【橡膠工藝】-橡膠成型工藝學習題及答案

橡膠成型工藝學習題及答案橡膠成型工藝學習題及答案 一、填空題1.在C-S-C-、-C-S2-C-、-C-SX-C-三種交聯(lián)鍵中，-C-S-C-熱穩(wěn)定性好，-C-SX-C- 耐動態(tài)疲勞性好。2.；機械增塑法依據(jù)設備類型不同又分為三種開煉機塑煉、密煉機塑煉和螺桿式塑煉機塑煉，依據(jù)塑煉工藝條件不同，又分為低溫機械塑煉和高溫機械塑煉。3.密煉機塑煉的工藝方法有， 一段塑煉法 、分段塑煉法和化學增塑塑煉法三種。4.開煉機混煉過程可分為，包輥 、吃粉 和 翻煉三個階段，其中包輥階段是關鍵。5.膠片的壓延包括，壓片，壓型與膠片的貼合。6.擠出工藝廣泛地用于制造胎面、內胎、膠管以及各種斷面形狀復雜或空心、實心的半成品。7.熱喂料擠出機的長徑比一般在3-8之間，而冷喂料擠出機的長徑比為8-17，甚至達到20。8.混煉工藝是橡膠制品生產過程中的第一步，它的任務就是將配方中的生膠 與各種原材料 混合均勻，制成符合性能要求的混料膠膠料，包括生膠的 塑煉加工和膠料的混煉兩個主要加工過程。9.開煉機混煉時前后輥溫應保持 5-10℃溫差，NR易包熱輥，多數(shù)合成膠易包 冷 輥，因合成橡膠混煉時生熱量比NRNR5-10℃。10.平衡硫化體系具有優(yōu)良的 耐熱老化 性能和 耐疲勞性能。11.在混煉準備工藝中，要求稱量配合操作必須做到 ，細致 ，精確，不漏，不錯。12.膠片壓延工藝可分為，壓片，壓型 和膠片的貼合；紡織物掛膠工藝可分為，貼膠，壓力貼膠和擦膠。13.壓延和壓出時膠料均需熱煉，熱煉包括粗煉和細煉兩個階段，粗煉的目的使膠料變軟 ，細煉的目的是獲得必要的可塑性 。14.一般來說，高溫硫化要求硫化速度快，焦燒傾向小，無噴霜現(xiàn)象。15.生膠塑煉前的準備工作包括選膠，烘膠和切膠處理過程。16.，薄通塑煉法和化學增塑塑煉法。17.混煉膠快檢的項目有可塑度焦燒期和門尼粘度 。18.膠料的包輥性與膠料本身的性質 ，混煉溫度和剪切速率 有關。19.炭黑 是橡膠工業(yè)的主要補強劑。20.適合高溫快速硫化的橡膠結構為 低雙鏈含量的橡膠，可采用的硫化體系有有 效硫化體系 和半有效硫化體系兩種。21.炭黑的粒徑越小，混煉的吃粉速度越 快，在膠料中的分散性越好 炭黑的粒徑越小 對橡膠的補強性越高。22.當橡膠的門尼粘度為60 時可不用塑煉。23.為減少撓度對壓延半成品寬度方向上厚度不均勻的影響，通常采用三種補償方法，即輥筒中高度發(fā)法輥筒軸線交叉法和輥筒預彎曲法。24目前測定膠料硫化程度的方法一般分三大類 物理-化學法，物理機械性能法和專用儀器法。二、名詞解釋1也稱炭黑、凝膠，指填充的未硫化混煉膠中不能被它的良溶劑溶解的那部分橡膠。2、硫化：橡膠的大分子鏈通過化學交聯(lián)作用而形成三維空間網狀結構的化學變化過程。3、噴霜：硫磺在膠料中的配合量超過了它的溶解度達到過飽和從內部析出的一層白霜。4使橡膠由強韌的高彈性狀態(tài)轉為柔軟而富有可塑性的狀態(tài)的的加工工藝。5利用壓延機的輥筒的擠壓力作用使膠料發(fā)生塑性流動變形，形成具有一定斷面規(guī)格，幾何形狀的膠片。6一種在大的變形下能迅速而有力地恢復其變形，能被改性的材料7.包容膠：在炭黑聚集體鏈枝狀結構中屏蔽的那部分橡膠，又叫吸留橡膠。8單位體積硫化膠內的交聯(lián)點數(shù)目，它正比于單位體積內的有效鏈數(shù)目。9.焦燒：膠膠料在加工過程中產生的早期硫化的現(xiàn)象。10.化學塑解劑：通過力化學反應促使橡膠大分子斷裂，降解分子量，增大橡膠可塑性的一類增塑劑，也稱化學塑解劑11.塑煉：指在煉膠機上將各種配合劑加入到橡膠中制成混煉膠的工藝過程。12壓延時，在膠料橫壓力的作用下輥筒會產生彈性彎曲變形，其輥筒軸線中央處偏離原水平位置一定距離。13在高溫或低溫長時間硫化條件下材料性能惡化的過程14.硫化誘導期：熱硫化開始前的延遲作用時間。15將配合劑混合于塊狀、粒狀和粉末狀生膠中的未交聯(lián)狀態(tài)，且具有流動性的膠料。三、簡答題1.什么是硫化？常用的硫化劑有哪幾種類型？硫化的本質就是化學交聯(lián)，之所以稱為硫化，是因為最初的交聯(lián)是用硫黃交聯(lián)得到的。常用硫化劑噻唑類，次磺酰胺類，秋蘭姆類。2.橡膠的硫化歷程分為幾個階段？各階段的實質和意義是什么？33.橡膠配料工藝的原則是什么？①確定符合制品工作性能要求的的硫化膠的主要性能指標以及這些性能指值的范圍。②確定適合現(xiàn)有生產設備和制造工藝所必需的膠料的工藝性能以及這些性能的指標范圍。③選擇能達到膠料和硫化膠指定性能的主體材料和配合劑，并確定其用量，配比關系。4.什么叫塑煉？其目的意義何在？是否每種生膠都需要塑煉？塑煉就是將配方中的生膠與各種原材料均勻混合，制成符合性能要求的混煉膠；塑煉對膠料后續(xù)的加工和制品的質量起著決定性作用，混煉不好會出現(xiàn)配合劑分散不均勻，可塑度過低或過高，焦燒，噴霜等，導致后續(xù)加工難以進行影響質量，并不是每種生膠都要塑煉。5.什么叫壓延效應？它對制品性能有何影響？如何消除壓延效應?壓延延遲效應：壓延膠片出現(xiàn)性能上的的各向異性現(xiàn)象；影響制品的厚度，表面的光滑程度；消除方法：提高壓延溫度，減慢壓延速度，增加膠料可塑度，提高半成品存放溫度等6.當用密煉機混煉下述配方時，其加藥順序如何？NR：100 ZnO：5.0 S：2.7 松焦油：3.5 促進劑防老劑促進劑SRF：35.0 硬脂酸：2.5NR→硬脂酸→防老劑D，促進劑，ZnO→SRF→松焦油→S7.噴霜產生的原因是什么？為避免噴霜應才去哪些措施？硫黃在膠料中的配合量超過了它的溶解度，達到了過飽和。改善方法，在盡可能低的溫度下加工硫黃，使用不溶硫黃，使用合理加料順序，減少硫黃用量，增大促進劑用量。8.什么叫橡膠的老化？引起橡膠老化的內因，外因有哪些？橡膠發(fā)生老化現(xiàn)象源于其長期受熱、氧、光、機械力、輻射、化學介質、空氣中的臭氧等外部因素的作用，使其大分子鏈發(fā)生化學變化，破壞了橡膠原有化學結構，從而導致橡膠性能變壞。9.什么是結合膠？結合橡膠形成的途徑有哪些？哪些因素是影相結結合膠的生成量？結合橡膠也稱炭黑凝膠，指填充的未硫化混煉膠中不能被它的良溶劑溶解的那部分橡膠。形成途徑有兩個，一是化10.在開煉機上混煉時一般會出現(xiàn)哪幾種包輥狀態(tài)？如何才能取得合適于混煉的最好包輥狀態(tài)?①生膠不能進入輥距或強制壓入則成碎塊。②緊包前輥，成為彈性膠帶，不破裂混煉分散性好。③脫輥膠帶成袋囊形式或破碎，不能混煉。④呈粘流薄片，包輥。最好包輥211.混煉過程中加料順序的一般原則是什么？用量少而作用大的配合劑如促進劑，活性劑，防老劑，和防焦劑應先加，在膠料中難分散的的配合劑如氧化鋅也應早加，溫度臨界低，化學活性大，對溫度敏感性大的配合劑如硫，應該最后加。12.與熱喂料擠出工藝相比，冷喂料擠出工藝有哪些優(yōu)點？①對壓力敏感性小，盡管機頭壓力增大，但擠出速率降低不大。②由于不需要熱煉工藝，減少了影響制品的因素。③膠料歷程短，不易發(fā)生早期硫化。④應用范圍廣，靈活性大。⑤投資和生產費用低。13.橡膠的硫化過程可分為那幾個階段？試以硫化歷程來加以說明。14.什么是傳統(tǒng)硫化體系，有效硫化體系和半有效硫化體系？傳統(tǒng)硫化體系是指二烯類橡膠的通常硫黃用量范圍的15.什么叫混煉？混煉的目的意義何在？混煉就是將配方中的生膠與各種原材料均勻混合，制成符合性能要求的混煉膠；混煉對膠料后續(xù)的加工和制品的質量起著決定性作用。16.什么叫擠出破裂？為了減輕擠出破裂和采用的措施有哪些？擠出破裂：當擠出速度超過一定極限時，會產生不穩(wěn)定流動，擠出物表面不光滑，有時會出現(xiàn)粗糙，花紋，螺旋形畸變，甚至完全無規(guī)破裂。措施：①適當?shù)奶岣邷囟?，②適當?shù)慕档蛿D出速度，③在口型上加一個適當擋板，④用喇叭型口型，減小入口角，⑤加入填充劑和增塑劑，獲得光滑的擠出表面。17.在NBR配方中使用了硫黃、促進劑、防老劑、炭黑、液體軟化劑，為使這些配合劑均勻分散，其加料順序如何？NBR→促進劑，防老劑→炭黑→液體軟化劑→硫黃18.理想的橡膠硫化曲線應滿足哪些條件？①硫化誘導期適當，保證加工的安全性。②硫化速度足夠快，提高生產效率。③不易返原，硫化平坦期足夠長，保證交聯(lián)結構的穩(wěn)定性。19.生膠和硫化膠在分子結構和性能上有何不同？硫化前：線性大分子，分子與分子之間無價鍵力；可塑性大，伸長率高，具可溶性。硫化后：化學鍵；交聯(lián)程度加（，物理性能，化學穩(wěn)定性。20.簡述冷喂料擠出機的優(yōu)缺點，并說明冷喂料擠出主要用于哪些橡膠制品的生產？①對壓力敏感性小，盡管機頭壓力增大，但擠出速率降低不大。②由于不需要熱煉工藝，減少了影響制品的因素。③膠料歷程短，不易發(fā)生早期硫化。④應用范圍廣，靈活性大。⑤投資和生產費用低。用于，電線，電纜，膠管以及輪胎的生產21NRBRNRSBRNRBRSBRNR22.撓度的產生會給壓延半成品帶來什么影響？可采用哪些措施進行補償？擾度的產生會使壓延半成品寬度方向的斷面厚度不均勻，中間厚，兩邊薄，影響壓延質量?？刹扇〉姆椒ǎ狠佂驳闹懈叨确ǎ佂草S交叉法，輥筒預彎曲法。23．寫出天然膠配方開煉機混煉時的一般加料次序。天然膠→固體軟化劑→促進劑，活性劑，防老劑和防焦劑→填料→液體油料→硫黃膠料號比重硬度可塑度（膠料號比重硬度可塑度（1）有高有低有高有低有高有低（2）正常很低正?？鞕z項目：可塑度，硬度，密度，門尼粘度，焦燒期，硫化曲線。膠料①問題：混煉不均勻：膠料②問題：填充劑的量不夠多。四、計算題1、已知某塑料在140℃ 時的正硫化時間為20min，計算此膠料在130℃ 和150℃ 時的等效硫化時間，K=2.答案在書上P411-4112、已知某一膠料在150℃ 時的正硫化時間是15min，試利用范特霍夫方程計算出140℃ 和160℃ 時的等效硫化時間，K=2.0參考書上P213.硫化條件為150℃ * 請問硫化溫度改為155℃ 、160℃ 、140℃少？

時其等效硫化時間應分別是多82低溫乳液聚合丁苯橡膠的條件分散介質60%～300%，水量的多少對體系的穩(wěn)定性和傳熱都有影響，水量少，乳液穩(wěn)定性差，不利于傳熱；尤其對于低溫聚合，這種影響更大。因此，低溫乳液聚合生產丁苯橡膠要求乳液的濃度低一些為好，一般控制單體與水的比值為1∶1.05～1∶1.8(物質的量的比)1∶2.0～1∶2.5。單體純度丁二烯的純度＞99%。對于由丁烷、丁烯氧化脫氫制得的丁二烯中丁烯含量≤1.5%，硫化物≤0.01%，羰基化合物≤0.006%；對于石油裂解得到的丁二烯中炔烴的含量應控制0.001%時對聚合沒有明顯影0.01%10%～15%NaOH30℃進行洗滌除去。苯乙烯的純度＞99%，并且不含二乙烯基苯。聚合溫度聚合反應的溫度[12]與聚合采用的引發(fā)劑體系有關。低溫乳液聚合生產丁苯橡膠采用氧化-還原引發(fā)體系，可以在5℃或更低溫度下(-10℃～-18℃)進行，同時，鏈轉移少，產物中低聚物和支鏈少，反式結構可達70%左右。低溫乳液聚合所得到的丁苯橡膠又稱為冷丁苯橡膠。低溫下聚合的產物的性能要比高溫下聚合的產物的好。轉化率與聚合時間為了防止高轉化下發(fā)生的支化、交聯(lián)反應，一般控制轉化率為60%～70%，多控制在60%7～12h，反應過快會造成傳熱困難。丁苯橡膠生產工藝流程簡介原料準備過程將規(guī)定數(shù)量的相對分子質量調節(jié)劑與苯乙烯在管路中混合溶解，再在管路中與處理好的丁二烯混合。然后與乳化劑混合液(乳化劑、去離子水等)和活化劑在管路中混合后進入冷膠進料冷卻器(E-101A)13～17℃，然后，此混合料液流入冷膠進料冷9卻器(E-101B)進一步與液氨換熱，出口溫度控制為8～12℃。與氧化劑混合，從聚合釜(R-101)進入聚合系統(tǒng)[13]。聚合過程2臺聚合釜組成，采用串聯(lián)操作方式。當聚合到規(guī)定轉化率后，在終止釜后加入終止劑終止反應。聚合反應的終點主要根據(jù)門尼粘度和單體轉化率來控制，轉化率是根據(jù)取樣測定固體含量來計算，門尼粘度由取樣測定來確定。雖然生產中轉化率控制在60%左右，但當所測定的門尼粘度達到規(guī)定指標要求，而轉化率未達到要求時，依然要加終止劑終止反應，以確保產物門尼黏度合格。分離過程從終止釜流出的終止后的膠乳液進入緩沖罐。然后經過兩個不同真空度的閃蒸器回收未反應的丁二烯。第一個閃蒸器的操作條件是22～28℃，壓力0.04MPa，在第一個閃蒸器(溫度0.01MPa)蒸出殘存的丁二烯。回收的丁二烯經壓縮液化，再冷凝除去惰性氣體后循環(huán)使用。脫除丁二烯的乳膠進入苯乙烯汽提塔()上部，塔底用0.1MPa50℃，苯乙烯與水蒸汽由塔頂出來，經冷凝后，水和苯乙烯分開，苯20%。經減壓脫出苯乙烯的塔底膠乳進入混合槽，在此與規(guī)定數(shù)量的防老劑乳液進行混合，必要時加入充油乳液，經攪拌混合均勻后，送入后處理工段。后處理工段混合好的乳膠用泵送到絮凝槽中，加入24%～26%食鹽水進行破乳而形成漿狀物，然后與濃度0.5%55℃左右。從膠粒皂化槽出來的膠粒和清漿液經振動篩進行過濾分離后，濕膠粒進入洗滌槽用膠清液和清水洗滌，操作溫度為40～6020%5～50mm的膠粒，用空氣輸送器送到干燥箱中進行干燥。干燥箱為雙層履帶式，分為若干干燥室分別控制加熱溫度