橡膠英文為Rubber,是指具有可逆形變的高彈性聚合物材料,在室溫下富有彈性,在很小的外力作用下能產生較大形變,除去外力後能恢覆原狀。橡膠屬於完全無定型聚合物,它的玻璃化轉變溫度(T g)低,分子量往往很大,大於幾十萬。

橡膠一般可分為天然橡膠與合成橡膠二種。天然橡膠則是由三葉橡膠樹所分泌的乳汁,經由凝固、加工等過程而得,產量約佔40%左右。合成橡膠合以天然氣、煤及石油等原料為基礎,通過化學方法得到單體,然後再聚合成一定溫度範圍內具有高度的彈性高分子化合物,可用來替代天然橡膠,產量約佔60%左右。

一.橡膠是什麽

橡膠英文為Rubber,是指具有可逆形變的高彈性聚合物材料,在室溫下富有彈性,在很小的外力作用下能產生較大形變,除去外力後能恢覆原狀。橡膠屬於完全無定型聚合物,它的玻璃化轉變溫度(T g)低,分子量往往很大,大於幾十萬。

橡膠一般可分為天然橡膠與合成橡膠二種。天然橡膠則是由三葉橡膠樹所分泌的乳汁,經由凝固、加工等過程而得,產量約佔40%左右。合成橡膠合以天然氣、煤及石油等原料為基礎,通過化學方法得到單體,然後再聚合成一定溫度範圍內具有高度的彈性高分子化合物,可用來替代天然橡膠,產量約佔60%左右。

天然橡膠與合成橡膠的區別

橡膠一詞來源於印第安語cau-uchu,意為“流淚的樹”。天然橡膠就是由三葉橡膠樹割膠時流出的膠乳經凝固、幹燥後而制得。1770年,英國化學家J.普里斯特利發現橡膠可用來擦去鉛筆字跡,當時將這種用途的材料稱為Rubber,此詞一直沿用至今。橡膠的分子鏈可以交聯,交聯後的橡膠受外力作用發生變形時,具有迅速覆原的能力,並具有良好的物理力學性能和化學穩定性。橡膠是橡膠工業的基本原料,廣泛用於制造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠制品。三葉橡膠樹提供最多的商用橡膠。它在受傷害(如莖部的樹皮被割開)時會分泌出大量含有橡膠乳劑的樹液。

另外,無花果樹和一些大戟科的植物也能提供橡膠。德國在第二次世界大戰時由於橡膠供應被切斷,曾嘗試從這些植物取得橡膠,但後來改為生產人造橡膠。最初的橡膠樹生長於南美洲,但經過人工移植,東南亞也種有大量的橡膠樹。事實上,亞洲已成為最重要的橡膠來源地。

天然橡膠是指從巴西橡膠樹上采集的天然膠乳,經過凝固、幹燥等加工工序而製成的彈性固狀物。天然橡膠在常溫下具有較高的彈性,稍帶塑性,具有非常好的機械強度,滯後損失小,在多次變形時生熱低,因此其耐屈撓性也很好,並且因為是非極性橡膠,所以電絕緣性能良好。 另外,天然橡膠具有更大的結構規則性,更高的生膠強度和更快的硫化速率。目前天然橡膠已成為許多行業(包括輪胎,手套,橡膠地毯等)中最重要的原料之一。

合成橡膠是由人工合成的高彈性聚合物。也被叫做合成彈性體,是三大合成材料之一,其產量僅次於合成樹脂、合成纖維。按單體種類可以分為天然橡膠NR、聚丁二烯橡膠BR、丁晴橡膠NBR、丁苯橡膠SBR、氯丁橡膠CR )、異戊二烯橡膠IR、丁基橡膠IIRR、氫化丁晴橡膠HNBR、乙丙橡膠EPM\\EPDM、氟橡胶FPM等。

橡膠製品的特點

1.橡膠製品成型時壓力很大,因為彈性體內沒有聚力方法消除,在成型離模時,往往會產生極不穩定的收縮(橡膠的收縮率因橡膠種類不同而不同) ,需要一段時間才能緩慢穩定。因此,在橡膠製品設計之初,無論是配方還是模具,都需要仔細計算和配合。否則,產品尺寸不穩定,產品質量低。

2.橡膠是熱溶性和熱固性的彈性體,塑膠是熱溶性和冷固性。由於硫化物的種類不同,橡膠的成型和固化溫度範圍也有相當大的差距,甚至可能受到氣候變化和室內溫度和濕度的影響。因此,橡膠成品的生產條件需要如果沒有,可能會產生產品質量的差異。

3.橡膠製品由橡膠原料製成混合膠作為原料,根據所需橡膠產品的特點設計配方,並確定所需產品的硬度。產品由橡膠平板硫化機成型。產品成型後,最後進行飛邊處理,產品表面光滑無毛刺。

4.橡膠製品老化試驗屬於老化試驗範疇,橡膠老化是指橡膠及產品在加工、儲存和使用過程中,由於內外因素的綜合作用,性能結構發生變化,從而失去使用價值的現象。表現為開裂、黏附、硬化、軟化、粉末、變色、黴菌等。

二.橡膠有哪些種類

1.天然橡膠(NR – Natural Rubber)以橡膠烴(聚異戊二烯)為主,含少量蛋白質、水分、樹脂酸、糖類和無機鹽等。彈性大,定伸強度高,抗撕裂性和電絕緣性優良,耐磨性和耐旱性良好,加工性佳,易於其它材料黏合,在綜合性能方面優於多數合成橡膠。缺點是耐氧和耐臭氧性差,容易老化變質;耐油和耐溶劑性不好,第抗酸堿的腐蝕能力低;耐熱性不高。使用溫度範圍:約-60℃~80℃。製作輪胎、膠鞋、膠管、膠帶、電線電纜的絕緣層和護套以及其他通用製品。特別適用於製造扭振消除器、發動機減震器、機器支座、橡膠-金屬懸掛元件、膜片、模壓製品。

2.聚丁二烯橡膠(BR – Butadiene Rubber) 是由丁二烯聚合而成的順式結構橡膠。優點是:彈性與耐磨性優良,耐老化性好,耐低溫性優異,在動態負荷下發熱量小,易於金屬黏合。缺點是強度較低,抗撕裂性差,加工性能與自黏性差。使用溫度範圍:約-60℃~100℃。 一般多和天然橡膠或丁苯橡膠並用,主要製作輪胎胎面、運輸帶和特殊耐寒製品。

3.丁晴橡膠(NBR – Nitrile Butadiene Rubber) 丁二烯和丙烯晴的共聚體。特點是耐汽油和脂肪烴油類的性能特別好,僅次於聚硫橡膠、丙烯酸酯和氟橡膠,而優於其他通用橡膠。耐熱性好,氣密性、耐磨及耐水性等均較好,黏結力強。缺點是耐寒及耐臭氧性較差,強力及彈性較低,耐酸性差,電絕緣性不好,耐極性溶劑性能也較差。使用溫度範圍:約-30℃~100℃。主要用於製造各種耐油製品,如膠管、密封製品等。

4.丁苯橡膠(SBR – Styrene Butadiene Rubber) 丁二烯和苯乙烯的共聚體。性能接近天然橡膠,是目前產量最大的通用合成橡膠,其特點是耐磨性、耐老化和耐熱性超過天然橡膠,質地也較天然橡膠均勻。缺點是:彈性較低,抗屈撓、抗撕裂性能較差;加工性能差,特別是自黏性差、生膠強度低。使用溫度範圍:約-50℃~100℃。主要用以代替天然橡膠製作輪胎、膠板、膠管、膠鞋及其他通用製品。

5.氯丁橡膠(CR – Chloroprene Rubber) 是由氯丁二烯做單體乳液聚合而成的聚合體。這種橡膠分子中含有氯原子,所以與其他通用橡膠相比:它具有優良的抗氧、抗臭氧性,不易燃,著火後能自熄,耐油、耐溶劑、耐酸堿以及耐老化、氣密性好等優點;其物理機械性能也比天然橡膠好,故可用作通用橡膠,也可用作特種橡膠。主要缺點是耐寒性較差,比重較大、相對成本高,電絕緣性不好,加工時易黏滾、易焦燒及易黏模。此外,生膠穩定性差,不易保存。使用溫度範圍:約-45℃~100℃。主要用於製造要求抗臭氧、耐老化性高的電纜護套及各種防護套、保護罩;耐油、耐化學腐蝕的膠管、膠帶和化工襯里;耐燃的地下采礦用橡膠製品,以及各種模壓製品、密封圈、墊、黏結劑等。

6.異戊二烯橡膠(IR – Isoprene Rubber) 是由異戊二烯單體聚合而成的一種順式結構橡膠。化學組成、立體結構與天然橡膠相似,性能也非常接近天然橡膠,故有合成天然橡膠之稱。它具有天然橡膠的大部分優點,耐老化由於天然橡膠,彈性和強力比天然橡膠稍低,加工性能差,成本較高。使用溫度範圍:約-50℃~100℃ 可代替天然橡膠製作輪胎、膠鞋、膠管、膠帶以及其他通用製品。

7.丁基橡膠(IIR) 是異丁烯和少量異戊二烯或丁二烯的共聚體。最大特點是氣密性好,耐臭氧、耐老化性能好,耐熱性較高,長期工作溫度可在130℃以下;能耐無機強酸(如硫酸、硝酸等)和一般有機溶劑,吸振和阻尼特性良好,電絕緣性也非常好。缺點是彈性差,加工性能差,硫化速度慢,黏著性和耐油性差。使用溫度範圍:約-40℃~120℃。主要用作內胎、水胎、氣球、電線電纜絕緣層、化工設備襯里及防震製品、耐熱運輸帶、耐熱老化的膠布製品。

8.氫化丁晴橡膠(HNBR) 丁二烯和丙烯晴的共聚體。它是通過全部或部分氫化NBR的丁二烯中的雙鍵而得到的。其特點是機械強度和耐磨性高,用過氧化物交聯時耐熱性比NBR好,其他性能與丁晴橡膠一樣。缺點是價格較高。使用溫度範圍:約-30℃~150℃。 主要用於耐油、耐高溫的密封製品。

9.乙丙橡膠(EPM\\EPDM) 乙烯和丙烯的共聚體,一般分為二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠。特點是抗臭氧、耐紫外線、耐天候性和耐老化性優異,居通用橡膠之首。電絕緣性、耐化學性、沖擊彈性很好,耐酸堿,比重小,可進行高填充配合。耐熱可達150℃,耐極性溶劑-酮、酯等,但不耐脂肪烴和芳香烴,其他物理機械性能略次於天然橡膠而優於丁苯橡膠。缺點是自黏性和互黏性很差,不易黏合。使用溫度範圍:約-50℃~150℃。 主要用作化工設備襯里、電線電纜包皮、蒸汽膠管、耐熱運輸帶、汽車用橡膠製品及其他工業製品。

10.氟橡胶(FPM – Fluoro Carbon Rubber)

氟橡膠(FPM) 常用的有氟橡膠-26、氟橡膠-246,前者為偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物,後者為偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物.氟橡膠具有突出的耐熱、耐油、耐酸、鹼,老化性能及電絕緣性能優良,難燃,透氣性小。但低溫性能較差。一般使用溫度範圍-40~250℃,短時間可達300℃。適於製作各種要求耐熱、耐油的密封零件、膠管、膠布和油箱,但價格較貴。  

三.橡膠製品工藝流程

橡膠製品種類繁多,但生產工藝過程卻基本相同。以一般固體橡膠 生膠為原料的橡膠製品的基本工藝過程包括:塑煉、混煉、成型,三個基本工序。當然,原材料準備、成品整理、檢驗包裝等基本工序也少不了。 橡膠的加工工藝過程主要是解決塑性和彈性性能這個矛盾的過程,通過各種工藝手段,使得彈性的橡膠變成具有塑性的塑煉膠,再加入各種配合劑製成半成品,然後通過硫化使具有塑性的半成品又變成彈性高、物理機械性能好的橡膠製品。

1.塑煉

生膠富有彈性,缺乏加工時必需的可塑性性能 ,因此不便於加工。為了提高其可塑性 ,所以要對生膠進行塑煉,這樣在混煉時配合劑就容易均勻分散在生膠中 ,同時在壓延、成型過程中也有助於提高膠料的滲透性滲入纖維織品內和成型流動性。 將生膠的長鏈分子降解形成可塑性的過程叫做塑煉。 生膠塑煉的方法有機械塑煉和熱塑煉兩種。機械塑煉是在不太高的溫度下通過塑煉機的機械擠壓和摩擦力的作用使長鏈橡膠分子降解變短由高彈性狀態轉變為可塑狀態。熱塑煉是向生膠中通入灼熱的壓縮空氣在熱和氧的作用下使長鏈分子降解變短從而獲得可塑性。

2.混煉

為了適應各種不同的使用條件、獲得各種不同的性能 ,也為了提高橡膠製品的性能和降低成本必須在生膠中加入不同的配合劑。 混煉就是將塑煉後的生膠與配合劑混合、放在煉膠機中通過機械拌合作用使配合劑完全、均勻地分散在生膠中的一種過程。 混煉是橡膠製品生產過程中的一道重要工序 ,如果混合不均勻就不能充分發揮橡膠利配合劑的作用影響產品的使用性能。混煉後得到的膠料人們稱為混煉膠,它是製造各種橡膠製品的半成品材料,俗稱膠料,通常均作為商品出售購買者可利用膠料直接加工成型、硫化製成所需要的橡膠製品。根據配方的不同,混煉膠有一系列性能各異的不同牌號和品種提供選擇。

3.成型

在橡膠製品的生產過程中利用壓延機或壓出機預先製成形狀各式各樣、尺寸各不相同的工藝過程型。成型的方法有

3.1壓延成型

適用於製造簡單的片狀、板狀製品。它是將混煉膠通過壓延機壓製成一定形狀、一定尺寸的膠片的方法叫壓延成型。 有些橡膠製品,如輪胎、膠布、膠管等所用紡織纖維材料必須塗上一層薄膠,在纖維上塗膠也叫貼膠或擦膠,塗膠工序一般也在壓延機上完成。纖維材料在壓延前需要進行烘幹和浸膠烘幹的目的是為了減少纖維材料的含水量以免水分蒸發起泡 ?和提高纖維材料的溫度以保證壓延工藝的質量。浸膠是掛膠前的必要工序目的是為了提高纖維材料與膠料的結合性能。

3.2壓出成型

用於較為覆雜的橡膠製品 ?象輪胎胎面、膠管、金屬絲表面覆膠需要用壓出成型的方法製造。它足把具有一定塑性的混煉膠放入到擠壓機的料頭內在螺桿的擠壓下通過各種各樣的口型也叫樣板進行連續造型的一種方法。壓出之前膠料必須進行預熱使膠料柔軟、易於擠出從而得到表面光滑、尺寸推確的橡膠品。

3.模壓成型

也可以用模壓方法來製造某些形狀覆雜如皮碗、密封圈的橡膠製品 ?借助成型的陰、陽模具將膠料放置在模具中加熱成型。

3.3硫化

把塑性橡膠轉化為彈性橡膠的過程叫做硫化,是將一定量的硫化劑如硫磺、硫化促進劑等加入到由生膠製成的半成品中,在硫化罐中進行在規定的溫度下加熱、保溫使生膠的線性分子間通過生成 “疏橋”而相互交聯成立體的網狀結構,從而使塑性的膠料變成具有高彈性的硫化膠。由於交聯鍵主要由硫磺組成所以稱為“硫化”。隨著合成橡膠的迅速發展現在硫化劑的品種很多除硫磺外還有有機多硫化物、過氧化物、金屬氧化物等。因此凡是能使線狀結構的塑性橡膠轉化為立體網狀結構的彈性橡膠的工藝過程都叫硫化。凡能在橡膠材

中起“搭橋”作用的物質都稱為 “硫化劑 硫化後的彈性橡膠叫硫化橡膠又叫軟橡膠俗稱 “橡膠”。硫化是橡膠加工的一個最為重要的工藝過程各種橡膠製品必須經過硫化來獲得理想的使用性能。未經硫化的橡膠在使用上是沒有什麽使用價值的,但若硫化程度不夠、硫化時間不夠未能達到最佳狀態和=硫化時間超過、性能顯著下降都使橡膠性能下降。所以生產過程中一定要嚴格控製硫化時間,以保證硫化後的橡膠製品具有最好的使用性能和最長久的使用壽命。

四.橡膠有哪些應用?

橡膠製品沒有統一的科學分類,習慣上分為輪胎、工業製品和生活用品。

1.輪胎橡膠製品:

①機動車輪胎-包括載重輪胎、汽車輪胎、工程輪胎、工業輪胎、農業機械輪胎、摩托車輪胎等;

②非機動車輪胎-包括自行車輪胎、力車輪胎、馬車輪胎、搬運車輪胎等;

③特種輪胎-包括航空輪胎、火炮輪胎、坦克輪胎等;

2.橡膠工業產品橡膠產品:

①膠帶-輸送帶、傳送帶等。

②膠管-夾布膠管、編織膠管、纏繞膠管、針織膠管、特種膠管等;

③模型產品-橡膠密封件、減震器等。

④壓製產品-純橡膠管、門窗密封條、各種橡膠型材等。

⑤膠帶製品-生活防護膠帶製品(如雨衣)、工業膠帶製品(如礦用導風筒)、交通儲運製品(如油罐)、救生製品(如救生筏)等。

⑥膠輥:印染膠輥、印刷膠輥、造紙膠輥等;

⑦硬質膠製品:電絕緣製品(電池殼)、化學防腐襯里、微孔硬質膠(微孔隔板)等。

⑧橡膠絕緣產品-電線、電纜等。

⑨膠乳製品-浸漬製品、海綿、壓出製品、注模製品等。

3.生活用品中的橡膠製品:

①生活體育用品-橡膠鞋、橡膠球、擦橡膠、橡膠線等。

②醫療衛生用品-設備(各種導管、洗球)、防護用品、醫療包裝配件、人體醫用橡膠製品等。

其中,輪胎、橡膠鞋、橡膠帶、橡膠管橡膠製品在產值和橡膠消耗中占有重要地位,有時除這三類橡膠製品外,還被稱為橡膠雜品。

橡膠製品按原材料分,橡膠製品可分為乾膠製品和乳膠製品。所有以乾膠為原料製成的橡膠製品,如輪胎、膠帶、橡膠軟管等,統稱為乾膠製品。這類產品的產量占橡膠製品產量的90%以上。直接從乳膠製成的產品統稱為乳膠製品,如乳膠手套、氣球、海綿等。這類產品的產量不到橡膠製品總產量的10%。

橡膠製品按生產方法劃分,橡膠製品可分為模型製品和非模型製品。金屬模型中橡膠定型硫化的產品可統稱為輪胎、橡膠密封產品、橡膠減震產品等模型產品。但在橡膠行業,模型產品被習慣地理解為除輪胎以外的橡膠模型產品。不在模型中定型硫化的產品,統稱為膠帶、膠管、膠帶、膠輥等非模型產品。一些橡膠製品(如橡膠鞋等)可以通過模型法和非模型法生產。

五.橡膠製品的選擇

1.拉伸強度

拉伸強度表示產品能抵抗拉伸損傷的極限能力。橡膠行業一般以拉伸強度指標為標準,對不同配方的硫化橡膠進行比較,控製硫化橡膠的質量。

2.撕裂強度

橡膠撕裂是由材料中的裂紋或裂紋在受力時迅速開裂造成的,是衡量橡膠製品抗破壞性的特性指標之一。

3.固定伸長應力和硬度

固定伸長能力和硬度是橡膠材料剛度(剛度)的重要指標,兩者都表示硫化膠產生某些變形所需的有效性。以密封條為例,固定伸長應力與較大的拉伸變形有關,而硬度與較小的壓縮變形有關。

4.耐磨擦性

耐磨擦性表示硫化膠在耐摩擦作用下因表面損傷而消耗材料的能力。耐摩擦性是與使用壽命密切相關的力學性能。

5.疲勞和疲勞損傷

當硫化膠受到交變應力(或應變)的影響時,材料結構和性能的變化稱為疲勞。隨著疲勞過程的進行,材料損傷稱為疲勞損傷。

6.彈性

橡膠最寶貴的特點是彈性高。這種高彈性來自橡膠分子鏈段的運動,完全由捲曲分子的概念變化引起。

7.斷開伸長率

只有具有較高的拉伸長度,保證在變形過程中不受損傷,才能具有較高的拉伸長率,達到高拉伸強度的必要條件。

六.橡膠製品的使用壽命

1.天然橡膠(NR)5 ~ 10年

2.聚丁二烯橡膠(BR)5 ~ 10年

3.丁晴橡膠(NBR)5 ~ 10年,15年以下

4.丁苯橡膠(SBR)5 ~ 10年

5.氯丁橡膠(CR )5 ~ 10年

6.異戊二烯橡膠(IR)5 ~ 10年

7.丁基橡膠(IIR)5 ~ 10年

8.氫化丁晴橡膠(HNBR)15年,20年以下

9.乙丙橡膠(EPM\\EPDM)15年以下

10.氟橡胶(FPM)5 ~ 15年,20年以下

七.橡膠製品的維護

橡膠有一定的使用壽命,隨著時間的推移,它會老化。在保存方面,除了放置在陽光不足、陰涼乾燥的地方外,還應遠離含有強酸和強堿的東西。此外,還有一種延長使用壽命的方法:當橡膠製品不使用時,可以在其外觀上塗抹一些滑石粉,白色粉末的滑石粉很容易買到,經濟方便,效果也很好。

矽膠代工的專業知識

一.矽膠代工製作流程

矽膠是有機矽產品的一種,具有優良的耐高低溫性、耐紫外線、耐輻射、耐候、電絕緣、高透氣、生理惰性、低壓縮永久變形及耐疲勞性等,因此,矽膠廣泛的應用在航空、航天、電子電氣、輕工、機械、建築、化工、醫學、日用品、食品加工業等方面。矽膠加工成型方式有模壓、射出、擠出、壓延、翻模、滴膠等。

矽膠代工製作流程:

矽膠代工過程會經過模具製作->進料檢驗->選材-配料->煉膠->裁切->成型(模壓,液態,擠出,滴膠)->加工/背膠/沖模->二次加硫->印刷-噴塗,鐳雕-電碳->全檢->品質保證->包裝->出貨,等一系列矽膠製作過程。

1.模具製作:針對將要製作的3D圖檔進行模具設計、模具製作。

2.進料檢驗:依產品特性採購要使用的矽膠原料,並在進料時進行品質檢驗,確保性能符合品質要求。

3.選材-配料:選擇除原料外所需的相關配料,如硫化劑、色母等配料。

4.煉膠:矽膠原料都是成塊狀,一般是乳白色。這個時候的原料是不能直接進行熱壓成型的,需要添加硫化劑(催熟劑)才行。假如產品有特殊要求如:顏色、夜光、熒光、熒粉、導電等還需要相應的添加色母,夜光粉,熒光粉,熒粉,導電粒等。將原料與硫化劑和所需的其他添加劑放在一起,經由練膠機混煉,一般煉膠時間在30分鐘左右(根據煉膠原料重量和滾筒間隙來定時間) 。

5.裁切:將練好的矽膠原料裁成矽膠的尺寸,長*寬*厚將裁好的原料放在醒料架上靜置一段時間,一般的原料一般靜置時間在8小時左右(原料正反面都有PE膜保護,保證原料的清潔度)。

6.成型:醒料時間到後,將膠料使用模壓,液態,擠出,滴膠等方式成型。

根據目前市場上高溫矽膠的種類,一種為固態矽膠,另一種為液態矽膠,固態矽膠的成型又可分為熱壓成型與擠出成型,而液態矽膠分為射出成型與滴膠成型。

二.矽膠代工常用的成型技術

1.固態熱壓成型

此種矽膠代工技術是利用油壓機的溫度與壓力,藉助模具把產品硫化成型出來。這種技術應用多用於單色的矽膠客製化產品。也可應用於雙色雙硬度的矽膠客製化產品或是多色多硬度,包塑膠與包金屬,對於所包物件有溫度要求,一般要求所包物件要耐180攝氏度不變形,成型後矽膠耐熱可到230度左右。

2.液態射出成型

這是一種適合於注射成型的矽膠代工工藝,使用雙組份半透明液體矽橡膠材料。注射成型液體矽膠一般是通過把具有出色性能的液態矽膠進行硫化,再把能夠精密且穩定完成注射成型的設備相互結合後形成的一種新型加工系統。注射成型液態矽膠只須將AB兩種液態材料裝入設備內,從混合到成型,都是全自動化完成的,在追求簡化工藝和縮短加工時間的同時,還能方便地實現高質量的液態矽膠客製化產品加工。。液態矽膠的硫化成型溫度一般在110℃~150℃之間,所以內嵌物件的形變溫度至少要在150℃以上。。

3.擠出成型

就像常見的水管一樣,矽膠代工的擠出成型是指物料通過擠出機料筒和螺桿間的作用,邊受熱硫化,邊被螺桿向前推送,連續通過機頭而製成各種截麵製品或半制品的一種加工方法。擠出機頭也是產品的截面形狀,有一定長度,在力與溫度的作用下,機頭出來產品已經硫化成型。此工藝成型的矽膠客製化產品一般是條形的產品,產品截面可以各種各樣。譬如,矩形長條,環形矽膠管等。

對於固體矽膠常見硬度為(邵氏硬度)30A~70A,液態矽膠常見硬度為(邵氏硬度)0A~70A。硬度低於紹0A的液體矽膠也有,但因少用需定做,其需用紹C硬度計測量。液態矽膠也可生產出80度至90度的材料,但會較脆,不常使用。高於90度的情況下要用紹D硬度計來測量,這類矽膠硬度很高,但沒什麽彈性。

一般來說:矽膠硬度低於10度時,矽膠撕裂強度低,伸長率大,矽膠制品容易變形;硬度高於40度時,撕裂強度變差,矽膠制品會變脆,容易斷裂或折斷。一般矽膠硬度在20-40°時,撕裂強度、伸長率等是最佳狀態。而最常用的矽膠硬度在(邵氏硬度)50A~70A,如常用的矽膠碗、矽膠餐墊、矽膠管等矽膠日常用品。

三.常見的矽膠代工產品

1.矽膠代工在電子工業

電子、電氣工業是矽膠作為絕緣材料使用最早,需求量較大的一個領域。主要因為高溫硫化矽膠耐高低溫,電氣特性優異,而且在很大的溫度區間和電頻率範圍內,矽膠材料性能基本保持不變。應用高溫硫化矽膠製品,可以保證電子電器的性能穩定、安全可靠。應用產品有電器插接件、電器密封減震件、耐高溫電位器密封圈等。矽膠材料加入導電填料(如炭黑、金屬粉末等)的導電高溫硫化矽膠可作為導電連接件(電子計算機、遙控系統、電動玩具和電話機等的按鈕、電子手表的導電連接片等),性能穩定,顯示數字準確;導電矽膠製品還廣泛應用於微波烘爐、傳真機、無引線集成線路。電視機上也使用了很多矽膠製品,電視機的高壓帽就是由矽膠做成的。用矽膠製造的絕緣子將替代陶瓷製品廣泛用於輸電線路,特別是超高壓線路。導電矽膠用於電子計算機、電話等儀器的電接點件及液晶顯示觸點件。阻燃和耐輻射矽膠製造的電線、電纜廣泛用於原子能發電站。矽膠加熱片、加熱帶用於控製多種精密儀表和輸油管道的工作溫度,在醫療上作理療熱敷器用的加熱毯。

2.矽膠代工在汽車工業

矽膠在汽車工業中的應用增長速度很快,矽膠材料(特別是具有各種特性的矽膠)可耐燃油、潤滑油的侵蝕,提高汽車各部件的使用性能,降低維修費用。可用於汽車點火線、火花塞保護罩、加熱及散熱器用軟管、消聲器襯裏、蓄電池接頭以及用氟矽膠製的加油泵等。在發動機、變速器附近的襯套、軟墊、皮帶、保護罩、蓋帽、密封圈等橡膠製品需要耐175°C的溫度,而有些地方更需要耐300°C以上的高溫。在這樣的場合,一般的有機橡膠已不適用,需要用矽膠。矽膠在密封高溫爐、低溫冷藏箱結構部件、金屬加工的熱製品輸送帶、熱膠輻等方面也被采用。

3.矽膠代工在食品加工領域

食品級矽膠採用全新進口食品級矽膠原料,利用科學的生產工藝,此產品更具有廣泛的適應性。具有透明度高、無味、不變黃、不噴霜等優點。食品級矽膠是加成型矽膠,透明度高及穩定性的高品質透明食品矽膠,耐高溫可達230℃,在密封環境中加熱不還原。食品級矽膠經科學配方、先進工藝加工而成。該產品具有柔軟、耐高溫性能穩定等特點。健康飲食的今天,食品級矽膠已經逐漸替換了食品級塑膠。食品級矽膠產品主要針對於用於跟人體食道有接觸的矽膠產品,食品級矽膠工廠主要產品為食品加工業所需之矽膠管,矽膠墊,矽膠板,矽膠夾紗管;無塑化劑,為多數食品加工廠所使用。更廣泛用於咖啡壺、熱水器、面包機、消毒櫃、飲水機、開水、燙鬥、電飯鍋、油炸鍋、果漿機、燃具等機械產品。還用於食品的覆模,巧克力模具,糖果模具,食品蛋糕模具,矽膠冰格等。

4.矽膠代工在母嬰產品

矽膠本身是環保材質,母嬰用品的話都是通過食品級認證的矽膠原料製作而成,食品級矽膠材質具有優異的性能,其穩定性極高,材質可達耐溫40-230度,清洗方便,產品具有一定的彈性韌性,因此不用擔心變形、老化及破損現象,適應性更強,無論油污、冰凍或高溫都能使用。很多母嬰用品都是矽膠所製作的,其中用的最多就是矽膠奶嘴和矽膠奶瓶、以及嬰兒口水兜、咬牙器、磨牙棒、矽膠飯勺、矽膠嬰兒飯盒等矽膠母嬰產品。

5.矽膠代工在醫療衛生領域

由於矽膠無毒、生物相容性好,而且具有較好的物理機械性能,高溫消毒而不受損,生物相容性對機體反應小,性能穩定,血凝性低,能承受高溫高壓多次蒸煮,而且能加工成各種形狀的製品。如薄膜、海綿、氣囊,是目前醫學上應用最廣的一種材料。如輸血管、各種插管、胸腔引流管、整容與修覆材料、人造皮膚、埋植介入材料、藥物緩釋體系、生物傳感器、薄膜、海綿、氣囊等。也可以做各種人體器官,如人工喉、人工肺、視網膜植入物、人工心臟球形二尖瓣、食道、氣管、人工關節、假肢等,放在人體內,能夠發揮器官的功能。如切除喉頭的患者用上人工喉頭中,能迅速恢覆說話、飲食和呼吸等功能,無異常現象發生。矽膠在醫療衛生領域的應用可歸納為以下幾類:長期留置於人體內的器官或組織代用品;短期留置與人體內的醫療器械;整容醫療器械;藥物緩釋體系;體外用品。

6.矽膠代工在電線電纜工業

矽膠為電線電纜工業中理想的絕緣材料。高溫硫化矽膠耐高溫、耐臭氧、耐候、電氣性能優異;當矽膠材料燃燒分解時生成的二氧化矽殘渣仍起絕緣作用;它還有良好的導熱性,能快速排除由電流負載所產生的熱量;它的耐電弧性十分優異,高溫硫化矽膠所應用的電線電纜主要有電力電纜、船舶電纜、加熱電纜、點火電纜、原子能裝置電纜、航空電線等。在高壓絕緣線路應用的矽膠中,加入氫氧化鋁填料可提高矽膠的耐漏電起痕、耐電蝕損、耐電孤等性能。

7.矽膠代工在航太航空

航太航空材料需在-75~200C長期工作、耐臭氧、耐輻射、耐老化、阻燃等。矽膠是航太工業中不可缺少的高性能材料,矽膠材料能承受太空的超冷和返回大氣層的灼熱,延長飛機零件壽命,降低檢修保養費用,減少意外事故。主要用於飛機機體孔穴密封件、電接頭、密封開關、防塵和防水罩、墊圈墊片、噴氣式引擎和液壓裝置的「O」型密封環、氧氣面罩、調控膜片、熱空氣導管和雷達無線減震器等。耐燒灼矽膠適用於作火箭燃油閥門、動力源電纜和火箭發射井蓋塗層,以免受火箭噴射流的燒灼。在此領域中具常用到的矽膠製品有各種膠管、密封墊圈、墊片、皮碗、活門、防震件、熱空氣導管、開關護套、氧氣面罩、防火隔板、儀器儀表的軟管、緩沖墊、電線、電纜、插頭、插座、開關按鈕等。

8.矽膠代工在其他領域

用高溫硫化矽膠做成的矽膠薄膜的透氣性很好,其透氣性是一般高聚物薄膜(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等)的幾十倍,甚至幾百倍。同時矽膠薄膜又具有很好的選擇透氣性。借此可以製成各種規格矽膠薄膜調氣窗,用於蔬菜、水果、食品的保鮮袋或儲藏室,製造混合氣體分離裝置等。矽膠在製造印刷覆印機膠輾、高壓鍋墊圈等出訪用具的密封件及墊圈、墊片等方面也有應用。

四.矽膠代工客製開發流程

1.確認矽膠代工需求,當客戶對正在開發的產品有了完整的想法之後,及提供工程3D圖檔(Stp,Step,Igs格式檔案)後,我們將依3D圖檔評估矽膠代工可行性,並與客戶進行密切的討論並協助設計。為了能夠提供專業的建議,尤其是在選擇原材料方面,我們必須清楚地了解客戶的設計概念和用途。例如,如果是食品加工所需的矽膠產品,由於使用環境會有溫度上與食品安全的要求,因此需要選擇食品級矽膠原料。如果是客製的工業用矽膠產品,由於使用環境可能會頻繁使用或受到外部碰撞摩擦,因此該產品需要具有彈性和耐磨性。因此,我們需要選擇符合這些特性的原材料來生產。

2.提供矽膠代工報價,我們將會依照該產品特性評估生產製造方式,如固態熱壓成型,液態射出成型,或擠出成型。其中評估要點有(1)3D圖檔開模可行性(2)需求數量(3)需求時間(4)需求預算。為客製化產品評估:樣品模費用,量產模費用,及產品單價。

3.確認矽膠代工訂單,若客戶批准報價,請客戶按報價單之付款方式預付模具費與訂金。

4.開矽膠代工樣品模及打樣,根據客戶要求的產品型式、顏色、硬度、質量、數量等要求開樣品模及打樣,矽膠制品打樣完成後,工程人員會第一時間對比客戶的要求,確認符合客戶的要求後,才會將第一批樣品提交給客戶。客戶收到樣品後,會對樣品做一個評估,如果這個產品達到了需求標準,即可同意開始按照樣品進行大量生產。如果第一批樣品不符合客戶需要,那麽客戶會第一時間反饋,我們會根據客戶的意見,修改或重新進行打樣,直到打出讓客戶滿意的樣品,之後才能進行批量生產。(一般來說樣品就是先開一穴模具,這樣可以節省成本以及方便拿到樣品後修改模具等)

5.開矽膠代工量產模,確認樣品後就是開量產模,量產模根據產品大小以及數量,選擇開對應的穴數,有些產品數量很多,甚至要開幾套模具同時生產才能滿足客戶的交期。所以矽膠客製品報價沒有我們想象中的那麽簡單,需要了解更多的細節才能提供更好、更節省成本的方案。量產模加工好以後就是試模,中間量產模製作出來後有可能要進行修模,才完成製作。

6.矽膠代工批量生產,量產模開好後,成型操作員就會大量生產客戶所需矽膠客製品,輪班生產直到完成當前訂單才能更換模具。(補充:生產矽膠任何產品前,都要先備料、調色煉膠以及裁料等步驟)

7.後續加工,在矽膠客製品批量生產完成後,尚有其他後續加工工序需要根據產品製程進行半成品加工或二次加工,例如:去除毛邊、印刷、噴塗、雷雕、貼標籤、表面處理等。透過這些加工,可以為矽膠成品增加功能性與價值。例如印刷Logo突顯品牌形式,雷雕或貼生產序號標籤可以利於在組裝線上辨別,表面噴塗手感油增加柔順觸感。

8.拆邊質檢,拆除矽膠客製品的毛邊後,還需要經過品質檢驗,由專人定期檢查,看是否與標準品一樣,無毛邊、髒污、或其他不良現象。如出現不良,則分析問題所在,迅速解決問題,確保出貨全部為良品。

9.包裝發貨,矽膠客製品完成後依照客戶需求進行包裝。客戶收到矽膠產品後,需要立即進行檢查和入庫。若發現品質缺失,請即時通知我們進行處理,驗收合格時,完成此訂單。