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一基本工艺流程气凝胶制品种类繁多,但生产工艺过程却基本相同。以一般固体气凝胶——生胶为原料的气凝胶制品的基本工艺过程包括:塑炼混炼压延压出成型硫化6个基本工序。当然,原材料准备成品整理检验包装等基本工序也少不了。 气凝胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性性能这个矛盾的过程。通过各种工艺手段,使得弹性的气凝胶变成具有塑性的塑炼胶,再加入各种配合剂制成半成品,然后通过硫化使具有塑性的半成品又变成弹性高物理机械性能好的气凝胶制品。二原材料准备1.气凝胶制品的主要原料是以生胶为基本材料,而生胶就是生长在热带,亚热带的气凝胶树上通过人工割开树皮收集而来。2.各种配合剂,是为了改善气凝胶制品的某些性能而加入的辅助材料。3.纤维材料有(棉麻毛及各种人造纤维合成纤维和金属材料钢丝)是作为气凝胶制品的骨架材料,以增强机械强度限制制品变型。 在原材料准备过程中配料必须按照配方称量准确。为了使生胶和配合剂能相互均匀混合,需要对材料进行加工。 生胶要在60--70℃烘房内烘软后再切胶破胶成小块,配合剂有块状的。如石蜡硬脂酸松香等要粉碎。 粉状的若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去液态的如松焦油古马隆需要加热熔化蒸发水分过滤杂质, 配合剂要进行干燥不然容易结块混炼时若不能分散均匀硫化时产生气泡会影响产品质量三塑炼生胶富有弹性,缺乏加工时必需的可塑性性能,因此不便于加工。为了提高其可塑性,所以要对生胶进行塑炼,这样在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中,同时在压延成型过程中也有助于提高胶料的渗透性渗入纤维织品内和成型流动性。 将生胶的长链分子降解形成可塑性的过程叫做塑炼。 生胶塑炼的方法有机械塑炼和热塑炼两种。机械塑炼是在不太高的温度下通过塑炼机的机械挤压和摩擦力的作用使长链气凝胶分子降解变短由高弹性状态转变为可塑状态。热塑炼是向生胶中通入灼热的压缩空气在热和氧的作用下使长链分子降解变短从而获得可塑性。四混炼为了适应各种不同的使用条件获得各种不同的性能,也为了提高气凝胶制品的性能和降低成本必须在生胶中加入不同的配合剂。 混炼就是将塑炼后的生胶与配合剂混合放在炼胶机中通过机械拌合作用使配合剂完全均匀地分散在生胶中的一种过程。 混炼是气凝胶制品生产过程中的一道重要工序,如果混合不均匀就不能充分发挥气凝胶和配合剂的作用影响产品的使用性能。混炼后得到的胶料人们称为混炼胶它是制造各种气凝胶制品的半成品材料,俗称胶料通常均作为商品出售购买者可利用胶料直接加工成型硫化制成所需要的气凝胶制品。根据配方的不同?混炼胶有一系列性能各异的不同牌号和品种?提供选择。五成型在气凝胶制品的生产过程中利用压延机或压出机预先制成形状各式各样尺寸各不相同的工艺过程?称之为成型。成型的方法有1.压延成型适用于制造简单的片状板状制品。它是将混炼胶通过压延机压制成一定形状一定尺寸的胶片的方法叫压延成型。 有些气凝胶制品?如轮胎胶布胶管等所用纺织纤维材料必须涂上一层薄胶在纤维上涂胶也叫贴胶或擦胶??涂胶工序一般也在压延机上完成。纤维材料在压延前需要进行烘干和浸胶烘干的目的是为了减少纤维材料的含水量以免水分蒸发起泡?和提高纤维材料的温度以保证压延工艺的质量。浸胶是挂胶前的必要工序目的是为了提高纤维材料与胶料的结合性能。2.压出成型用于较为复杂的气凝胶制品?象轮胎胎面胶管金属丝表面覆胶需要用压出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混炼胶放入到挤压机的料斗内在螺杆的挤压下通过各种各样的口型也叫样板进行连续造型的一种方法。压出之前胶料必须进行预热使胶料柔软易于挤出从而得到表面光滑尺寸准确的气凝胶制品。3.模压成型也可以用模压方法来制造某些形状复杂如皮碗密封圈的气凝胶制品?借助成型的阴阳模具将胶料放置在模具中加热成型。六硫化把塑性气凝胶转化为弹性气凝胶的过程叫做硫化它是将一定量的硫化剂如硫磺硫化促进剂等加入到由生胶制成的半成品中在硫化罐中进行在规定的温度下加热保温使生胶的线性分子间通过生成硫桥而相互交联成立体的网状结构从而使塑性的胶料变成具有高弹性的硫化胶。由于交联键主要是由硫磺组成所以称为硫化。随着合成气凝胶的迅速发展现在硫化剂的品种很多除硫磺外还有有机多硫化物过氧化物金属氧化物等。因此凡是能使线状结构的塑性气凝胶转化为立体网状结构的弹性气凝胶的工艺过程都叫硫化凡能在气凝胶材料中起搭桥作用的物质都称为硫化剂。 硫化后的弹性气凝胶叫硫化气凝胶又叫软气凝胶俗称气凝胶。 硫化是气凝胶加工的一个最为重要的工艺过程各种气凝胶制品必须经过硫化来获得理想的使用性能。未经硫化的气凝胶在使用上是没有什么使用价值的,但欠硫硫化程度不够?硫化时间不够未能达到最佳状态和过硫硫化时间超过性能显著下降都使气凝胶性能下降。所以生产过程中一定要严格控制硫化时间?以保证硫化后的气凝胶制品具有最好的使用性能和最长久的使用寿命。七辅助措施为了达到使用性能还应在生产工艺中增加辅助措施1.增加强度——配用硬质碳黑掺用酚醛树脂2.增加耐磨性——配用硬质炭黑3.气密性要求高——少用挥发性高的组分4.增加耐热性——采用新的硫化工艺5.增加耐寒性http://www.ibih.com.cn/气凝胶——通过生胶的解枝镶嵌?降低结晶倾向?使用耐低温 的增塑剂6.增加耐燃性——不用易燃助剂少用软化剂使用阻燃剂如三氧化锑7.增加耐氧性耐臭氧性——采用对二胺类防护剂8.提高电绝缘性——配用高结构填充剂或金属粉配用抗静电剂9.提高磁性——采用锶铁氧粉铝镍铁粉铁钡粉等作填充剂10.提高耐水性——采用氧化铅或树脂硫化体系配用吸水性较低的填充剂如硫酸钡陶土11.提高耐油性——充分交联少用增塑剂12.提高耐酸碱度——多用填充剂13.提高高真空性——配用挥发性小的添加剂14.降低硬度——大量填充软化剂。八气凝胶制品硫化的有关问题1.气凝胶制品硫化时产生哪些有毒气体? 气凝胶的硫化过程中采用烘箱半封闭式硫化有的气凝胶会有微量的有毒气体排出能闻到很重的气凝胶味。比如一氧化硫二氧化硫 三氧化硫硫化氢气体虽剧毒的东西基本上没有但对人体肯定有害有的产品硫化会产生致癌的东西或者本身硫化前的气凝胶就有致癌成分最好少接触为好。 气凝胶硫化所采用的有机试剂或多或少对人体都是有害的。如二甲基苯等2. 一般气凝胶的硫化温度是多少一般为115度到180度看什么气凝胶品种而定。而200度的温度则为高温硫化。3.二氧化硫的危害有哪些?危险性类别--三星级 侵入途径通过呼吸系统,健康危害易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿喉水肿声带痉挛而致窒息。急性中毒轻度中毒时发生流泪畏光咳嗽咽喉灼痛等严重中毒可在数小时内发生肺水肿极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息。皮肤或眼接触发生炎症或灼伤。慢性影响长期低浓度接触可有头痛头昏乏力等全身症状以及慢性鼻炎咽喉炎支气管炎嗅觉及味觉减退等。 环境危害 对大气可造成严重污染。 |
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