在過(guò)去的35年間，硅橡膠工業(yè)不斷面臨地，那么定要注意將污染性材料與硅橡膠著滿足日益增長(zhǎng)的現(xiàn)代擠出產(chǎn)品市場(chǎng)需要的挑戰(zhàn)。硅橡膠在耐磨性、耐割穿性能、耐化學(xué)藥品性、耐油性及機(jī)械強(qiáng)度方面都有了提高。另外，硅椽膠生產(chǎn)商滿足了對(duì)加工性能進(jìn)一步改進(jìn)的要求，這一點(diǎn)對(duì)制造商來(lái)說(shuō)一直是至關(guān)重要的一個(gè)方面。同樣，制造商在將硅橡膠加工成絕緣制品、抗靜電制品、半導(dǎo)電制品和導(dǎo)電制品等工藝上已經(jīng)成熟了。硅橡膠作為具有較高熱老化溫度的材料，其價(jià)值和可靠性促進(jìn)了它在制造商和用戶中的廣泛使用。為了滿足特定用途的需要和解決許多工藝上的問(wèn)題設(shè)計(jì)的新型膠料具有許多優(yōu)點(diǎn)，都是膠料生產(chǎn)商和產(chǎn)品制造商努力的結(jié)果。

   由于篇幅所限，這篇文章不可能涵蓋加工過(guò)程的每一個(gè)方面。本文主要討論硅橡膠擠出型材、電線和電纜制品的加工工藝。

                                          1 混煉與返煉

   目前，樸強(qiáng)膠料和混煉膠料的選擇范圍很廣，這就可以靈活地滿足制造商對(duì)膠料提出的各種要求。樸強(qiáng)膠料是由硅橡膠純膠、白炭黑填料和加工助劑組成。通過(guò)加入l～2種填料、耐熱老化助劑、顏料和適當(dāng)?shù)牧蚧瘎�，制造商可以調(diào)整膠料性能．使其滿足所有要求。

   雖然硅橡膠的加工設(shè)備和有機(jī)橡膠的加工設(shè)備牧什么兩樣，但建議不要用同一臺(tái)開(kāi)煉機(jī)來(lái)加工有機(jī)橡膠和硅橡膠。最好有硅橡膠專用的操作問(wèn)，而且要保持清潔的環(huán)境，因?yàn)楸昏杖镜墓柘鹉z的機(jī)械性能和電性能都要降低。如果不能為硅橡膠配置專用的加工場(chǎng)地，那么定要注意將污染性材料與硅橡膠和硅橡膠的配合助劑完全隔離。

   硅橡膠公司還提供一種非返煉型膠料，可以直接喂入到擠出機(jī)中。但是，許多場(chǎng)合要求高強(qiáng)度膠料，這種膠料不在非返煉型膠辯之列。后一種膠料在擠出之前必須經(jīng)過(guò)返煉。那些確實(shí)需要返煉的膠料在返煉后塑性也會(huì)發(fā)生變化。具有較高生膠強(qiáng)度的前一種膠料在返煉時(shí)一般都可以用刮膠板或割膠刀從輥筒上取下來(lái)。但是，那些較柔軟的膠料，或生膠強(qiáng)度低的膠料容易粘到輥筒上，這時(shí)就需要用長(zhǎng)刮膠板把膠料刮下來(lái)。刮膠板應(yīng)該用尼龍制成，因?yàn)槟猃埬軌蜻_(dá)到所要求的壽命，而且不會(huì)被輥筒磨損，而鋼質(zhì)刮膠板卻會(huì)被輥筒磨損，因此尼龍刮膠板更安全。尼龍刮膠板也消除了金屬刮膠板有時(shí)在輥筒上產(chǎn)生的劃痕。由于硅橡膠本身的特點(diǎn)，容易包到轉(zhuǎn)速較快的輥筒上．所以刮膠板也應(yīng)該安裝在轉(zhuǎn)速較快的輥筒一側(cè)。如果膠料容易包到轉(zhuǎn)速較慢的輥筒一側(cè)．就要檢查一下兩輥筒問(wèn)的輥距是否合適。一般說(shuō)來(lái)．將兩個(gè)輥筒靠近，減小了輥距后，膠料就會(huì)包到轉(zhuǎn)速較快的輥筒上。開(kāi)煉機(jī)的輥筒應(yīng)該通入冷卻水，以避免膠料焦燒，對(duì)那些含雙(2．4一二氯化苯甲酰)過(guò)氧化物或過(guò)氧化苯甲酰的膠料尤其應(yīng)該注意。

   混煉硅橡膠只需要很少的幾種配音劑就可以獲得所要求的性能。一般情況下，當(dāng)采用一種或兩種通用樸強(qiáng)硅橡膠和各種填料混煉后．就可以靈活地達(dá)到所要求的各項(xiàng)性能。許多入認(rèn)為如果制造商在硅橡膠膠料使用前不能在專用場(chǎng)地，用專用設(shè)備進(jìn)行混煉操作，那么膠料就有可能滿足不了最終的質(zhì)量要求。有機(jī)雜質(zhì)的確會(huì)影響硅橡膠的許多性能．甚至遲延硫化。但是，只要保證硅橡膠理想的混煉操作場(chǎng)地，清潔的環(huán)境，以及合適的混煉工藝，制造商混煉的硅橡膠膠料的電性能和機(jī)械性能可以，而且一定能夠達(dá)到膠料生產(chǎn)商提供的主要性能指標(biāo)。有時(shí)，混煉好的樸強(qiáng)膠料比一般膠料或純膠膠料的性能還要好。假設(shè)膠料配方合理，可以在擠出機(jī)上采用濾腔網(wǎng)將膠料中少量未分散的顆粒除去．從而得到高質(zhì)量的擠出產(chǎn)品。

為了得到高質(zhì)量的產(chǎn)品，硅橡膠混煉時(shí)必須遵循以下基本步驟：

(1)仔細(xì)稱量每種要用到的配合組份。

(2)將硅橡膠純膠或補(bǔ)強(qiáng)膠料放到開(kāi)煉機(jī)上后，調(diào)節(jié)輥距，讓硅橡膠包到轉(zhuǎn)速較快的輥筒上，并且充分返煉。純硅橡膠通常只需稍加返煉或不用返煉就可以加入填料。但是，由于補(bǔ)強(qiáng)硅橡膠中含有樸強(qiáng)白炭黑，必須經(jīng)過(guò)充分返煉。只要膠料包到轉(zhuǎn)速較快的輥筒上就表明返煉程度合適了。經(jīng)過(guò)充分返煉的樸強(qiáng)硅橡膠在最后加入填料時(shí)吃粉迅速。

(3)如果需要，就要將所要求的補(bǔ)強(qiáng)填料(細(xì)粒子白炭黑)加入膠料中。有些填料在混煉過(guò)程中會(huì)經(jīng)過(guò)輥筒掉到接料盤(pán)中，應(yīng)該將這些填料收集起來(lái)在下一次填料加入之前加到膠料中。常用橡膠刮板來(lái)刮取接料盤(pán)中的填料。建議不要使用刷子，因?yàn)橐恍┧⒚�有可能從刷子上掉下�?lái)混到膠料中去。因?yàn)闃銖?qiáng)填料的比表面積比增容填料的比表面積大，所以必須將其充分混煉到硅橡膠中去，以保證膠料完全浸潤(rùn)填料。尤其要注意的是不能將所有白炭黑一次加入膠料中，而應(yīng)該分成2～3次分批加入。每加入一批填料，都要充分翻煉膠料。這樣就能保證填料分散均勻，避免形成硬的填料凝塊。如果補(bǔ)強(qiáng)自炭黑填料加入膠料中的速度過(guò)快，填料含趨高，膠料含量少的硬顆粒就會(huì)在膠料上方旋轉(zhuǎn)堆積，導(dǎo)致分散不均。當(dāng)加入樸強(qiáng)白炭黑填料時(shí)。合理的輥距可以保證最佳的膠料混煉速度和混煉質(zhì)量。以較大的輥距加入填料時(shí)混

煉效率較高。

(4)增容填料通常在補(bǔ)強(qiáng)填料后加入膠料中。增容填料也應(yīng)該分批加入，而不是一次全部加進(jìn)去．而且在分批加入時(shí)，每一次都必須經(jīng)過(guò)充分地翻煉。

(5)最后加入膠料中的是硫化劑。注意當(dāng)膠料太熱(最多不超過(guò)4O℃)時(shí)，不要加硫化劑。否則會(huì)產(chǎn)生部分硫化，導(dǎo)致膠料報(bào)廢或硫化劑損耗。向輥筒中通入足夠的冷卻水，可以避免膠料過(guò)熱。最后，為了使硫化劑分散均勻，還要將整輥膠料薄通幾遍。

   多數(shù)情況下，硫化劑是直接加入混煉好的膠料中，尤其是對(duì)于那些使用前不要求返煉的膠料來(lái)說(shuō)。如果膠料的停放時(shí)問(wèn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)它的貯存期，或者對(duì)返煉貯存期(即1～2天或更短)很短的高強(qiáng)度膠料來(lái)說(shuō)，應(yīng)該在返煉膠料時(shí)再加入硫化劑。貯存期是膠料返煉或混煉好以后到膠料變硬，不能進(jìn)行有效的擠出操作前的這段時(shí)問(wèn)。超過(guò)貯存期的膠料使用前必須經(jīng)過(guò)返煉或熱煉。但是，貯存期并不能決定膠料的使用壽命。由于加入硫化荊的膠料比沒(méi)有加入硫化荊的膠料結(jié)構(gòu)化速度快，所以在返煉時(shí)再加入硫化劑的方法經(jīng)實(shí)踐證明可以節(jié)約時(shí)間。未加入硫化劑的膠料中的結(jié)構(gòu)化部分較少，返煉時(shí)容易包輥，而加入硫化劑的膠料中的結(jié)構(gòu)化程度較為嚴(yán)重，不容易包輥。結(jié)構(gòu)化程度嚴(yán)重的膠料在包輥前可能會(huì)從輥筒上掉下來(lái)幾次，這就延長(zhǎng)了返煉過(guò)程，浪費(fèi)了時(shí)問(wèn)。

   硫化劑的種類和用量會(huì)影響膠料的返煉貯存期。雙一(2，4一二氯化苯甲酰)過(guò)氧化物的膠料比過(guò)氧化苯甲酰的膠料貯存期短，結(jié)構(gòu)化速度快。(“結(jié)構(gòu)化”是加入聚合物中的填料引起膠料粘度增加的現(xiàn)象)。結(jié)構(gòu)化現(xiàn)象也存在于未加硫化劑的膠料中，但是結(jié)構(gòu)化程度要低一些。

   采用CV(連續(xù)蒸汽硫化)硫化時(shí)，適用的有過(guò)氧化苯甲酰、二枯基過(guò)氧化物(Varox系列)，與雙一(2，4二氯化苯甲酰)過(guò)氧化物相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)降低膠料成本；

(2)延長(zhǎng)返煉貯存期(對(duì)于某些膠料貯存期延長(zhǎng)至2倍或2倍以上；

(3)提高擠出速度。

                                              2 質(zhì)量監(jiān)控

   對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，混煉帶來(lái)許多好處的同時(shí)也要求制造商保證較高的膠料質(zhì)量。提供給制造商的硅橡膠純膠和補(bǔ)強(qiáng)膠料已經(jīng)經(jīng)過(guò)仔細(xì)的測(cè)試，以確保達(dá)到最佳質(zhì)量。但是，混煉過(guò)程中加入的填料、硫化劑和著色劑對(duì)膠料的潔凈度以及稱量和混煉時(shí)的精度有一些影響。制造者應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)拇胧�，即在填料被硅橡膠浸潤(rùn)后，對(duì)膠料進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。對(duì)于補(bǔ)強(qiáng)白炭黑填充膠料浸潤(rùn)時(shí)間一般是不少于3d。如果膠料中僅加入了增容填料，1-2d就足夠了。“浸潤(rùn)”指的是硅橡膠聚合物被白炭黑吸收的過(guò)程。

   如果處于最佳的測(cè)試時(shí)間范圍內(nèi)建議采用ASTM試片作為測(cè)試試樣。對(duì)于雙—(2，4二氯化苯甲酰)過(guò)氧化物和過(guò)氧化苯甲酰，硫化條件為140℃×10rain時(shí)就可以獲得滿意效果。二段硫化和試片的熱老化應(yīng)該模擬膠料加工時(shí)的條件進(jìn)行。熱老化條件應(yīng)該根據(jù)擠出產(chǎn)品的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)制定。質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)該始終保持有組織和系統(tǒng)性，并用成為例行手續(xù)。實(shí)踐證明這將很有成效。

   對(duì)于采用CV和HAv(熱空氣硫化)的膠料來(lái)說(shuō)，Monsanto流變儀是非常有效的測(cè)試儀器。質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)該包括對(duì)膠料的拉仲?gòu)?qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率、邵A硬度、撕裂強(qiáng)度(除非特別說(shuō)明外均指的是B型試樣)、密度和電性能的測(cè)試。前4項(xiàng)指標(biāo)很明顯．可以馬上說(shuō)明膠料是否符合標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)密度所作的控制試驗(yàn)可以找出配煉時(shí)的差錯(cuò)，如填料加得太少或太多。

   密度檢測(cè)可以同時(shí)控制膠料成本和性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求這兩項(xiàng)指標(biāo)，所以顯得尤為重要。可能有這樣一種情況，即膠料機(jī)械性能滿足了要求。但是由于加入的填料少，膠料成本卻上去了。另一方面。膠料密度過(guò)大說(shuō)明加入的填料太多．這可能反過(guò)來(lái)影響了成品的質(zhì)量和性能，或者使成品的密度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍。

   另外一個(gè)確定膠料最佳停放時(shí)間及其對(duì)加工有效性影響的工具是wiIlian可塑儀。用William可塑儀可以得到兩個(gè)指標(biāo)(即膠料可以順利擠出時(shí)的軟化點(diǎn)和允許的最高硬化點(diǎn))，再與最佳擠出條件相結(jié)合，擠出過(guò)程就可以既節(jié)約了時(shí)間，又降低了成本。

                                            3 濾膠網(wǎng)和濾膠墊板

   濾膠網(wǎng)通常由20～40目的濾膠板和網(wǎng)孔較細(xì)的60～100目濾膠網(wǎng)組成。目前采用的大多數(shù)濾膠網(wǎng)是由不銹鋼制成，也可以用蒙及爾合金。

   某些制造商喜歡不用濾膠網(wǎng)直接擠出，因?yàn)檫@樣可以提高擠出速度。有時(shí)也消除了在濾膠板附近生熱和焦燒的可能性。但是，濾膠網(wǎng)的使用也不容忽視，因?yàn)樗鼈兤鹬�一個(gè)明確的作用就是去除雜質(zhì)和未分散的填料顆粒。濾膠網(wǎng)也可以排除混煉和返煉時(shí)夾進(jìn)膠料中的空氣，尤其是對(duì)較柔軟的膠料來(lái)說(shuō)。

   由于硅橡膠只是略有熱塑性，并且在其未硫化狀態(tài)下不容易受到流動(dòng)應(yīng)力或剪切應(yīng)變，所以濾膠板的設(shè)計(jì)不是很關(guān)鍵的。大多數(shù)濾膠板設(shè)計(jì)都適合于硅橡膠加工。雖然所有濾膠板都要求有導(dǎo)流槽和泄壓孔，但是對(duì)于硅橡膠來(lái)說(shuō)并不一定需要。

                                               4 喂料

   正如我們先前強(qiáng)調(diào)的，硫化橡膠綜合物理性能常常影響到未硫化橡膠的操作特性，如返煉性能，貯存期等等。膠料的結(jié)構(gòu)化或膠片的硬化很明顯地影響了喂料特性。'擠出機(jī)頭結(jié)構(gòu)、螺桿結(jié)構(gòu)、輥筒喂料裝置的結(jié)構(gòu)和機(jī)筒長(zhǎng)度的改變都會(huì)影響喂料。但是，可以調(diào)整膠料粘度來(lái)適應(yīng)具體的擠出機(jī)條件。膠料粘度可以通過(guò)改變由生產(chǎn)商提供的樸強(qiáng)膠料的相對(duì)分子質(zhì)量，填料添加量和種類．以及采用加工助劑來(lái)調(diào)節(jié)。

   許多制造商采用手工喂料，但是，輥筒式喂料更為普遍。由于輥筒式喂料法顯著改善了硅椽膠膠料返煉貯存期，所以更加方便。輥筒喂料可以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)喂料，節(jié)省了人力和財(cái)力，使得擠出機(jī)操作人員有足夠的時(shí)間來(lái)檢查擠出過(guò)程中的產(chǎn)品質(zhì)量。

   輥筒喂料裝置的輥筒旋轉(zhuǎn)方向與螺桿的旋轉(zhuǎn)方向相反，并與螺桿靠得較近。機(jī)筒在喂料段以及螺桿的入口處輕微的凹進(jìn)有好處。凹進(jìn)可以使螺桿將膠料拉入螺桿槽中，而不會(huì)將膠料拉斷。如果輥筒喂料位置遠(yuǎn)高于螺桿，且機(jī)筒投有適當(dāng)?shù)陌歼M(jìn)，膠條在螺桿上的位置會(huì)太高，導(dǎo)致喂料困難，這樣就抹殺了輥筒喂料技術(shù)的優(yōu)越性。

   不僅非混煉型膠條形式的膠料應(yīng)采用輥筒喂料方式，而且制造商自已混煉的膠料也應(yīng)該采用這種喂料方式。制造商可以將膠料從開(kāi)煉機(jī)上裁成膠條備用。

                                               5 螺桿結(jié)構(gòu)

   針對(duì)各種螺桿結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)徑比以及螺桿壓縮比的有效性已作了許多研究工作。這些研究工作可以與一定螺桿輸出轉(zhuǎn)速下的擠出機(jī)產(chǎn)量聯(lián)系起來(lái)。研究發(fā)現(xiàn)．膠料的流變性能對(duì)擠出性能有顯著影響。大多數(shù)情況下，在螺桿輸出轉(zhuǎn)速一定時(shí)，生膠強(qiáng)度較低，較柔軟的膠料比生膠強(qiáng)度較高，較硬的膠料的產(chǎn)量高。這一點(diǎn)也說(shuō)明了螺桿的輸出轉(zhuǎn)速相同時(shí)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分返煉的膠料比經(jīng)過(guò)充分返煉的膠料產(chǎn)量低。這里我們?cè)僖淮螐?qiáng)調(diào)前面提到過(guò)的質(zhì)量監(jiān)控方法，即確定膠料的最佳可塑性范圍及其對(duì)工藝性能和擠出效率的影響至關(guān)重要。

   在選擇硅橡膠用螺桿和／或擠出機(jī)時(shí)必須考慮的幾個(gè)基本方面是：

(1)螺桿長(zhǎng)度影響對(duì)擠出產(chǎn)品直徑的控制
   徑比為10：1至20：1的螺桿比長(zhǎng)徑比為5：l的螺桿容易嚴(yán)格控制擠出產(chǎn)品的直徑和降低螺桿排膠壓力的波動(dòng)。當(dāng)螺桿直徑較長(zhǎng)時(shí)，可以通過(guò)長(zhǎng)度來(lái)平衡機(jī)筒壓力，而且可以緩沖由于喂料失誤、膠料粘度變化以及螺桿自身的轉(zhuǎn)動(dòng)引起的壓力變化。

(2)單螺紋螺桿和雙螺紋螺桿的比較

   雖然許多膠料不論用單螺紋螺桿還是雙螺紋螺桿都可以獲得良好的擠出效果，但是，采用單螺紋螺桿仍然具有兩個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn)：

   a)雙螺紋螺桿對(duì)喂料失誤很敏感；

   b)用螺桿長(zhǎng)度和壓縮比相當(dāng)?shù)膯温菁y螺桿可以獲得較高的生產(chǎn)率。

(3)壓縮率

   根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于硅橡膠一般推薦采用的壓縮比為4：l。從以前的經(jīng)驗(yàn)得知，壓縮比為4：l或4：1左右時(shí)可以獲得足夠的產(chǎn)量，而且不會(huì)引起生熱過(guò)多。但是，有兩個(gè)因素在一定程度上影響了以上看法：硅橡膠擠出產(chǎn)品的強(qiáng)度和硬度越來(lái)越高，膠料的粘度范圍較寬；以及需要考慮擠出操作的效率和成本。與硬度為5O～6O度的膠料相比，當(dāng)擠出硬度為80-90度的膠料時(shí)，在螺桿轉(zhuǎn)速相當(dāng)?shù)臈l件下，為了獲得相同的產(chǎn)量就必須采用更高的壓縮比。假設(shè)條件允許或要求較高的產(chǎn)量時(shí)，采用較高的壓縮比，結(jié)合充分的冷卻．也可以保證較高的擠出產(chǎn)量。

   這些措施視需要而定．而且要看著螺桿的壓縮比在4：1到8：1之間變化是否可行。El前，硅橡膠工業(yè)中很少采用壓縮比為8：1的螺桿。

                                              6 螺桿螺紋結(jié)構(gòu)

   保持螺紋深度一定，改變螺紋線中心距的設(shè)計(jì)已經(jīng)十分成功。確定螺桿結(jié)構(gòu)必須消除頭部堆膠現(xiàn)象。頭部略微呈錐形的螺桿比平頭螺桿的效果要好。

   當(dāng)選擇合適的擠出機(jī)尺寸時(shí)，可以采用每馬力每小時(shí)基礎(chǔ)的硅橡膠產(chǎn)量為2.2-3.5kg作為粗略估算標(biāo)準(zhǔn)。