《聚合物成型原理与工艺》课程教学资源（PPT课件）第三编 橡胶加工 第九章 胶料的加工

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塑炼、混炼、压延、压出、铸模都是通过胶料的流动来实现的，故橡胶的加工性能主要是橡胶的流动性影响橡胶流动性质的三个因素粘度、弹性记忆、断裂特性

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。 塑炼、混炼、压延、压出、铸模都是通过胶 料的流动来实现的，故橡胶的加工性能主要是橡 胶的流动性。 影响橡胶流动性质的三个因素 粘度、弹性记忆、断裂特性

一、粘度橡胶粘度大，可塑性小；橡胶粘度小，可塑性大可塑性过大：不易混炼，压延粘辊，胶料粘着力小，成品机械性低可塑性过小：混炼不均，压延布料掉皮压模花纹不明，胶片粗糙，收缩大，分子量分布宽，可塑性分布不均，加工性能也不好

一、粘度 橡胶粘度大，可塑性小；橡胶粘度小，可 塑性大 可塑性过大：不易混炼，压延粘辊，胶料 粘着力小，成品机械性低 可塑性过小：混炼不均，压延布料掉皮， 压模花纹不明，胶片粗糙，收缩大，分子量分 布宽，可塑性分布不均，加工性能也不好

1、橡胶加工的流动速率u流动速度增大，增大，增大，减小，流动性好，不易焦烧，故在橡胶加工一般都采用高剪切、高流速。2）过大，剪切速度过快，流动时间比松弛时间短，分子在形变时来不及收缩松弛，剪切除去后继续收缩，半成品膨胀率大，表面不光滑，易压破帘子布

1、橡胶加工的流动速率υ 1）流动速度υ增大， τ增大，γ增大， ηa减 小，流动性好，不易焦烧，故在橡胶加工一般 都采用高剪切、高流速。 2） υ过大，剪切速度过快，流动时间比松 弛时间短，分子在形变时来不及收缩松弛，剪 切除去后继续收缩，半成品膨胀率大，表面不 光滑，易压破帘子布

2、机器转速与温度1）机器转动速度增大，外力作用时间小于胶料松弛时间，弹性形变为主。外力作用时间长，粘性形变量小，出片光滑。调节机器转速可调节流动性，及制品质量2）T上升,na减小，有利于加工3）工业上一般采用低温低速长时间、高温高速短时间

2、机器转速与温度 1）机器转动速度增大，外力作用时间 小于胶料松弛时间 ，弹性形变为主。外力 作用时间长 ，粘性形变量小，出片光滑。 调节机器转速可调节流动性，及制品质量 2）T上升, ηa减小，有利于加工 3）工业上一般采用 低温低速长时间、 高温高速短时间

3、分子量及分布分子量10M→na个→可塑性→可加工性1如天然橡胶，难以加工，为增可塑性，就要降低分子量，塑炼就是这个目的2）分子量分布分布宽，易加工；分布窄，难加工。对橡胶加工而言，分子量分布用三个分子量来表示。即Mw、M01累积重量分数为0.1的分子量、M0累积重量分数为0.9的分子量、分布宽窄用M.1/M。.表示Mw/M0.1M0.9/Mw

3、分子量及分布 1）分子量 Mn↑→ ηa↑→可塑性↓→可加工性↓ 如天然橡胶，难以加工，为增可塑性，就要降 低分子量，塑炼就是这个目的。 2）分子量分布 分布宽，易加工；分布窄，难加工。对橡胶加 工而言，分子量分布用三个分子量来表示。即Mw、 M 0.1累积重量分数为0.1的分子量、M 0.9累积重量分 数为0.9的分子量、分布宽窄用M 0.1/ M 0.9表示 Mw/M 0.1 M0.9/M w

生胶分子量分布对加工性能的影响，主要应注意生胶平均分子量、高分子量尾端和低分子量尾端三部分。高分子量尾端↑→na个→非牛顿性Y→弹性记忆个。低分子量尾端1→生胶冷流，不易存放，不易加工

生胶分子量分布对加工性能的影响，主要 应注意生胶平均分子量、高分子量尾端和低分 子量尾端三部分。 高分子量尾端↑→ ηa↑→非牛顿性γc↓→弹 性记忆↑。 低分子量尾端↓→生胶冷流，不易存放，不 易加工

4、支链长支链个→产生凝胶一橡胶变硬但塑炼后分子降低，流动性很好有时，对无支链的橡胶会在塑炼过程中，愈来愈硬，这就是产生支链的结果，故要加入化学增塑剂在加工时，为了改善流动性，加入一些再生胶，压出容易，膨胀小，其原因就是再生胶是一些带支链分子

4、支链 长支链↑→产生凝胶→橡胶变硬 但塑炼后分子降低，流动性很好 有时，对无支链的橡胶会在塑炼过程 中，愈来愈硬，这就是产生支链的结果， 故要加入化学增塑剂。 在加工时，为了改善流动性，加入 一些再生胶，压出容易，膨胀小，其原 因就是再生胶是一些带支链分子

二、弹性记忆弹性记忆是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弹性记忆效应的大小取决于两个方面1、可恢复形变量的大小分子量大、高分子量级分多、支链等，难恢复2、松弛时间的大小时间短，弹性不明显；长，弹性明显

二、弹性记忆 弹性记忆是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。 弹性记忆效应的大小取决于两个方面 1、可恢复形变量的大小 分子量大、高分子量级分多、支链等，难恢复 2、松弛时间的大小 时间短，弹性不明显；长，弹性明显

三、胶料的断裂特性生胶是一个既有弹性又有粘性的粘弹体。其断裂行为先发生粘性形变，再发生塑性形变，最后断裂生胶的断裂特征可用形变指数0.和断裂伸长比入来表征UreAb-0a10UBUbe理想生胶断裂能量密度Lh生胶断裂时的长度生胶断裂前的长度Ub实际生胶断裂能量密度LO

三、胶料的断裂特性 生胶是一个既有弹性又有粘性的粘弹体。 其断裂行为先发生粘性形变，再发生塑性形 变，最后断裂。 生胶的断裂特征可用形变指数θd和断裂伸 长比λb来表征 Ube 理想生胶断裂能量密度 Lb 生胶断裂时的长度 Ub 实际生胶断裂能量密度 L0 生胶断裂前的长度

影响生胶断裂特性的因素分子量、分子量分布、支化等完全弹性线1.0不能4加工1、分子量窄，难加工3加工性能好往右移22、分子量宽，8可加工性提高0.5L3、分子量往上移，可加工性变难宠全塑性线4、支化程度往上移510

影响生胶断裂特性的因素 分子量、分子量分布、支化等 1、分子量窄，难加工 2、分子量宽，往右移， 可加工性提高 3、分子量往上移，可 加工性变难 4、支化程度往上移