20世纪30年代先后开发了有机硅和有机氟材料,有机硅材料具有优越的耐高低温性能-60~310℃)、高温下优越的物理机械性能、耐老化性、自熄性等特性;而氟碳材料热稳定性好-27~300℃左右),具有极其优越的耐燃料油和耐化学介质性。因此,有机硅和有机氟系列材料以其优异的性能被广泛地应用于汽车、航天、电气、机电、电子、机械、建筑、装潢材料、、生化、纺织、食品工业等领域。
但随着工业技术的不断发展,有机硅材料逐渐暴露出其耐燃料油和耐化学介质差的缺点,而有机氟材料存在耐低温性差等缺陷。因此,20世纪50年代初期;DgwSorming公司巧然地将具有良好耐油性耐化学介质同时耐低温性差的有机氟材料与有机硅材料优势互补,开发了氟硅系列产品。因此,氟硅材料是在有机硅材料以及有机氟材料的基础上发展起来的一种新兴材料。
在氟硅系列材料中,氟硅橡胶是代表性的也是至今应用普遍的新材料,它按硫化类型可分为:热硫化型HTV)、中温硫化型TV)、室温硫化型RTV)、不硫化型NTV)。其中,热硫化的氟硅橡胶包括纯胶如Silastic LS-120、基础胶如LS-422、LS-2323、共聚胶如S-6561等。
所谓基础胶,即供浓思启操供了基础混余胶料资扁柔原稍加调整即可成为自己用途的配合胶,Dow Corning公司也提供各种配合胶,如通用配合胶:LS-53u、IS-63u等,配合胶:LS-2249u、LS-231lu、LS-2370u、LS-2380u、LSQ-2860等,其特性为高强度、高抗撕、高模量、低压缩变形、低温性能好等。所有以上这些国外的氟硅橡胶在国内大体上都有,可采用模压、挤出、压延、涂胶等方法加工制品。中温硫化型TV)、室温硫化型RTV)、不硫化型NTV)统称为液体氟硅橡胶,主要应用于一般机械制造业、机电行业、石油、化工设备、航天器上油箱、油管、电线、电缆接头用的密封剂、粘结剂、粘结密封剂等,主要牌号有:Silastic-142、730、733、A4040等。更的航天技术上应用的Dow Corning公司的94-002、94-003、94-004、94-011等。
因氟硅材料具有优越的电性能及阻燃性,所以在机电行业应用广泛而量大,譬如GE公司感到Dow Corning公司产品不能满足其要求,而自己上了500t/a氟硅材料生产厂,并且新产品层出不穷。所以国内的机电行业、电子行业将是氟硅材料的大市场。
目前,国内民用市场上多数使用的还是廉价的聚硫橡胶和橡胶。聚硫橡胶耐高温达100℃,橡胶达130℃,而氟硅橡胶耐高温可达180℃~230℃,其优势不言自明。
以氟橡胶与氟硅橡胶相比较,高温下氟硅橡胶的物理机械性能要好于氟橡胶,而室温下氟橡胶的物理性能又好于氟硅橡胶2倍,在150℃时,两者的性能相等。到了200℃时,氟硅橡胶的物理性能却好于氟橡胶2倍,在230℃时更是惊人地好于氟橡胶4倍之多。
硫化胶中所含的少量碱会腐蚀金属接触面,而氟硅橡胶的硫化不需要加入酸碱填料,没有腐蚀性。基于这两点,氟硅橡胶将在某些用途及通用行业替代氟橡胶占居主导地位。
由于氟橡胶本身没有硫化点,硫化时必须加碱脱去HF才能形成硫化点。众所周知,美国的汽车工业发展带动了批周边工业的兴起,氟硅新材料也不例外。
美国氟碳弹性体据介绍年产量约1万多吨,氟硅橡胶是它产量的13%左右,而我国氟橡胶市场及生产能力达到2800~3300t/a,按国外习惯比例,我国按3000t/a氟橡胶产量计算,我国氟硅橡胶产量应是409.2t/a,按现售价1000元/kg,其销售额应为4.092亿元/年币),即使按现有氟橡胶总产量计算也是可观的。
所以中国氟硅新材料市场也将和中国汽车市场一样具有惊人的潜力。但就目前的技术,还无法大幅降低氟硅橡胶的成本,价格过高仍是它走向民用市场的障碍。
1. 橡胶(Natural Rubber) 由橡胶树采集胶乳制成,是异戊二烯的聚合物。具有很好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率。在空气中易老化,遇热变粘,在矿物油或汽油中易膨胀和溶解,耐碱但不耐强酸。
2. 橡胶优点:弹性好,耐酸碱。 是制作胶带、胶管、胶鞋的原料,并适用于制作减震零件、在汽车刹车油、等带氢氧根的液体中使用的制品。
3. 丁苯胶(Styrene Butadiene Copolymer) 丁二烯与苯乙烯之共聚合物,与胶比较,品质均匀,异物少,具有更好耐磨性及耐老化性,但机械强度则较弱,可与胶掺合使用。
4. 丁苯胶优点:低成本的非抗油性材质,良好的抗水性,硬度70以下具良好弹力,高硬度时具较差的压缩性。 广泛用于轮胎业、鞋业、布业及输送带行业等。
5. 丁基橡胶(Butyl Rubber) 为异与少量异戊二烯聚合而成,因甲基的立体障碍分子的运动比其他聚合物少,故气体透过性较少,对热、日光、臭氧之抵抗性大,电器绝缘性佳;对极性容剂抵抗大,一般使用温度范围为零下-110 ℃。
6. 丁基橡胶优点:对大部份一般气体具不渗透性,对阳光及臭气具良好的抵抗性,可暴露于动物或植物油或是可气化的化学物中。用于汽车轮胎的内胎、皮包、橡胶膏纸、窗框橡胶、蒸汽软管、耐热输送带等。
氢化胶(Hydrogenate Nitrile) 氢化胶为胶中经由氢化后去除部份双链,经氢化后其耐温性、耐候性比一般橡胶提高很多,耐油性与一般胶相近。一般使用温度范围为零下25-150 ℃。
7. 氢化胶优点:较胶拥有较佳的抗磨性,具的抗蚀、抗张、抗撕和压缩性的特性。
在臭氧等大气状况下具良好的抵抗性,一般适用于洗衣或洗碗的清洗剂中。广泛用于环保冷媒、R134a系统中的密封件、汽车发动机系统密封件。
8. 乙丙胶(Ethylene propylene Rubber) 由乙烯及丙烯共聚合而成,因此耐热性、耐老化性、耐臭氧性、性均非常,但无法加硫。为解决此问题,在EP主链上导入少量有双链之第三成份而可加硫即成EPDM,一般使用温度为零下50-150 ℃。对极性溶剂如醇、酮等抵抗性。
9. 乙丙胶优点:具良好抗候性及抗臭氧性,具的抗水性及抗化学物,可使用醇类及酮类,耐高温蒸气,对气体具良好的不渗透性。高温水蒸汽环境之密封件卫浴设备密封件或零件。制动(刹车)系统中的橡胶零件。散热器(汽车水箱)中的密封件。
橡胶加工工艺主要有两种:一种是传统的高温硫化的橡胶生产工艺,一种是湿法耐磨橡胶生产工艺。事实,湿法生产出的耐磨橡胶制品与传统橡胶生产工艺生产出的橡胶制品相比,在耐磨度、弹性、耐腐蚀等方面更优越。
橡胶本身是具有高弹态的有机高分子材料。橡胶的分子量一般在几十万以上,有的高达百万,其分子结构是卷曲的长链,通过硫化加工后形成三维网状的体型结构。硫化后的橡胶分子链保存越完整,则橡胶性能越好。而传统的橡胶工艺由于是高温硫化,容易破坏橡胶的分子链结构。湿法耐磨橡胶工艺通过常温硫化,可以完整的保存橡胶分子链高达95-97%,所以具有无可比拟的耐磨优势。
成型橡胶的成型是将混炼过的浆料通过加料装置直接从机筒注入模型硫化的生产方法,与塑料成型相类似。采用成型,成型周期短、生产效率高、劳动强度小、产品质量高。主要用于生产密封圈、减振垫和鞋类。
橡胶成型工艺流程包括喂料、塑化、、保压、硫化、出模等。六模胶鞋机成型示意图,先将预先混炼好的胶料经料斗送人机筒,在螺杆旋转的作用下,胶料沿螺旋槽推向机筒前端,胶料在沿螺旋槽前进过程中,由于激烈搅拌和变形,加上机筒外部加热,温度很快升高,可塑性增加,当胶料到达机筒前端后,缸前移使机筒前端的喷嘴与模型的浇口接触,然后缸注胶,胶料经喷嘴注入模腔并保压一段时间,在保压过程中,胶料在高温下进行硫化阶段直至出模,系统进入下一个注胶阶段,并循环往复地进行下去。
成型具有显着的优点:
①简化工艺,减少操作人员数量;
② 降低能耗约10% ;
③提高生产效率4~7倍;
④提高制品的均匀性、稳定性、尺寸性和合格率;
⑤减少飞边,节省胶料;
⑥操作方便,劳动强度低,机械化和自动化程度高。因此,近年来,成型技术越来越受到重要关注,并在橡胶制品生产中得到了迅猛发展。
压延成型压延是使物料受到延展的工艺过程。压延成型的主要设备为三辊或四辊压延机。三辊压延机通过旋转的两辊筒的压力来实现。当胶料通过辊筒间隙时,在压力作用下延展成为一定断面形状的胶条,或在织物上实现挂胶的工艺过程。一般用于胶料的压片、压型,纺织物和钢丝帘布等的贴胶、擦胶以及胶片与胶片、胶片与挂胶织物的贴合等作业。
适用于制造简单的片状、板状制品。它是将混炼胶通过压延机压制成一定厚度和一宽度的胶片的方法叫压延成型。
有些橡胶制品如轮胎、胶布、胶管等所用纺织纤维材料必须涂上一层薄胶在纤维上涂胶也叫贴胶或擦胶,涂胶工序一般也在压延机上完成。
纤维材料在压延前需要进行烘干和浸胶烘干,目的是为了减少纤维材料的含水量,以免水分蒸发起泡和提高纤维材料的温度,以保证压延工艺的质量。
浸胶是挂胶前的必要工序目的是为了提高纤维材料与胶料的结合性能。
压延过程包括的基本工序有:混炼胶的预热与供胶;纺织物的导开与干燥(有时还有浸胶);胶料在四辊或三辊压延机上的压片或在纺织物上挂胶以及压延半成品的冷却、卷曲、裁断、放置等。
在进行压延前,需要对胶料和纺织物进行预加工,胶料进入压延机之前,先将其在热炼机上翻炼,这一工序称为热炼或称预热,目的是提高胶料混炼的均匀性,进一步增加可塑性,提高温度,可塑性。为提高胶料和纺织物的黏合性能,保证压延质量,需要对纺织物进行烘干,含水率控制在1%~2%,含水量过低,纺织物变硬,压延中易损坏,含水量过高,其黏附力差。
橡胶制品种类繁多,但生产工艺过程却基本相同。以一般固体橡胶——生胶为原料的橡胶制品的基本工艺过程包括:塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。当然,原材料准备、成品整理、检验包装等基本工序也少不了。 橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性性能这个矛盾的过程。通过各种工艺手段,使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶,再加入各种配合剂制成半成品,然后通过硫化使具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。
橡胶制品硫化时产生哪些有毒气体? 橡胶的硫化过程中采用烘箱半封闭式硫化有的橡胶会有微量的有毒气体排出能闻到很重的橡胶味。比如一氧化硫、二氧化硫 、三氧化硫、硫化氢气体虽剧毒的东西基本上没有但对人体肯定有害有的产品硫化会产生致的东西或者本身硫化前的橡胶就有致成分少接触为好。 橡胶硫化所采用的有机试剂或多或少对人体都是有害的。
橡胶制品它是可以分为合成橡胶以及橡胶,橡胶的结构是异戊二烯的高聚物,它是通过橡胶植物所得的胶乳来进行加工生产而制作出来的,而合成的硅胶制品是由单体经聚合或缩聚而制得,合成橡胶在外力作用下发生变形,具有快速的恢复原形的能力,因为他是具有良好的物理性能,世面上的橡胶制品有汽车轮胎、胶管、密封圈、胶带、绝缘材料等产品,一般这些产品都是合成的橡胶制品,相比于硅胶制品,橡胶制品在韧性、耐磨差、介电性,防腐蚀性上都较好于硅胶制品,因此在大型机器上面、工业设备、汽车运输设备都常采用橡胶制品,但是橡胶制品是有臭味、有色、污染环境,在价格方面,橡胶制品比起硅胶制品就很廉价。各种橡胶制品加工的基本过程包括塑炼、混炼、压延或压出(即挤出)、成型和硫化等基本工序,其中每个过程针对制品有不同要求,分别配合以若干操作。
广东楚越高分子材料有限公司,是一家按照现代企业制度运作的公司,拥有完整、科学的质量管理体系。从事氟橡胶密封制品行业,公司现在已发展壮大成为集研发、生产、销售为一体的多元化公司,现代化生产基地1000 多平米,高精团队50 余人,拥有20 年橡胶模具生产师傅班子,日本技术、闽台工厂原班骨干成员控制品质。产品业务涉及氟橡胶密封件产品定制、生产,模具加工,工艺包含注塑/注射;铸塑/浇铸;缠绕成型;吸塑成型;挤塑/押出;滚塑/旋转成型;搪塑/冷凝;橡胶成型工艺。