(一)热炼和供胶
除冷喂料挤出机外,挤出前必须对混炼和停放而冷却的胶料进行预热,这一工序称为热炼。热炼方法和要求与压延胶料相同。胶料的温度和可塑性,根据配方和工艺要求而有所差别,但保持胶料温度和可塑性的均匀和稳定则是一样的,这正是热炼的目的。
能否提供均匀一致的胶料对挤出半成品的质量、产量也有很大的影响。目前,连续生产的挤出机,所需胶料量较大,供胶方法一般多采用带式运输机。将从开炼机上割取的一定宽度和厚度的胶条,用带式运输机向挤出机连续供胶。
(二)挤出
挤出工艺包括选择挤出机、预热设备、调节口型、控制挤出机温度和挤出速度等。
1.挤出机选择挤出机型号应按挤出制品的规格、性能以及胶料特性等来选择。在胶料已给定的条件下,口型大小是选择设备时的主要考虑因素。
挤出机螺杆直径应与口型孔径大小或宽度相适应。在口型孔径给定的条件下,配用挤出机规格过小,会导致机头处压力不足,影响挤出和胶料致密度;压出机规格过大,则导致机头内压力升高,容易引起焦烧。对圆形口型,螺杆直径一般为口型孔径的1.3~3倍;对扁平口型(如胎面口型),最大挤出宽度一般为螺杆直径的2.5~3.5倍。表11-11是口型尺寸与螺杆直径的关系。
表11-11 口型尺寸与螺杆直径的关系
2.设备预热在挤出操作之前,要预热挤出机的机筒、机头和口型等,并达到所需的温度,使胶料在挤出机的工作范围内处于良好的流动状态。
3.调节口型开始供胶后,就要调节口型位置,并测定和检查压出物尺寸、厚薄、均匀度、表面状态和有无气泡等,直到符合工艺要求的公差范围为止。
公差范围随产品而定,一般小部件为±0.75mm,大件为0.75~1.5mm。
4.温度控制控制温度对挤出操作至关重要。合理控制温度,可保证挤出顺利进行,提高产量并改善挤出物质量,使半成品外表光滑、尺寸稳定准确和膨胀率小。挤出温度过低会使半成品表面粗糙、断面增大、电负荷增大;而挤出温度过高,则会引起胶料焦烧和气泡等。为此,挤出过程必须采用最佳温度分布。
通常,挤出机不同部位应采用不同温度。一般情况是,机筒处较低,机头处较高,口型处最高;机筒又可以分作一个或多个温度控制区段。加料段温度一般较低,有利于加料和改善挤出均匀性。对大部分胶料来说,温度设定在43~60℃之间即可;对较硬的胶料,可适当提高温度,约49~60℃。机头处和口型处的温度较高,有两个好处,一是可降低挤出物膨胀率,二是可降低机头压力。
常见胶料的挤出温度范围见表11-12。(https://www.xing528.com)
表11-12 常见橡胶的挤出温度
单位:℃
5.速度控制挤出速度对挤出操作有重要影响。挤出速度快,流量大,但半成品膨胀率和收缩较大,表面粗糙,胶温高,容易发生焦烧;挤出速度低,半成品表面光滑,膨胀率和收缩率小,但产量减少。因此,必须权衡挤出物质量和产量的要求,正确调节和控制挤出速度。
挤出速度与胶料黏度有关。挤出流量随胶料黏度降低而增大,即挤出速度随黏度增大而降低。同时黏度随温度而变化,挤出温度升高,会引起黏度降低,因而也能使挤出速度增大和流量增加。
软化剂对挤出速度的影响表现为两种情况:凡士林、石蜡和硬脂酸等可加快挤出速度;黏性软化剂,如树脂和沥青等会减慢挤出速度。
补强填充剂对挤出速度的影响比较明显,添加软质炭黑,胶料的挤出速度比加硬质炭黑为快,炉法炭黑的挤出速度比槽法炭黑快。
在挤出温度和胶料配方确定的条件下,控制挤出速度的关键是正确确定螺杆转速。
(三)冷却、裁断、称量与接取
半成品挤出后,一般需进行冷却、裁断、称量和接取等一系列工序处理。
1.冷却挤出半成品离开口型时,温度较高,有时高达100℃或110℃以上,所以需要冷却。其目的是降低胶温,防止存放时焦烧,防止变形,稳定断面尺寸。
常用冷却方法有水槽冷却和喷淋冷却,效果以前者为佳,经济简便,占地面积小。在冷却过程中要防止挤出胶料骤冷,引起局部收缩变形或硫黄析出。因此,宜先用40℃左右的温水冷却,然后用15~25℃水冷却,使胶料温度降到20~30℃。冷却水槽的长度和宽度应足够容纳压出物,其中水要不断更换排放,水流方向应与半成品挤出方向相反,以促进对流。这样能提高冷却效果,减少收缩和变形。
2.裁断和称量经过冷却后的半成品,有些类型(如胎面)需经定长、裁断和称量等工序处理。一般在定长后,在输送线上或操作台上,用电刀来裁断,然后检查称量重量。长度、宽度和重量合格的胎面胶片可供使用,不合格者返回热炼。
3.接取胶管和胶条等半成品在冷却后可卷在容器或绕盘上,以便停放,这便是接取。接取的方法一般有两种:手工法和绕卷法。
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