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胶辊生产中硫化工艺的简要介绍

       胶辊硫化工艺是指具有一定塑性和黏性的胶料(混炼胶)经过成型工艺后(如压延、压出、成型等)而制成的胶辊半成品在一定外部条件下通过化学因素(如硫化体系)的作用,重新转化为软质弹性橡胶制品或硬质韧性橡胶制品,从而获得使用性能的工艺过程。

       在硫化过程中,外部的条件使胶料组分中的混炼胶与硫化剂发生化学反应,由线形的橡胶大分子交联成立体网状结构的大分子,从而大大改善了橡胶的各项性能,使橡胶胶辊获得了能满足产品使用需要的硬度、耐热、耐老化、耐酸碱、耐高温、弹性等物理机械性能和其他性能。硫化的实质是交联,即线形的橡胶分子转化为空间网状结构过程。

       目前,大中型胶辊生产企业的硫化方式依然采用硫化罐硫化。硫化的热源有蒸汽、热空气和热水3种加热方式,主流仍是蒸汽。对中空铁芯的胶辊由于金属芯不能接触水蒸汽,则宜采用间接蒸汽硫化,时间上需要延长1~2倍。对不能用硫化罐硫化的特殊胶辊,有时采取热水硫化。

       为防止金属芯与橡胶的导热差异,一般硫化多采用缓慢升温升压的方式,硫化时间远比橡胶本身所需硫化时间要长得多,避免因收缩不同造成胶辊与胶芯之间发生脱层。大型胶辊为达到内外均一硫化以及使金属芯与橡胶的导热性相近,在硫化罐内停留的时间往往长达24~48h,约为橡胶正常硫化时间的30~50倍。
  小型胶辊现已大部分改为平板硫化机模压硫化,彻底改变了胶辊传统的硫化方式。近年还实行注压机装模、抽真空硫化,并且可以自动开闭模,机械化和自动化程度大幅提高,而且硫化时间短,产品质量好,生产效率高。尤其是采用橡胶注射成型硫化机时,把成型和硫化两个工序合二为一,时间可以缩短到2~4 min,已成为胶辊生产发展的重要方向。
  目前,以聚氨酯弹性体(PUR)为代表的液体橡胶在胶辊生产中前景广阔,它采用聚氨酯浇注机浇注形式,抛弃了复杂的成型操作与笨重的硫化设备,使胶辊生产工艺大为简化。不过,浇注式最大的缺点是必须使用模具,对于大型胶辊特别是单个产品来说,开发模具将导致生产成本大幅提高,制约了推广的普及。
  为解决这一难题,近年开始出现无模制造的聚氨酯胶辊新工艺。它以聚氧化丙烯醚多元醇(TDIOL)、聚四氢呋喃醚多元醇(PIMG)和二苯甲烷二异氰酸酯(MDl)为原料,混合搅拌之后快速反应,定量地浇注到缓慢旋转的胶辊金属芯上,一步一步实现边浇注边固化,最后形成胶辊。这种工艺不仅流程短,机械化、自动化程度高,而且省去了笨重的模具,可随意根据要求生产各种规格尺寸的胶辊,使成本大幅度下降,现已成为PUR胶辊的主要发展方向。

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