海南大橡胶工艺原理教案10压延

PAGEPAGE1章第十章压延课时4节教学目的压延是半成品生产工艺之一。要求了解压延设备，压延原理，理解压延的基本工艺和主要工艺条件。教学重点重点介绍压延的具体作业及相应的工艺条件。教学难点压延的具体作业及相应的工艺条件。相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）：1．邓本诚主编.橡胶工艺原理.北京：化学工业出版社，19942．陈耀庭主编.橡胶加工工艺.北京：化学工业出版社，19853．橡胶工业手册（一二三册）.北京：化学工业出版社，20014．王贵恒主编.高分子材料成型加工原理.北京：化学工业出版社，19965.杨清芝主编.现代橡胶工艺学.北京：中国石化出版社，20036.王作龄编译.最新橡胶工艺原理（一）～（三十）.世界橡胶工业.2002～2005教学过程教师授课思路、设问及讲解要点一、引言压延是指将混炼胶在压延设备上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程。压延包括压片、贴合、压型、挂胶（贴胶、擦胶）等作业。压延是橡胶制品生产的主要工艺过程之一。压延是一项精致的工艺，它直接影响着产品的质量和原材料的消耗成本等。因此，它成为橡胶制品加工中的一个重要环节。本章主要介绍压延的具体作业及相应的工艺条件。二、教学内容正文（含讲课内容、提问设计、课堂练习等）第一节压延原理一、压延过程主要是通过两个辊筒的辗压作用使胶料压延成具有一定厚度和宽度的胶片的过程。其过程与开炼机的压片过程相似。1.胶料在辊缝中的受力状态2.胶料中辊缝中的流动状态二、橡胶粘弹性在压延中的效应1.橡胶的两种性质①粘性：具有流动性，随时间增大，可以造型，产生永久变形。②弹性：可回复的变形，不能造型。弹性形变的发展和回复都具有松弛特性AB段：链段→弹性→回复（瞬时弹性变形）BC段：链段与分子链→粘弹性→部分回复（粘弹性变形）CD段：分子链→粘性→不能回复（粘性流动）当在t1时解除外力作用，则胶料进行回复DE（瞬时弹性回复）→EF（粘弹性回复）→FG（热弹性剩余回复）→GH为永久变形2.τm—最大松弛时间τm胶料从弹性变形转为粘性流动所需要的时间。表征胶料粘弹性的一个参数。

教学过程3.影响τm的因素（1）胶料的性质门尼粘度；分子量；配方的组成；胶的种类（2）工艺条件辊速；温度4.τm对压延质量的影响一般来说τm↑，回复慢，收缩大（相当于T↓，v↑）；τm↓，回复快，收缩小（相当于T↑，v↓）胶料质量好。三、压延效应1.什么叫压延效应？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.产生原因橡胶分子及针状或片状的填料粒子，经压延后产生了取向排列。粒子效应：选用于各向异性的填料。如针状CaCO3、片状陶土等填料。橡胶分子链的取向：取向后不易恢复到原来的自由状态。3.消除办法①各向异性填料所引起的压延延效应难以解除，其解决办法是避免使用这类填料，而选用等向性填料。如炭黑粒子等。②对于橡胶分子链取向产生的压延效应，可采用提高压延温度，增加分子链的活动能量，加快其运动。④利弊从加工角度考虑：不利，应尽可能消除，否则造成半成品纵横方向收缩不一致。从制品角度考虑：有些需利用之（如橡胶丝），有些则需消除（如球胆）。第二节压延设备一、压延机1.按用途分：压片压延机；擦胶压延机；通用（万能）压延机；压型压延机；钢丝压延机2.按辊筒排列形式分：I型（直线型）、Δ型、Γ型（倒L型）、L型、Z型、S型教学过程3.辊筒挠度的影响及其补偿由于压延时，辊筒在胶料横压力作用下会产生轴向的弹性弯曲变形。其程度大小用辊筒轴线中央处偏离原来水平位置的距离表示，称为辊筒的挠度。挠度的产生会使胶片出现中间厚两边薄的现象，从而影响压延质量。挠度补偿方法：凹凸系数法、轴交叉法、反弯曲法（预负荷法）。4.型号表示XY--4Γ—1730XY——橡胶用压延机4Γ——4个辊筒排列为Γ型1730——辊筒筒工作部分长度，mm二、压延联动装置压延设备除压延机外，还有热炼机，供胶装置，干燥、冷却装置等第三节压延前的准备工艺一、胶料的热炼（预热）其目的是进一步提高胶料中填料分散的均匀性和热可塑性。一般在开炼机上进行，分为两个步骤：粗炼：低温薄通，使胶料变软且均匀细炼：辊距较大，辊温较高，提高胶料温度，获均匀较大的热可塑性二、压延胶料的可塑度范围压延方法胶料可塑度擦胶贴胶压片压型0.45～0.650.35～0.550.25～0.350.25～0.35三、热炼的工艺项目辊距/mm辊温/℃过辊次数/次粗炼2～540～457～8细炼7～1060～706～7速比:1:1.17—1.28(为使胶料快速升温和软化)四、纺织物烘干纺织物的含水率一般应控制在1～2%教学过程第四节压延工艺一、压片1.工艺方法压片—将热炼好的胶料用压延机在辊速相等的情况下，压制成有一定厚度和宽度的胶片。胶片应表面光滑无气泡，不皱缩，厚度一致。工艺方法分为：中下辊不积胶；中下辊积胶；四辊压延机压片2.工艺条件辊温；可塑度；辊速及速比3.胶片的冷却与卷取冷却目的是防止胶片产生自硫，使胶片恢复变形收缩一致。（1）冷却方法水槽冷却（冷水冷却）；敷粉卷取；自然冷却；冷却鼓冷却（2）卷取二、贴合贴合是通过压延机将两层薄胶片贴合成一层胶片的作业，用于制造较厚而质量要求较高的胶片或由两种不同胶料组成的胶片，夹布层胶片等。贴合工艺方法：二辊压延机贴合；三辊压延机贴合；四辊压延机贴合三、压型压型是将胶料压制成一定断面形状的半成品或表面有花纹的胶片。如胶鞋大底，力车胎面等。压型工艺要求规格准确，花纹清晰，胶料密致，故要求胶料收缩变形率小及配方中含胶率不宜过高。压型作业完成后，为使花纹定型，防止扁塌，需采取急冷方法。四、纺织物挂胶（贴胶、擦胶）纺织物挂胶是使纺织物通过压延机辊筒间隙，使其表面挂上一层薄胶，制成挂胶帘布或挂胶帆布，作为R制品的骨架层。1.挂胶目的（1）使纺织手线与线、层与层之间紧密地合成一整体，共同承担外力的作用。（2）增加纺织材料的弹性、防水性。（3）增加成型粘性。（4）起防护纺织材料的作用。教学过程2.挂胶方法（1）贴胶贴胶是利用压延机上转速相同辊筒的压力将一定厚度的胶片贴于纺织物上。常用四辊压延机（一次两面贴胶）、三辊压延机（一次单面贴胶）。（2）压力贴胶进行贴合的两辊筒之间有积胶，利用积胶的压力将胶料挤压到布缝中去。（3）擦胶擦胶是利用辊速不同所产生的剪切力和辊筒的压力，将胶料挤擦入纺织物的缝隙中，以提高胶料与纺织物的附着力，一般在三辊压延机上进行，上辊缝供胶，下辊缝擦胶，擦胶只能处理帆布，不能处理帘布。擦胶方法可分为两种：中辊包胶法（薄擦或包擦）和中辊不包胶法（厚擦或光擦）。几种挂胶方法区别在于两辊之间是否有速比，无速比为贴胶，有速比为擦胶。擦胶优点：①免用溶剂，既可节省汽油，又可防止火灾及由溶剂引起的职业病害，有利于健康。②可以避免溶剂残分引起的气泡问题。③一次擦胶的附胶量相当于几次涂胶，符合多快好，省的原则。轮胎胎圈外用帆布。缺点：容易损坏纤维，对织物强度有影响。3.挂胶工艺条件胶料的可塑度；辊温T；辊速；辊距。五、配方设计考虑的因素供压延作业使用的胶料都应达到以下几个共同要求：①胶料的包辊性流动性适当（不脱辊也不粘辊）；②胶面应光滑，收缩变形小；③胶层无气泡；④焦烧危险性小。为满足以上要求，配方设计时所采取的措施：1.生胶类型2.含胶率低些①加填料：加入结构性高补强性大的填料有利于弹性恢复、压延、挤出。②加再生胶：降低成本，改善工艺。③加软化剂：增大分子的流动性，增大塑性，降低含胶率。3.硫化体系压延温度较高，宜采用焦烧时间的硫化体系，选用后效性促进剂。教学过程三、总结与巩固1.小结本章主要介绍压延原理及压延设备；压延前的准备工艺、压延工艺的具体作业及工艺条件的控制。2.考核知识点2.1压延原理2.2压延前的准备工艺2.3压延工艺3.考核要求3.1压延原理识记：压延的概念；压延效应理解：