橡胶工程及其常见类型

橡胶是一种材料，它在大的变形下能迅速而有力地恢复其变形，能够被改性（硫化）。改性的橡胶实质上不溶于（但能溶胀于）沸腾的苯、甲乙酮、乙醇-甲苯混合物等溶剂中。改性的橡胶室温下（18～29℃）被拉伸到原来长度的两倍并保持1min后除掉外力，它能在1min内恢复到原来长度的1.5倍以下。

橡胶材料具有如下一些特点：

1）高弹性：弹性模量低，伸长变形大，有可恢复的变形，并能在很宽的温度（-50～150℃）范围内保持弹性。

图3-6 压铸部件

注：打印机里最常见的铸造或压铸部件是字车架，只有精密准确的尺寸才能保证打印头的正确安装位置。

2）粘弹性：橡胶材料在产生形变和恢复形变时受温度和时间的影响，表现有明显的应力松弛和蠕变现象，在振动或交变应力作用下，产生滞后损失。

3）电绝缘性：橡胶和塑料一样是电绝缘材料。

4）有老化现象：如金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因为环境条件的变化而产生老化现象，使性能变坏，寿命下降。

5）必须进行硫化才能使用，但热塑性弹性体除外。

6）必须加入配合剂。

其他如比重小、硬度低、柔软性好、气密性好等特点，都属于橡胶的宝贵性能。

表征橡胶物理机械性能的指标包括：

1）拉伸强度：又称扯断强度、抗张强度，指试片拉伸至断裂时单位断面上所承受的负荷，单位为兆帕（MPa），以前为千克力/平方厘米（kgf/cm²）。

2）定伸应力：旧称定伸强度，指试样被拉伸到一定长度时单位面积所承受的负荷。计量单位同拉伸强度。常用的有100%、300%和500%定伸应力。它反映的是橡胶抵抗外力变形能力的高低。

3）撕裂强度：将特殊试片（带有割口或直角形）撕裂时单位厚度所承受的负荷，表示材料的抗撕裂性，单位为kN/m。

4）伸长率：试片拉断时，伸长部分与原长度之比叫做伸长率，用百分比表示。

5）永久变形：试样拉伸至断裂后，标距伸长变形不可恢复部分占原始长度的百分比。在解除了外力作用并放置一定时间（一般为3min），以%表示。

6）回弹性：又称冲击弹性，指橡胶受冲击之后恢复原状的能力，以%表示。

7）硬度：表示橡胶抵抗外力压入的能力，常用邵氏硬度计测定。橡胶的硬度范围一般在邵氏A（shoresA）20～100度之间。

1.材料种类

根据其生产层次，橡胶分为生胶、混炼胶、硫化胶三种。

1）生胶：没有加入配合剂且尚未交联的橡胶。一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成，可以溶于有机溶剂。

2）混炼胶：生胶与配合剂经加工混合均匀且未被交联的橡胶。常用的配合剂有硫化剂、促进剂、活性剂、补强填充剂、防老剂等。

3）硫化胶：混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下，经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。一般不溶于溶剂。

根据其基本成分，橡胶分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶主要来源于三叶橡胶树，当这种橡胶树的表皮被割开时，就会流出乳白色的汁液，称为胶乳，胶乳经凝聚、洗涤、成型、干燥即得天然橡胶。合成橡胶是由人工合成方法而制得的，采用不同的原料（单体）可以合成出不同种类的橡胶。下面是一些比较常见的橡胶。

（1）天然橡胶

简称NR。从三叶橡胶树的乳胶制得，基本化学成分为顺-聚异戊二烯。弹性好，强度高，综合性能好。

（2）异戊橡胶

简称IR，全名为顺-1，4-聚异戊二烯橡胶，由异戊二烯制得的高顺式合成橡胶，因其结构和性能与天然橡胶近似，故又称合成天然橡胶。

（3）丁苯橡胶

简称SBR，由丁二烯和苯乙烯共聚制得。按生产方法分为乳液聚合丁苯橡胶和溶液聚合丁苯橡胶。其综合性能和化学稳定性好。

（4）丁基橡胶

简称IIR，为异丁烯与少量异戊二烯聚合而成，因甲基的立体障碍分子的运动比其他聚合物少，故气体透过性较少，对热、日光、臭氧的抵抗性大，电器绝缘性佳；对极性溶剂抵抗大，一般使用温度范围为-54～110℃。

（5）乙丙橡胶

简称EPDM，由乙烯及丙烯共聚合而成，因此耐热性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常优秀，但无法加硫。为解决此问题，在EP主链上导入少量有双链之第三成分而可加硫即成EPDM，一般使用温度为-50～150℃。对极性溶剂如醇、酮等抵抗性极佳。

（6）顺丁橡胶

简称BR，全名为顺式-1，4-聚丁二烯橡胶，由丁二烯聚合制得。与其他通用型橡胶比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性能好，易与天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等并用。

（7）氯丁橡胶

简称CR，由氯丁二烯聚合制得。具有良好的综合性能，耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度较大，常温下易结晶变硬，贮存性不好，耐寒性差。

（8）丁腈橡胶

简称NBR，由丁二烯和丙烯腈共聚制得。耐油、耐老化性能好，可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外，还具有耐水性、气密性及优良的粘结性能。

（9）氢化丁腈橡胶

简称HNBR，氢化丁腈橡胶为丁腈胶中经由氢化后去除部分双链，经氢化后其耐温性、耐候性比一般丁腈橡胶提高很多，耐油性与一般丁腈橡胶相近。

（10）硅橡胶

简称MVQ，主链由硅氧原子交替组成，在硅原子上带有有机基团。耐高低温，耐臭氧，电绝缘性好。

（11）氟橡胶

简称FPM，分子结构中含有氟原子的合成橡胶。通常以共聚物中含氟单元的氟原子数目来表示，如氟橡胶23，是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡胶耐高温、耐油、耐化学腐蚀。

（12）聚硫橡胶

简称TR，由二卤代烷与碱金属或碱土金属的多硫化物缩聚而成。有优异的耐油和耐溶剂性，但强度不高，耐老化性、加工性不好，有臭味，多与丁腈橡胶并用。

（13）聚氨酯橡胶

简称TPU（Thermoplastic Polyurethanes），有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范围宽（60HA～85HD）、耐磨、耐油，透明，弹性好，无卤阻燃TPU还可以代替软质PVC以满足越来越多领域的环保要求。TPU能在一定热度下变软，而在常温下可以保持不变。

2.橡胶模具

模具是橡胶制品硫化定型的器具，因此对其要求有：

1）能保证产品有正确的轮廓尺寸；

2）在保证有足够强度的条件之下，应尽可能地减轻模具重量，而且要求定位可靠，启模、装模等操作简便；

3）在保证产品质量的前提下，应尽量使模具易于加工；

4）要求有一定的粗糙度、合理的分型面，容易修整胶边；

5）有适当的流胶槽，以易于排气，排出多余的胶。

（1）橡胶模具结构

同样一件制品可以设计出不同结构的模具来制造，但生产率、成本等就各不相同，因此根据不同的要求合理地设计橡胶模具结构是非常重要的。

1）分型面：为便于模具加工和产品脱模，模腔面被平面分成两个或两个以上可以活动分离的部分，这个面称为模具的分型面。关于分型面一般要符合如下的原则：

①分型面应尽量避开橡胶制品的使用面和工作面。

②分型面须设置在制品边角的适当处，以便排出空气使胶料充满模腔。

③分型面的选择需考虑制品的精度，对同心度要求高的模腔应尽可能设在同一模板上。

④分型面选择要考虑胶料的安放与填充，特别是在胶料流动性较差，制品几何形状比较复杂或生产薄壁制品时更应注意。

⑤夹布、夹纤维的橡胶制品的模具分型，应使模腔嵌进。

⑥分型面应尽可能简单，否则增加制造和清理的困难。

⑦分型面应考虑启模后制品的取出。

⑧分型面应考虑制品的外观及容易除去废边。

2）余胶槽：硫化时胶料总要稍过量，否则不能压实制品。因此在模腔周围开一条余胶槽，使多余的胶料溢出型腔至沟槽，这样在模具的分型面上可减少过厚的废边，对保证产品尺寸和提高外观质量起着很大的作用。

3）镶块：一般大规格或质量要求高的产品及型腔复杂的模具多采用镶块结构。

4）模具的定位：一套模具总有两块以上模板组成，模板之间要相互定位。

定位方式有：

①中央圆柱定位；

②锥面定位；

③销钉定位。

5）撬口与手柄：模具启模要设置撬口或手柄，以便于制品取出及搬运，合模方便。

（2）橡胶模具分类

以模具的用途来分，可分为压模、压铸模和注压模。

1）压模：压模是模压硫化最常见的模具，这类模具可制造断面形状复杂和夹布橡胶制品。

2）压铸模：这类模具适合制造复杂断面及模腔不便填胶而质量又要求高的制品。

3）注压模：这类模具是与注压机配合使用的，结构复杂、材料强度要求高。产品精度高，质量均匀密实，胶边少，但模具成本高。

（3）橡胶模具设计

橡胶模具的设计首先要考虑制品的收缩率，收缩率是指橡胶制品对应的模腔尺寸与橡胶制品硫化后从模腔由取出至常温状态时的尺寸之差同橡胶制品公称尺寸之百分比。

收缩率的大小与下列因素有关：

1）胶料酸度越大，收缩率较小；

2）含胶率越高，收缩率越大；

3）不同胶种也有影响，顺序为天然胶＜丁苯胶＜氯丁胶＜丁腈胶＜丁基胶＜硅胶＜氟胶；

4）在有织物夹层或金属骨架的部分，则收缩率小；(www.xing528.com)

5）模具结构、加工方法、硫化程度、制品的大小、制品的结构形状等对收缩率也有影响。如果用压铸模硫化，比一般压模制品收缩率小，注压法更小。

收缩率K可通过模拟试验、实测或凭经验确定。一般无骨架密封件可供参考的经验公式如下：

K（径向）=2.1-0.012×硬度（邵氏A）+0.9×含胶率

有骨架的油封收缩率参考数值如下：

外径：0.03%～0.08%

内径：1.5%～1.7%

橡胶模具承压面积的确定与设计，取决于模具的结构、模具相关构件所使用材料的机械强度，以及所使用的硫化机液压系统液压吨位的大小等因素，模具结构的设计主要是依据制品零件的形体特点和尺寸大小进行的。

在模具的工作投影面积范围内，要合理地设计模具的型腔布局，设计时应注意以下几个方面：

1）对于形状比较简单，精度要求一般的橡胶制品零件，如果其尺寸规格小而生产批量大者，在选定硫化设备的条件下，模具在其尺寸范围内，应尽量设计成多型腔结构，以求最大限度地提高生产效率，最大限度地降低生产成本。

2）对于批量小的制品零件，如果外形尺寸比较小，则不宜设计成单腔式结构的模具。要在小型硫化压力机所允许的模具承压尺寸范围内，作合适型腔数的模具结构设计，以保证生产效率和生产成本的最佳组合。

3）对于形状复杂、操作麻烦（特别是嵌件较多）的制品零件的成型模具，型腔数目不宜设计得过多，以免造成从启模取件开始，到清理模具型腔，直到再次安装嵌件、填装胶料所需要的时间过长，从而使模具温度下降太多，导致影响制品零件的质量。

模具的工作投影面积不宜设计得过小，因为硫化机的平板除了加热外，还有传递压力的功能。如果使用工作投影面积过小的模具，就会使硫化压力机的加热平板易于产生弯曲变形。这样，就必然导致以下不良后果：影响硫化热量的传递；影响成型压力的传递。弯曲变形了的加热平板，会使工作投影面积较大而厚度较薄的模板在其型腔内胶料压力的反作用下也产生变形，从而影响制品零件的尺寸精度和嵌件的位置。

模具的工作投影面积也不宜设计得过大，否则所使用的硫化机压力偏小，会使所压制的制品零件的飞边变得较厚，从而影响制品零件的尺寸精度和外观质量。

对于形体尺寸小、精度要求不高的制品零件，为了达到模具工作投影面积的最佳范围，以及提高生产效率，应尽量采用多型腔结构的模具。如果生产批量确实不大，设计制作多型腔结构的模具不合算时，也可以设计制作成几幅高度相等的型腔数少的、甚至是单腔式结构的模具。此外，还可以设计制成和其他模具高度相等的一幅小模具，生产时，与高度相等的其他模具一起上机，同时压制和硫化。如果采用这种生产工艺方法，那么几幅等高的模具在硫化机平板上排列要稀疏而且均匀，以保证硫化机的合理使用和安全生产。

如果只有一幅小模具，生产急需，必须使用时，可以在其上面和下面分别加一块平整的垫铁（最好做成通用的硫化机小型模具专用垫铁），或者垫一工作投影面积较大、高度较小但却平整的废旧模具，其目的是保护硫化机的平板不使其产生变形。但是，这样却给模压操作带来了不便，而且每批生产时第一模的硫化时间长（要缩短此时间，就要同时对模具和垫铁等进行加热）。这样，由于散热面积和散热空间的增加，热量损失很大，生产中尽量避免这种情况的出现。

3.橡胶机械

橡胶制品的生产在不同的工序中都有不同的机器设备，而最主要的具有一定制造技术水平的则是注压机和硫化设备。

（1）注压机

注压机的种类很多，分类的方法各异。若按注射装置与合模装置的相对位置的不同，可分为立式和卧式；若按传动方式不同，可分为液压式和机械式；若按模具的工位数量，可分为单模式和多模式。最常见的分类方法是按结构类型分类，有螺杆式、注塞式、往复螺杆式和螺杆预塑注塞式四种。

螺杆式注压机实际上是带模具的挤出机，它只能制作形状简单、流动性好的软胶料制品。

注塞式注压机的优点是结构简单、制作方便，注射压力大，最高可达200MPa，注射速度快，约为10^-4m/s；充模时间快，可在5～30s之间充模。缺点是不能起到补充混炼作用，塑化程度低，胶料均匀性差。

往复螺杆式注压机综合了以上两种方法的优点。胶料在螺杆中承受强烈的剪切和塑化作用，胶料的均匀性好。但缺点是设备结构复杂，价格昂贵，注射压力较注塞式小，为15～17MPa。

螺杆预塑注塞式注压机的结构特点是将预塑和注射两部分结构分开。螺杆用于塑化，柱塞用于完成注射过程。其特点是增大注压量，可分别控制塑化、注塑阶段的工艺条件。由于注射压力增大，胶料由喷嘴进入模腔的温度也相应提高，因而缩短了硫化时间，减少了胶料在料筒中产生焦烧的危险。缺点是设备造价昂贵。

（2）硫化设备

主要是平板硫化机，它是一种带有加热平板的液压机。它具有结构简单、压力大、适应性广等特点，目前广泛用于硫化模型制品、胶带和胶板等。

平板硫化机种类很多，按照不同的标准其分类如下。

1）用途：按用途可分为模型制品平板硫化机、平带平板硫化机、三角带平板硫化机等多种。

2）结构：按结构可分为如下的类型。

①按机架结构分为柱式、框式、侧板式、连杆式、回转式等多种。

②按加热层数分为单层式、双层式、多层式等多种。

③按液压缸数目分为单缸式、多缸式等多种。

④按液压缸位置分为上缸式、下缸式、垂直式、横卧式等多种。

3）加热方式：按加热方式分为蒸汽加热、电加热、过热水加热等多种。

4.工艺

无论什么橡胶制品，都要经过混炼和硫化这两个过程。对许多橡胶制品，如胶管、胶带、轮胎等，还需经过压延、压出这两个过程；对门尼粘度比较高的生胶，还要塑炼。因此，橡胶加工中最基础、最重要的加工过程包括以下几个阶段。

1）塑炼：降低生胶的分子量，增加塑性，提高可加工性。

2）混炼：使配方中各个组分混合均匀，制成混炼胶。

3）成型：混炼胶通过口型压出各种断面的半成品的过程，如内胎、胎面、胎侧、胶管等。

4）硫化：橡胶加工的最后一道工序，通过一定的温度、压力和时间后，使橡胶大分子发生化学反应产生交联的过程。

（1）胶料制备

对橡胶制品来说，胶料的混炼是最为关键的环节。胶料种类从天然橡胶、合成橡胶到特种材料多达10余种，含胶率为25%～85%，硬度为20～90度（邵氏A），跨越极大范围。因此，如何使这些胶料混炼均匀已成为一大难题。常规的方法是采用开炼机以多种母炼胶的形式进行混炼加工。近些年来，企业更多地改用啮合式密炼机，以分段混炼的方式制取胶料。

胶料达到均匀混炼之后还要用滤胶机进行滤胶，消除胶料内的杂质。然后再用压延机、压出机和贴合机等制成没有气泡和杂质的胶片或胶条，供成型用。在成型之前，对这些胶片、胶条还要进行严格的外观检查，限定停放期，保持新鲜表面并防止粘连和挤压变形。因为对于非模压制品，一旦表面橡胶存在杂质和气泡，在硫化后对表面进行研磨时即有可能出现砂眼，由此将导致整个橡胶制品出现超标返修，甚至报废。

（2）成型

1）成型方式：成型主要是在金属芯上粘贴包覆橡胶，有包贴法、挤出法、模压法、注压法和注射法等。大中型制品基本上采用仿形挤出，用压出胶片连续粘贴成型或挤出胶条连续缠绕成型的方式生产。同时，在成型过程中以微机自动控制其规格尺寸和外观形状，有的也可用压出机直角和异形挤出的方法进行成型。

为防止硫化中变形并防止气泡和海绵的产生，尤其对包贴法成型的胶辊，外部还要采用柔性加压的方法。通常是在胶辊外表面包扎缠绕数层棉布或锦纶布，再用钢丝或纤维绳索加以固定加压。

①手工操作方法：通过人工裁断或冲切，将胶料制成一定规格与形状。

②挤出成型法：将胶料通过挤出机制成致密性较高的胶条，然后再裁成一定形状的半成品。

③压延贴合法：将胶料通过压延机制成一定规格的胶片或胶布，再经过必要的贴合制成一定形状及厚度的半成品。

对于特殊产品，压延要把混炼胶或与纺织物、钢丝等骨架材料通过压片、压型、贴合、擦胶、贴胶等操作制成一定规格的半成品。

④注压成型法：这是将成型和硫化整合在一起的先进工艺方法，它克服了以往成型与硫化分割造成的劳动强度大、生产效率低、产品合格率低的许多缺点，可用来制作各种形状复杂、质量要求高的密封及减振制品。它是由传递（或移模）模压法逐渐过渡为直接注压法的。

对于注压成型法，又可分为两种方法：

a）传递/移模法：具体方法是将胶料装入料筒中，通过50～80MPa的高压，将胶料压入模腔，然后再将模具移入硫化机中硫化。优点是胶料流动性好，可制成形状复杂、密度高的产品；缺点是胶坯仍需较长时间制作，生产效率较低。

b）注压法：该法是将注压模直接安装在硫化机台上，胶料通过螺杆挤出机筒挤入柱塞喷射孔，使胶料强行注入闭合的模具中，立即硫化。此法优点是大大简化了成型工艺，生产效率高，胶质密度高、飞边少、外观及内在质量高，由于它实现了成型与硫化为一体，自动化、机械化程度高，是制品生产的发展方向。但采用注压法应注意正确选择注压设备与模具，要制定出与该工艺相符合的配方及工艺规程。由于注压时，胶料在进入模腔前已预热，并在受压时胶料内部生热很高，使胶料的可塑性迅速提高，因此，要求胶料注压前门尼粘度应高于一般方法硫化的胶料门尼值。另外，胶料的焦烧时间应延长，但正硫化速度应满足快速硫化的要求。一般硫化法在120℃下的胶料门尼焦烧时间为10～30min；而注压法在120℃下的胶料门尼焦烧时间为3～8min。

在注压过程中，胶料历经塑化注射和热压硫化两个阶段，决定胶料注射顺利与否主要是与胶料粘度和流动性有关。注射前胶料在较低温度下应有较好的流动性，才能借助压力将胶料顺利注入模腔。注射时，为防止焦烧，机筒应保持较低温度，一般在70～80℃左右。当胶料注入模腔后为热硫化阶段。

对小型和微型制品可以采用手工贴片、挤出套入、注压、注射和浇注等多种生产工艺形式。为提高生产效率，现已大多采用模制法，而且精度也远远高于非模制法。固体橡胶的注压、注射以及液体橡胶的浇注，已成为最主要的生产方式。

注：门尼粘度（Mooney Viscosity）又称转动（门尼）粘度，是利用门尼粘度计测定的数值，基本上可以反映合成橡胶的聚合度与分子量，按照国标GB/T 1232—1992标准规定，转动（门尼）粘度以符号Z100℃1+4表示。其中，Z：转动粘度值；1：预热时间为1min；4：转动时间为4min；100℃：试验温度为100℃。习惯上常以ML100℃1+4表示门尼粘度。

2）半成品质量要求：成型半成品的质量要求包括：

①供压延、压出作业使用的胶料，应具有良好的包辊性能，既不脱辊也不粘辊。要有一定的自粘性和自身强力。因此某些自粘性差的合成橡胶（如丁腈、顺丁橡胶），配方中应适当使用增粘剂。

②胶料应具有一定的门尼粘度，要有足够的可塑性及流动性。一般压片、压出用的胶料门尼粘度应在40～60左右。

③胶料无焦烧倾向，由于压出、压片通常是在80～100℃下进行，因此对胶料焦烧倾向应严加控制。如出现焦烧现象，则可能与胶料自身成分、工艺条件及返回胶料的比例有关。

④收缩性应适当。若收缩性过大，容易产生成品的变形、表面气泡等质量问题。

⑤成型半成品规格、尺寸必须符合成品所要求的尺寸与形状，否则会出现缺胶、闷气等质量问题。一般半成品重量应大于成品重量的5%～10%，才能保证充满模型。半成品形状及尺寸应考虑压制过程中胶料的流向、易于排出空气及余胶，均匀流动，充满模腔各个角落，半成品应裁成厚而窄，不宜薄而宽，这样会造成缺胶。一模多孔的制品，可裁成规整的厚而窄的胶条。

（3）硫化

“硫化”一词有其历史性，因最初的天然橡胶制品用硫磺作交联剂进行交联而得名，随着橡胶工业的发展，现在可以用多种非硫磺交联剂进行交联。因此硫化的更科学的意义应是“交联”或“架桥”，即线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程。从物性上即是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程。“硫化”的含义不仅包含实际交联的过程，还包括产生交联的方法。

整个硫化过程可分为硫化诱导、预硫化、正硫化和过硫（对天然橡胶来说是硫化返原）四个阶段。

1）硫化诱导期（焦烧时间）内，交联尚未开始，胶料有很好的流动性。这一阶段决定了胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点，胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶本身性质有关，主要取决于所用助剂，如用迟延性促进剂，则可以得到较长的焦烧时间，且有较高的加工安全性。

2）硫化诱导期以后便是以一定速度进行交联的预硫化阶段。预硫化期的交联程度低，即使到后期硫化胶的扯断强度、弹性也不能到达预想水平，但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。

3）到达正硫化阶段后，硫化胶的各项物理性能分别达到或接近最佳点，或达到性能的综合平衡。

4）正硫化阶段（硫化平坦区）之后，即为过硫阶段，有两种情况：天然胶出现“返原”现象（定伸强度下降）；大部分合成胶（除丁基胶外）定伸强度继续增加。

目前，大中型胶辊的硫化方式依然是硫化罐硫化，虽然柔性加压模式有所改变，但是仍未脱离往返运输吊卸的繁重劳动负担。硫化热源有蒸汽、热空气和热水三种加热方式，主流仍是蒸汽。因金属芯接触水蒸气而有特殊要求的胶辊，采用间接蒸汽硫化，时间要延长1～2倍，一般常用于中空铁心的胶辊。对不能用硫化罐硫化的特殊胶辊，有时采取热水硫化，但水污染的处理有待解决。

为防止橡胶与金属芯因导热差异产生不同收缩而造成胶辊与胶芯之间发生脱层，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。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，在罐内停留的时间往往长达24～48h，为橡胶正常硫化时间的30～50倍。

小型和微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、生产效率高、产品质量好。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2～4min，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发展很快，并为之开辟了材料和工艺革命的新途径。它采用浇注形式，甩掉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，最大问题是由于必须使用模具，对于大型胶辊特别是单个产品来说，导致生产成本大幅提高，给推广使用带来了很大困难。

为解决这一难题，近年开始出现无模制造的PUR胶辊新工艺。它以聚氧化丙烯醚多元醇（TDI_- OL）、聚四氢呋喃醚多元醇（PIMG）和二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）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。

另外，在世界各地用液体硅橡胶制造办公自动化设备方面使用的微型精细胶辊也发展很快。它们分为加热固化（LTV）和室温固化（RTV）两大类，所用设备也与上面的PUR不同，形成另一类浇注形式。在这里，最关键的问题是如何控制并降低胶料粘度，使之保持一定的压力和挤出速度。

制订模型制品正确的硫化条件是很重要的，在硫化温度确定后硫化时间的确定就必须考虑制品的形态、厚度、配方、模具、传热面积等因素，一般是通过试模硫化来确定的。对于模型花纹或较厚的制品，应采用低温长时间硫化为宜。

（4）表面处理

表面处理是橡胶制品生产的最后也是最关键的一道工序，表面研磨状态直接左右着橡胶制品的使用性能。目前研磨的方法多种多样，但主要是机械车削和磨光，为此研磨方法、研磨工具及所用磨料非常重要，各企业多视其为技术诀窍，保持对外不宣的态度。其中最大的问题是如何解决研磨时橡胶的生热现象和保持研磨后表面的最佳挠度。

胶辊或橡胶滚轮除了要对其表面进行研磨处理外，还要彻底清洗，除去表面附着的胶粉，要求较高的还要对表面进一步作抛光加工，也有的在表面涂覆树脂涂料、乳胶漆料、磁粉、静电粉体等，同时，也可电镀一层所需镀层，或者进行化学氧化处理等，以达到光感、抗蚀、磁化和导电等功能的目的。

随着橡胶产品制造工艺的不断发展，胶辊表面的涂敷技术也得到快速提高，现已开始改变胶辊性能完全靠包覆橡胶的传统方法。具体地说，就是用涂层的方法改变和赋予胶辊新的性能。如利用压延机、刮涂机一类设备，增设油屏蔽层以达到提高耐油性的目的等，尽管胶辊的形状、材料与原来一样，但其功能却发生了很大变化，有的变成功能胶辊，这种表面处理技术今后将很有发展前途。

综上所述，现今生产使用的橡胶制品已形成了具有独特工艺的产品系列。虽然目前国内仍以传统产品为主，但是技术含量却在不断提高，不少产品已经进入高新技术领域，附加值逐渐增大，正成为工业橡胶制品中又一个经济亮点。

5.部品

打印机里面利用橡胶工艺加工的部品不少，其中很多是起关键作用的部品（见图3-7和图3-8）。

图3-7 橡胶功能部件

注：滚轮多用橡胶做成，具有一定的弹性和硬度且摩擦力较大等特点，利于送纸。

图3-8 橡胶外装部件

注：橡胶可做成复杂的形状而成本低廉，可使用于一些孔洞的封闭中。