）某企业生产的橡胶密封圈（材质为丁腈橡胶NBR，厚度5mm，截面为O型）在使用3个月后出现裂纹，经检测裂纹处交联密度显著降低。结合橡胶成型与加工技术，分析可能的原因（从原料、工艺、硫化、后处理等角度），并提出改进措施。答案一、单项选择题1.A2.B3.A4.C5.B6.B7.A8.B9.A10.B二、填空题1.混炼温度；转子转速；填充系数2.椭圆形；三角形；圆筒形；三角形3.焦烧阶段；热硫化阶段；正硫化阶段；过硫化阶段4.压延机；导开装置；卷取装置；胶片；胶布5.注射装置；合模装置；液压系统；控制系统6.胶料量不足；注射压力/模压压力过低三、判断题1.×（塑性过高会导致制品强度下降）2.√3.×（长径比过大会增加生热，可能引起焦烧）4.×（飞边是合模压力过高或胶料过量导致）5.√6.√7.√8.√9.√10.√四、简答题1.焦烧定义：混炼或成型过程中，胶料过早发生硫化反应，导致粘度上升、失去加工流动性的现象。危害：胶料报废、设备堵塞、生产效率下降。预防措施：控制混炼温度（低于焦烧温度）；选择迟效性促进剂；调整配方（减少促进剂用量、增加防焦剂）；缩短混炼时间。2.气泡缺陷原因：①胶料中含有水分或低沸点物质（如未干燥的配合剂）；②压延过程中胶料包辊不实，卷入空气；③胶料塑性过低，流动性差，无法排出气体。解决措施：①配合剂预先干燥（如炭黑105℃烘干2h）；②调整辊距和速比，确保胶料紧密包辊；③提高胶料可塑性（延长塑炼时间或添加增塑剂）。3.模压成型优点：设备简单、投资低；适合小批量、厚壁制品；缺点：生产效率低、劳动强度大、飞边多。适用制品：大型密封圈、橡胶衬里。注射成型优点：自动化程度高、生产效率高、尺寸精度高、无飞边；缺点：设备投资大、适合高流动性胶料。适用制品：精密O型圈、复杂结构密封件。4.硫化条件选择依据：①胶料类型（如NR硫化速度快，EPDM需高温长时间）；②制品厚度（厚制品需延长时间）；③硫化剂种类（过氧化物需高温）；④设备传热效率（平板硫化机比硫化罐传热快）。厚壁制品调整原则：降低硫化温度（避免表面过硫），延长硫化时间（确保内部达到正硫化），例如20mm厚制品硫化温度140℃（比常规145℃低5℃），时间按每毫米1.5min计算（总时间30min+补偿时间）。5.炭黑用量影响：①分散难度：用量增加，分散所需剪切力增大，易出现“团粒”；②胶料粘度：炭黑是补强填充剂，用量增加，胶料粘度上升，加工流动性下降；③拉伸强度：用量在30-60份时，随用量增加强度提高（炭黑与橡胶形成结合胶），超过60份后因分散不良强度下降；④耐热性：炭黑可吸收紫外线，用量增加，制品耐老化性能提高（但过硫风险也增加）。五、计算题1.正硫化时间=20mm×(1/0.12min⁻¹)+5min≈166.67min+5min=171.67min（约172min）。2.混炼胶密度=总质量/总体积。总质量=100+50+10+5=165份。总体积=100/0.92+50/1.8+10/0.85+5/1.2≈108.70+27.78+11.76+4.17≈152.41cm³。密度=165/152.41≈1.08g/cm³。六、综合分析题可能原因：（1）原料问题：丁腈橡胶（NBR）生胶含杂质（如过氧化物残留），或硫化剂（如硫磺）用量不足，导致交联密度低。（2）混炼工艺：炭黑分散不均（局部交联点少），或促进剂（如TMTD）分散不良（局部硫化不充分）。（3）硫化条件：硫化温度过低（如低于150℃）或时间不足（如厚度5mm仅硫化8min，未达正硫化），导致内部交联不完全。（4）后处理：未进行二段硫化（NBR厚制品需120℃×4h后硫化），低分子物质未排出，长期使用后交联键断裂。改进措施：①原