橡胶硫化与成型技术（10章完整版）

ucan

该系列文章zwrjt\daohakkss\piaomiaowm等会员曾发贴出过，但不全，最多到6，总共有22节10章，本次贴出来的为完整版本。

* v. L4 {/ d" T; N% y- x该书系编译自由日本橡胶协会模具分会编写、日本工业调查会于2004年11月出版的《ゴム·エラストマ用金型技术》一书。全书共分10章:模具工业动向、橡胶与弹性体、橡胶与弹性体的硫化方法及其进步、模具内胶料流动和硫化行为与模具设计的关系、配炼与配方设计、模具设计、橡胶制品模具、模具制作、脱模与防止污染、硫化事故与对策。

作者简介:王作龄(1938) ,男,山东青岛人,高级工程师,长期从事橡胶科技情报研究,日文科技文献翻译及审定工作。
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第一章　模具工业动向
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大部分橡胶都通过模具加工成型为各类制品和零部件,如果没有模具就不能制造橡胶制品和部件,模具是橡胶制品加工业不可缺少的工具。橡胶硫化成型就是将混炼胶通过成型加工机械,用模具硫化成型为制品的工序,可分为平板模压硫化成型、注射成型、挤出成型、浇注成型等各种成型方法。橡胶一般是在成型的同时进行硫化(交联) 的,但也有在另外工序里进行硫化的情况。近年来,在用注射成型等工艺的高温短时间硫化工序中,模具也成为重要的环节。
: D9 _: F, B: l2 D- w0 {在成型硫化工序中,橡胶的粘性、流动性、硫化特性等橡胶的基本物理性能对橡胶制品特性均有影响。因此,需要弄清楚对材料特性的管理、设备的研究、成型硫化加工技术、模具等诸问题。将胶料成型硫化为具有一定形状的金属模具,它在成型硫化过程中的问题包括模具的强度、刚性、导热系数、热膨胀系数、结构(排气孔、合模面) 、电镀、边缘部的R 等,而这些问题与成型硫化尺寸、耐久性、硫化时间、开模缩裂、脱模性、模具污染等加工性能休戚相关。
橡胶制品多半是在比玻璃化温度高的温度条件下使用的,硫化成型工序以橡胶的固体状态于150～210 ℃下进行,所以理论计算少,实际上多数是根据以往的经验和直觉进行设计的。因此,对于橡胶模具和塑料模具来说,由于所用材料的特性不同,所以模具的设计和结构也不同。
①橡胶需要硫化,胶料在模具中其粘度会产生微妙的变化;
5 A/ y) m9 V" @+ I6 b1 C+ v4 P②硫化时硫化剂分解,产生气体,因而产生气泡的可能性较高;
' ]" e0 c8 `( V% m6 ?) i# L- T5 a$ R③硫化起步后模腔中的压力逐渐上升;
  T0 _; z4 o) M5 M& L# I4 C④胶料流动时粘度高,与温度的相关性小,流动时压力损失大。
: N1 ]% ^' V  n7 O$ U橡胶模具加工虽然已有100 多年的历史,但有关专著基本没有,仅在橡胶工业便览和模具便览中稍有登载。自然,在橡胶模具设计和制造时无可供参考的专著,橡胶技术人员和模具设计人员只能参考有关塑料模具的专著进行设计和制作也是实情。据调查,58 %的企业希望出版新的有关模具的专业书。再者,橡胶模具会被污染,这已成为脱模性差,硫化制品外观、尺寸、表面光洁度不良等问题的元凶。几乎所有的胶种都会对模具产生污染。为防止模具被污染,一般可在模具的内表面涂布脱模剂。但是,这也成为模具污染的原因之一,许多企业往往对此苦不堪言,希望开发出不污染模具的硫化体系、配合剂、模具材质、模具表面处理、脱模剂和模具清洗技术等。
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第二章　橡胶与弹性体

橡胶的分类方法有按化学结构分类和按用途分类两种。按用途分类可分为以轮胎使用为主的通用橡胶(NR、IR、SBR) 和用于其它制品的特种橡胶(EPDM、CR、NBR 等) 。此外,根据生胶即原料橡胶的形态又可分为固体橡胶、新形态橡胶(如热塑性弹性体、液体橡胶、粉末橡胶) 以及根据功能分类的高功能性橡胶(如感光橡胶、导电橡胶、医用橡胶) 。该书采用按生胶的基本化学结构的分类方法,根据需要也采用了其它的分类方法。

) c4 ]+ c' E! q& [4 b, Y第三章
橡胶与弹性体的硫化方法及其进步
4 c. W7 q' B, ^5 T橡胶(弹性体) 半成品的成型和硫化是指往生胶中添加各种配合剂,经混炼制成混炼胶之后的加工工艺。


第六章
8 P3 v% w% F) y& T模具设计
' _; ?+ B# s9 J橡胶模具设计常与树脂模具设计作比较。对于模压法等成型方法来说,两者有差异,但和塑料一样,注射成型方法得到开发后,橡胶模具逐渐接近树脂模具的规范。但是,加热固化与冷却固化必然存在着本质上的不同,而现实中,具有橡胶特征的模具设计基本上被继承了下来。

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第七章 橡胶制品模具
　橡胶制品制造中,应用模具进行硫化定型的居多。亦即,轮胎以及减振橡胶、隔震器、O形圈、各种绝缘橡胶制品等几乎都用模具硫化生产。正如前面所述,橡胶模具设计与塑料相比有其独特性。模具设计思路基本相同,但设计方法以及独特性则由制品而定。该章对有代表性的橡胶制品———轮胎、胶管、活塞环、O 形圈的硫化模具进行介绍。
第八章 模具制作
0 \. Z( R3 A" q4 K3 L3 H橡胶模具的制造方法基本上与塑料模具的制造方法相同。但是,熟悉模具制造工艺及其加工方法有助于模具的改进。
第九章 脱模与防止污染
* H5 P8 O- i" P; b5 ]3 @生胶消耗量中的大部分用于由模具硫化的橡胶制品,因而使用的模具好坏对制品质量有很大影响。模具在橡胶平板硫化、注压硫化、挤出硫化、模铸硫化(乳胶制品) 等各种硫化方法中均有应用,近年来用注压硫化成型等方法进行高温短时间硫化用的模具颇受业内人士关注。
在橡胶硫化过程中,由于硫化(交联) 反应与成型同时进行,因此无论橡胶的种类、配合剂、与硫化有关的配合体系如何,几乎在所有用模具硫化的工序中都有模具污染现象产生,这成为硫化工序的一个大问题。模具污染的结果是造成硫化制品脱模性变差,以及因污染而产生硫化制品的外观、尺寸、表面光泽等不良问题。
历来为防止模具污染均采用在模具上涂布脱模剂的方法,但这也是造成模具污染的一个原因。对于模具的污染问题,橡胶业内相关专业人员苦思着相应的对策。作为防止模具污染的对策,许多橡胶企业采用了对受污染的模具进行早期更换,对模具进行定期洗涤,对模具涂布脱模剂,对模具进行新的表面处理,胶料中配合内填充型脱模剂和采用污染性小的橡胶配方等方法。但是,防止模具污染依旧比较困难,最好开发难以产生模具污染的模具、有效的模具表面处理技术,解决耐久性等问题,以及开发不会对模具产生污染的脱模剂等各种行之有效的方法。关于模具污染的报道有许多,下文对模具污染和基于污染的脱模、预防对策进行叙述。

第十章 硫化事故与对策。
/ j6 y/ e( p6 c( ~5 u橡胶制品在多数场合是配件的一部分,其形状和性能由其用途决定。制品形状由模具确定,而制品性能则取决于胶种的选择和配方设计。硫化制品可在尺寸和外观方面进行评价,关于性能可在配方设计阶段进行试验研究。这些橡胶材料和模具一旦确定并作为部件投放市场后,再要改变就非常困难。从使用方面看,通过橡胶配方中添加剂的组合会降低橡胶的纯度,在进行所谓硫化的化学反应以满足性能的复杂工序中确保制品的可靠性或寿命非常重要。因此,橡胶制品生产厂家的加工技术必须可靠。制品加工是由生胶和配合剂的秤量、混炼、预成型、硫化、修边和检查一系列工序组成的。此外,加工机械相同而加工条件不同,在要求的制品特性方面因配方内容的不同存在加工难易等问题,此时制造现象的生产技术水平起着重要的作用。生产现场使用的混炼胶大都不是一种而是多种,使用的模具依制品形状和模腔数的不同也有许多种,因此混炼胶的管理也成为重要的课题。根据硫化工序的试行结果使最好的硫化条件实现标准化并按规定条件生产,但有时仍会出现不合格品。硫化出现不合格品有时也无规律可循,在某一时期集中出现不合格品和在某一时间不出现不合格品等成为难以控制的问题。此外,制品售后的耐久性(在规定期限内不出毛病)有时也会出问题,有时也与工序中产生不合格品的季节相符合。因此,应将产生不合格品作为硫化事故并对其原因和对策进行研究。

yantingkai

学习,谢谢楼主!

boboyc

很好的东西,谢谢楼主分享!

Hmilyjun

谢谢楼主，下载这个文件竟然用了57个胶币，真让人吃惊！

[ 本帖最后由 Hmilyjun 于 2008-5-14 21:46 编辑 ]

胶大

看看。怎么花那么多？

胶大

我试验了，十分正常 ，下载前303个胶币。下载后299个胶币。见楼上

ucan

原帖由 Hmilyjun 于 2008-5-14 21:44 发表

+ H7 R: d- p. M& o2 h                               
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谢谢楼主，下载这个文件竟然用了57个胶币，真让人吃惊！

7 r$ g  J! {+ m" X- H4 E! g都没出售，怎么会要胶币啊？

gybdz

我这里缺7和22章，楼主厉害能下全，下载吧，花点胶币，学学新论坛的操作
6 ~* g0 D0 m6 R& r* t. ^5 f2 @我的胶币正常了，好啊

[ 本帖最后由 gybdz 于 2008-5-15 15:32 编辑 ]

bechey

不需要ＭＯＮＥＹ