胶料的加工课件.ppt

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1、第九章胶料的加工第一节胶料的加工性能生胶或胶料的流动性质是整个橡胶加工过程中最重要的基本性质。影响生胶加工性能流动性质的主要因素是粘度、弹性记忆和断裂过程的力学特性。影响这些性质的链结构参数主要是平均分子量、分子量分布和长链支化。一、粘度门尼(Mooney)粘度:指未硫化胶料在一定温度(100℃)、压力(3×106~6×106Pa)和时间(4mm)时的抗剪切能力。通过门尼粘度的大小,可判断橡胶加工性能的好坏。门尼粘度高,说明平均分子量大,可塑性小,生胶不易塑炼,胶料不易混合均匀,挤出性能也差;反之则平均分子量小,可塑性大,混炼时容易粘辊,还可能影响硫化后制品的强度。分子量分布的表示常用的

2、是不均匀系数:橡胶常用累积重量分数的比值:M0.1试样中有10%重量份的分子的分子量在M0.1以下。M0.9试样中有10%重量份的分子的分子量在M0.9以下。二、弹性记忆1、弹性记忆橡胶在流动中除发生不可恢复的形变外,还存在着可恢复的弹性形变。2、影响弹性记忆的因素a、流动时可恢复形变量b、松弛时间3、胶料中的含胶率、炭黑、软化剂的含量、挤出速度、温度对弹性效应的影响a、胶料中含胶量高,弹性及压出膨胀率大,半成品表面粗糙。b、加入炭黑,膨胀率降低。因为炭黑中的大量空隙能够吸入橡胶,使流动过程中的能引起弹性形变的“自由橡胶”减少。c、加入软化剂也能使橡胶的膨胀率降低,它降低了分子间的作用力

3、,缩短了松弛时间。d、温度高,分子间的距离增大,分子间的作用力降低,松弛时间缩小,因此膨胀率减小。e、提高压出速度,膨胀率增大。三、胶料的断裂特性1、生胶的形变由于实际的生胶既不是一个完全的弹性体,也不是一个完全的塑性体,而是一个既有弹性又有粘性的粘弹性体。所以,生胶在外力作用下发生弹性形变、粘弹形变、塑性形变直到断裂。2、影响生胶断裂特性的因素分子量、分子量分布、支化度3、生胶断裂特性(FailureCharacteristics)的表征用和表示形变指数理想生胶断裂能量密度实际生胶断裂能量密度断裂伸长率生胶被拉至断裂点时的长度生胶拉伸前的长度第二节塑炼焦烧:在混炼、压延、压出过程中以及

4、胶料返回存放中发生早期硫化的现象。薄通:塑炼过程中,减小辊距,使胶品片变薄,以利于冷却。生胶塑炼是指根据生产工艺的需要,通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂(如塑解剂)等方法,使生胶的可塑度提高到便于加工的塑性状态的过程。通过塑炼过程所得到的生胶称为塑炼胶。一、生胶塑炼的目的①便于橡胶与配合剂在混炼过程中混合、分散均匀;②便于压延、压出和成型;③使胶料易于渗入纤维;④提高胶料的粘着性和在溶剂中的溶解性;⑤提高胶料在模具中的流动性,使制品有清晰的花纹轮廓。使橡胶具有适当的可塑度,对橡胶制品的加工和成品的质量是至关重要的。但并不意味着可塑度越大越好,如果塑炼过度,不仅给加工工艺带来一些困难

5、,而且还将使制品的强度、弹性、耐磨等性能下降。所以在满足加工工艺要求的前提下,应尽可能降低可塑度。二、塑炼方法机械塑炼法,化学塑炼法机械塑炼法:通过开炼机、密炼机和螺杆塑炼机等机械力的破坏作用,降低生胶的弹性,获得一定的可塑性。化学塑炼法:借助某些化学药品的化学作用,使生胶达到塑化目的。机械塑炼法中,开炼机塑炼时的温度一般在80℃以下,属于低温机械塑炼;密炼机和螺杆塑炼机塑炼、排胶温度在120℃以上,甚至高达160~180℃,属于高温机械塑炼。低温塑炼:1、机械作用使应力集中于大分子链的中间部位;2、分子链越长越容易发生断裂;3、分子量分布变窄;4、塑炼初期分子量降低迅速,以后趋于平缓。

6、高温塑炼1、不会发生分子量分布过窄的情况;2、氧化对分子量最大和最小的部分都起作用。三、塑炼机理塑炼的实质就是使橡胶大分子链断裂,降低大分子链长度。促使大分子链断裂的因素有机械破坏作用和热氧化裂解两种作用。第二节塑炼1、塑炼目的2、塑炼对橡胶性能有什么影响3、橡胶塑性的表示(威廉氏可塑度、门尼粘度、德弗硬度)a、威廉氏可塑度(P):一定温度的试片,在两平行板间受一定负荷作用下的高度变化来表示:h0——试片原厚度h1——试片在70℃时,在平行板间受到5kg负荷挤压3min后的高度h2——试片去掉负荷,实温下恢复3min后的高度完全弹性体时,h2=h0(P=0);完全塑性体时h2=h1=0(

7、P=1)。二、塑炼机理1、塑炼目的与作用使橡胶分子链断裂,降低大分子长度。断裂作用即可发生在大分子主链也可发生在侧链。2、塑炼时所受到的作用氧、电、热、机械力和增塑剂的作用,塑炼机理与这些因素密切相关,其中起重要作用的是氧和机械力,且两者相辅相成。3、塑炼的分类低温塑炼和高温塑炼,前者以机械降解为主,氧起稳定游离基的作用;后者以自动氧化降解为主,机械作用起强化橡胶与氧的接触。1、低温塑炼机理剪切力ⅠⅡ在空气中,游离基与氧作用:ⅢⅣ(

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