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，需要先将其在热炼机上翻炼，这一工艺为热炼或称预热，其目的是提高胶料的混炼均匀性，进一步增加可塑性，提高温度，增大可塑性。为了提高胶料和纺织物的粘合性能，保证压延质量，需要对织物进行烘干，含水率控制在1-2%，含水量低，织物变硬，压延中易损坏，含水量高，粘附力差。
几种常见的橡胶的压延性能 天然橡胶热塑形大，收缩率小，压延容易，易粘附热辊，应控制各辊温差，以便胶片顺利转移；丁苯橡胶热塑性小，收缩率大，因此用于压延的胶料要充分塑炼。由于丁苯橡胶对压延的热敏性很显著，压延温度应低于天然橡胶，各辊温差有高到低；氯丁橡胶在75-95℃易粘辊，难于压延，应使用低温法或高温法，压延要迅速冷却，掺有石蜡、硬酯酸可以减少粘辊现象；乙丙橡胶压延性能良好，可以在广泛的温度范围内连续操作，温度过低时胶料收缩性大，易产生气泡；丁腈橡胶热塑性小，收缩性大，在胶料种加入填充剂或软化剂可减少收缩率，当填充剂重量占生胶重量的50%以上时，才能得到表面光滑的胶片，丁腈橡胶粘性小易粘冷辊。 2.4压出工艺
压出工艺是通过压出机机筒筒壁和螺杆件的作用，使胶料达到挤压和初步造型的目的，压出工艺也成为挤出工艺。
压出工艺的主要设备是压出机。
几种橡胶的压出特性：天然橡胶压出速度快，半成品收缩率小。机身温度50-60℃，机头70-80℃，口型80-90℃；丁苯橡胶压出速度慢，压缩变形大，表面粗糙，机身温度50-70℃，机头温度70-80℃，口型温度100-105℃；氯丁橡胶压出前不用充分热炼，机身温度50℃，机头℃，口型70℃；乙丙橡胶压出速度快、收缩率小，机身温度60-70℃，机头温度80-130℃，口型90-140℃。丁腈橡胶压出性能差，压出时应充分热炼。机身温度50-60℃，机头温度70-80℃。 2.5注射工艺
橡胶注射成型工艺是一种把胶料直接从机筒注入模性硫化的生产方法。包括喂料、塑化、注射、保压、硫化、出模等几个过程。注射硫化的最大特点是内层和外层得胶料温度比较均匀一致，硫化速度快，可加工大多数模压制品。
橡胶注射成型的设备是橡胶注射成型硫化机。 2.6压铸工艺
压铸法又称为传递模法或移模法。这种方法是将胶料装在压铸机的塞筒内，在加压下降胶料铸入模腔硫化。与注射成型法相似。如骨架油封等用此法生产溢边少，产品质量好。 2.7硫化工艺
早先，天然橡胶的主要用途只是做擦字橡皮；后来才用于制造小橡胶管。直到1823年，英国化学家麦金托什才发明将橡胶溶解在煤焦油中然后涂在布上做成防水布，可以用来制造雨衣和雨靴。但是，这种雨衣和雨靴一到夏天就熔化，一到冬天便变得又硬又脆。为了克服这一缺点，当时许多人都在想办法。美国发明家查理?古德伊尔也在进行橡胶改性的试验，他把天然橡胶和硫黄放在一起加热，希望能获得一种一年四季在所有温度下都保持干燥且富有弹性的物质。直到1839年2月他才获得成功。一天他把橡胶、硫黄和松节油混溶在一起倒入锅中（硫黄仅是用来染色的），不小心锅中的混合物溅到了灼热的火炉上。令他吃惊的是，混合物落入火中后并未熔化，而是保持原样被烧焦了，炉中残留的未完全烧焦的混合物则富有弹性。他把溅上去的东西从炉子上剥了下来，这才发现他已经制备了他想要的有弹性的橡胶。经过不断改进，他终于在1844年发明了橡胶硫化技术。
在橡胶制品生产过程中，硫化是最后一道加工工序。硫化是胶料在一定条件下，橡胶大分子由线型结构转变为网状结构的交联过程。硫化方法有冷硫化、室温硫化和热硫化三种。大多数橡胶制品采用热硫化。热硫化的设备有硫化罐、平板硫化机等。 2.8其他生产工艺
橡胶制品的生产工艺还有浸渍法、涂刮法、喷涂法、蕉塑法等。 3橡胶配方设计
25
3.1橡胶的硫化（交联）
交联是橡胶高弹性的基础，其特点是在一个橡胶分子链上仅形成少数几处交联点，因此不会影响橡胶分子链段的运动。
橡胶的硫化体系较多，常见的有：硫黄硫化体系、过氧化物硫化体系、树脂硫化体系、氧化物硫化体系等
3.1.1硫黄硫化体系
主要适应于二烯类橡胶，其硫化活性点是在双键旁边的α氢原子。 组成： ? 硫黄
活性剂：氧化锌，硬脂酸?
? 促进剂：噻唑类（DM，M），次磺酰胺类（CZ，NOBS），秋兰姆类（TETD，TMTM，TMTD），胍（D）
图 1 硫黄硫化体系的结构特点 表1硫黄硫化体系分类
硫化体系 硫黄/促进剂（S/A）比 交联键组成 性能特点
普通硫黄硫化体系 >1 以多硫键为主 动态疲劳性能好；老化性能差
半有效硫黄硫化体系（Semi-EV） ≈1 以单硫键和双硫键为主 老化性能好；压缩永久变形小；无硫化返原
有效硫黄硫化体系（EV） <<1
3.1.2过氧化物硫化体系-自由基机理
1 常见的过氧化物有：DCP（二枯基过氧化物）、BPO、DCBP、双2，5 2 助交联剂：抑制聚合难自由基无用的副反应。如TAIC，TAC，HVA-2
3 过氧化物硫化橡胶性能特点：老化性能好，压缩永久变形小，制品透明性好。 表 2 过氧化物的交联效率 橡胶品种 交联效率 原因
NR 1 自由基的活性主要与甲基的超共轭作用有关，同时位阻较大，无法出笼格
BR，SBR 10-50 脱氢的速度为NR的1/3，但活性高，位阻小，能较快地与双键加成，形成交联键和新自由基
NBR >1 腈基影响交联作用 PE，EPDM 1 EPR 0.4 IIR 0
3.1.3氧化物硫化体系
这是含卤素橡胶的主要硫化剂。通常有氧化锌/氧化镁（5/4）、氧化铅或四氧化三铅（10-20，耐水制品）
3.2橡胶的填料
未加填料的橡胶，力学性能和工艺性能均较差，无法使用。 3.2.1作用
? 补强性：拉伸强度，撕裂强度，耐磨性 加工性能? ? 降低成本
3.2.2填料的结构 3.2.2.1粒径
一般来说，粒径越小，强度越高。
26
表 3 常用补强剂及填充剂的粒径范围（mμ） 填料名称 缩写 料径范围 槽黑 23-30
高耐磨炭黑 HAF 26-35 半补强炭黑 SRF 60-130
气相法白炭黑 水合二氧化硅 10-25 沉淀法白炭黑 10-40 氧化锌 ZnO 100-500
轻质碳酸钙 CaCO3 1000-3000 超细碳酸钙 白艳华 25-100 硬质陶土 90% < 1000
普通滑石粉 TALC 5000-20000 3.2.2.2结构
粒子形状及内部结构（吸油值法，DBP）。一般吸油值越大，结构性越强，改善性能越明显。 3.2.2.3比表面积
粒子形状（BET法，CATB法）。比表面积越大，强度越高。 3.2.2.4化学结构
反应性（PH值表示）。如炭黑表面的羧基、白炭黑和普通浅色填料表面的羟基等，酸性填料常影响橡胶的硫化，因此需加入活性剂，消除酸性。 3.2.2.5填料的处理方法
填料表面一般为亲水性的，而聚合物是憎水的，两者相容性较差，必须进行表面处理。 3.2.2.6表面活性剂
（1） 结构：有机化合物，具有不对称的分子结构，由亲水和疏水两部分基团组成。 （2） 亲水部分：-OH，-COOH，-NH2，-NO2，-SH （3） 疏水部分：长链式、苯环式或烃类 3.2.2.7偶联剂
（1） 分类：硅烷，钛酸酯、铝酸酯、高分子偶联剂等
（2） 结构特点：亲水部分与表面活性剂相似，但疏水部分能与聚合物形成化学结合或物理缠结。 （3） 对性能的影响：低分子偶联剂通常在降低粘度的同时，提高力学性能；高分子偶联剂则在大幅度提高力学性能的同时，增加体系的粘度，这是由于分子之间作用力增强的缘故。 3.3软化剂和增塑剂 3.3.1软化剂的作用
（1） 降低体系的粘度，增加流动性，降低硫化橡胶的硬度； （2） 改善粘着性能； （3） 有助于填料的分散； （4） 便于压出和成型。 3.3.2常见品种
（1） 操作油（软化剂，用量较大）：分子量300-600的烃类或芳香烃类（如机油，链烷烃油，芳香烃油，石蜡油等）
（2） 极性的酯类（在非极性橡胶中使用，称为增塑剂，其特点为脆性温度、且用量较少）：低分子酯类（DOP，DBP，DOS）和高分子酯类（己二酸乙二醇酯） 3.3.3选择原则
（1） 热力学（主要因素）：自由能ΔF=ΔH（热焓） - TΔS（熵变）。一般混合过程中，自由度增加，ΔS>0；ΔH > 0（吸热），尽可能小。
27
（2） 溶度参数：用Hildebrand方程进行判断。
δ1与δ2越接近，ΔH越小。
极性橡胶——极性软化剂；非极性橡胶——非极性软化剂
（3） 溶剂化作用（次要因素）：一般认为，橡胶的双键有一定的亲核性，增塑剂酯类有亲电性，通过亲电-亲核作用增加了两者的界面强度，相容性增加，不过这种亲电-亲核作用较弱，因此一般用量不宜过大（5-10phr）。如NR与DBP，NBR与芳烃油的相容性，SBR、BR与NR的差异， （4） CR的溶剂选择原则 3.4橡胶的防护体系
老化是指一切使橡胶性能劣化的过程。如O2，O3，热，光，疲劳，力，催化剂，化学介质等，为了考察这些影响因素，设计了许多试验方法。 氧弹试验 O2
热氧老化试验 O2，热
光老化试验 光（户外，室内，人造光） 臭氧老化试验 O3 疲劳试验 力，疲劳
DSC、TG 热氧化，O2，空气；热降解，N2 3.4.1分类
物理：迁移、隔绝氧的作用 防 老 剂
化学：无污染型（酚类，1010，1076；硫化二丙酸酯（DLTP，DSTP）；亚磷酸酯，168）；污染型（胺类，RD，D，A）
防护体系 对苯二胺类（4010，4010NA） 抗臭氧剂
线形碳氢化合物(粗晶蜡，微晶蜡) 紫外线剂（橡胶不常用、炭黑的作用） 金属离子钝化剂 3.4.2反应机理 （1） 链引发 E = 0
（2） 链增长 E = 4-9kcal/mol E = 0kcal/mol E = 30kcal/mol
而金属粒子则催化ROOH的分解。
（3） 链终止
3.5配方设计与硫化橡胶物性的关系 3.5.1拉伸强度
拉伸强度是表征制品能够抵抗拉伸破坏的极限能力。影响橡胶拉伸强度的主要因素有：大分子链的主价键、分子间力以及高分子链柔性。 一 拉伸强度与橡胶结构的关系
28