在過去的35年間，硅橡膠工業不斷面臨地，那么定要注意將污染性材料與硅橡膠著滿足日益增長的現代擠出產品市場需要的挑戰。硅橡膠在耐磨性、耐割穿性能、耐化學藥品性、耐油性及機械強度方面都有了提高。另外，硅椽膠生產商滿足了對加工性能進一步改進的要求，這一點對制造商來說一直是至關重要的一個方面。同樣，制造商在將硅橡膠加工成絕緣制品、抗靜電制品、半導電制品和導電制品等工藝上已經成熟了。硅橡膠作為具有較高熱老化溫度的材料，其價值和可靠性促進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題設計的新型膠料具有許多優點，都是膠料生產商和產品制造商努力的結果。

   由于篇幅所限，這篇文章不可能涵蓋加工過程的每一個方面。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膠料提出的各種要求。樸強膠料是由硅橡膠純膠、白炭黑填料和加工助劑組成。通過加入l～2種填料、耐熱老化助劑、顏料和適當的硫化劑，制造商可以調整膠料性能．使其滿足所有要求。

   雖然硅橡膠的加工設備和有機橡膠的加工設備牧什么兩樣，但建議不要用同一臺開煉機來加工有機橡膠和硅橡膠。最好有硅橡膠專用的操作問，而且要保持清潔的環境，因為被枵染的硅橡膠的機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中。但是，許多場合要求高強度膠料，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過返煉。那些確實需要返煉的膠料在返煉后塑性也會發生變化。具有較高生膠強度的前一種膠料在返煉時一般都可以用刮膠板或割膠刀從輥筒上取下來。但是，那些較柔軟的膠料，或生膠強度低的膠料容易粘到輥筒上，這時就需要用長刮膠板把膠料刮下來。刮膠板應該用尼龍制成，因為尼龍能夠達到所要求的壽命，而且不會被輥筒磨損，而鋼質刮膠板卻會被輥筒磨損，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在輥筒上產生的劃痕。由于硅橡膠本身的特點，容易包到轉速較快的輥筒上．所以刮膠板也應該安裝在轉速較快的輥筒一側。如果膠料容易包到轉速較慢的輥筒一側．就要檢查一下兩輥筒問的輥距是否合適。一般說來．將兩個輥筒靠近，減小了輥距后，膠料就會包到轉速較快的輥筒上。開煉機的輥筒應該通入冷卻水，以避免膠料焦燒，對那些含雙(2．4一二氯化苯甲酰)過氧化物或過氧化苯甲酰的膠料尤其應該注意。

   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，當采用一種或兩種通用樸強硅橡膠和各種填料混煉后．就可以靈活地達到所要求的各項性能。許多入認為如果制造商在硅橡膠膠料使用前不能在專用場地，用專用設備進行混煉操作，那么膠料就有可能滿足不了最終的質量要求。有機雜質的確會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地，清潔的環境，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械性能可以，而且一定能夠達到膠料生產商提供的主要性能指標。有時，混煉好的樸強膠料比一般膠料或純膠膠料的性能還要好。假設膠料配方合理，可以在擠出機上采用濾腔網將膠料中少量未分散的顆粒除去．從而得到高質量的擠出產品。

為了得到高質量的產品，硅橡膠混煉時必須遵循以下基本步驟：

(1)仔細稱量每種要用到的配合組份。

(2)將硅橡膠純膠或補強膠料放到開煉機上后，調節輥距，讓硅橡膠包到轉速較快的輥筒上，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，由于補強硅橡膠中含有樸強白炭黑，必須經過充分返煉。只要膠料包到轉速較快的輥筒上就表明返煉程度合適了。經過充分返煉的樸強硅橡膠在最后加入填料時吃粉迅速。

(3)如果需要，就要將所要求的補強填料(細粒子白炭黑)加入膠料中。有些填料在混煉過程中會經過輥筒掉到接料盤中，應該將這些填料收集起來在下一次填料加入之前加到膠料中。常用橡膠刮板來刮取接料盤中的填料。建議不要使用刷子，因為一些刷毛有可能從刷子上掉下來混到膠料中去。因為樸強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。如果補強自炭黑填料加入膠料中的速度過快，填料含趨高，膠料含量少的硬顆粒就會在膠料上方旋轉堆積，導致分散不均。當加入樸強白炭黑填料時。合理的輥距可以保證最佳的膠料混煉速度和混煉質量。以較大的輥距加入填料時混

煉效率較高。

(4)增容填料通常在補強填料后加入膠料中。增容填料也應該分批加入，而不是一次全部加進去．而且在分批加入時，每一次都必須經過充分地翻煉。

(5)最后加入膠料中的是硫化劑。注意當膠料太熱(最多不超過4O℃)時，不要加硫化劑。否則會產生部分硫化，導致膠料報廢或硫化劑損耗。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。

   多數情況下，硫化劑是直接加入混煉好的膠料中，尤其是對于那些使用前不要求返煉的膠料來說。如果膠料的停放時問遠遠超過它的貯存期，或者對返煉貯存期(即1～2天或更短)很短的高強度膠料來說，應該在返煉膠料時再加入硫化劑。貯存期是膠料返煉或混煉好以后到膠料變硬，不能進行有效的擠出操作前的這段時問。超過貯存期的膠料使用前必須經過返煉或熱煉。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有加入硫化荊的膠料結構化速度快，所以在返煉時再加入硫化劑的方法經實踐證明可以節約時間。未加入硫化劑的膠料中的結構化部分較少，返煉時容易包輥，而加入硫化劑的膠料中的結構化程度較為嚴重，不容易包輥。結構化程度嚴重的膠料在包輥前可能會從輥筒上掉下來幾次，這就延長了返煉過程，浪費了時問。

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

   采用CV(連續蒸汽硫化)硫化時，適用的有過氧化苯甲酰、二枯基過氧化物(Varox系列)，與雙一(2，4二氯化苯甲酰)過氧化物相比有以下優點：

(1)降低膠料成本；

(2)延長返煉貯存期(對于某些膠料貯存期延長至2倍或2倍以上；

(3)提高擠出速度。

                                              2 質量監控

   對于制造商來說，混煉帶來許多好處的同時也要求制造商保證較高的膠料質量。提供給制造商的硅橡膠純膠和補強膠料已經經過仔細的測試，以確保達到最佳質量。但是，混煉過程中加入的填料、硫化劑和著色劑對膠料的潔凈度以及稱量和混煉時的精度有一些影響。制造者應該采取適當的措施，即在填料被硅橡膠浸潤后，對膠料進行實際測試。對于補強白炭黑填充膠料浸潤時間一般是不少于3d。如果膠料中僅加入了增容填料，1-2d就足夠了�！敖䴘櫋敝傅氖枪柘鹉z聚合物被白炭黑吸收的過程。

   如果處于最佳的測試時間范圍內建議采用ASTM試片作為測試試樣。對于雙—(2，4二氯化苯甲酰)過氧化物和過氧化苯甲酰，硫化條件為140℃×10rain時就可以獲得滿意效果。二段硫化和試片的熱老化應該模擬膠料加工時的條件進行。熱老化條件應該根據擠出產品的相應標準制定。質量檢測應該始終保持有組織和系統性，并用成為例行手續。實踐證明這將很有成效。

   對于采用CV和HAv(熱空氣硫化)的膠料來說，Monsanto流變儀是非常有效的測試儀器。質量檢測應該包括對膠料的拉仲強度、扯斷伸長率、邵A硬度、撕裂強度(除非特別說明外均指的是B型試樣)、密度和電性能的測試。前4項指標很明顯．可以馬上說明膠料是否符合標準。對密度所作的控制試驗可以找出配煉時的差錯，如填料加得太少或太多。

   密度檢測可以同時控制膠料成本和性能是否符合標準要求這兩項指標，所以顯得尤為重要�？赡苡羞@樣一種情況，即膠料機械性能滿足了要求。但是由于加入的填料少，膠料成本卻上去了。另一方面。膠料密度過大說明加入的填料太多．這可能反過來影響了成品的質量和性能，或者使成品的密度超過標準規定的范圍。

   另外一個確定膠料最佳停放時間及其對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指標(即膠料可以順利擠出時的軟化點和允許的最高硬化點)，再與最佳擠出條件相結合，擠出過程就可以既節約了時間，又降低了成本。

                                            3 濾膠網和濾膠墊板

   濾膠網通常由20～40目的濾膠板和網孔較細的60～100目濾膠網組成。目前采用的大多數濾膠網是由不銹鋼制成，也可以用蒙及爾合金。

   某些制造商喜歡不用濾膠網直接擠出，因為這樣可以提高擠出速度。有時也消除了在濾膠板附近生熱和焦燒的可能性。但是，濾膠網的使用也不容忽視，因為它們起著一個明確的作用就是去除雜質和未分散的填料顆粒。濾膠網也可以排除混煉和返煉時夾進膠料中的空氣，尤其是對較柔軟的膠料來說。

   由于硅橡膠只是略有熱塑性，并且在其未硫化狀態下不容易受到流動應力或剪切應變，所以濾膠板的設計不是很關鍵的。大多數濾膠板設計都適合于硅橡膠加工。雖然所有濾膠板都要求有導流槽和泄壓孔，但是對于硅橡膠來說并不一定需要。

                                               4 喂料

   正如我們先前強調的，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。膠料的結構化或膠片的硬化很明顯地影響了喂料特性。'擠出機頭結構、螺桿結構、輥筒喂料裝置的結構和機筒長度的改變都會影響喂料。但是，可以調整膠料粘度來適應具體的擠出機條件。膠料粘度可以通過改變由生產商提供的樸強膠料的相對分子質量，填料添加量和種類．以及采用加工助劑來調節。

   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。輥筒喂料可以實現半自動喂料，節省了人力和財力，使得擠出機操作人員有足夠的時間來檢查擠出過程中的產品質量。

   輥筒喂料裝置的輥筒旋轉方向與螺桿的旋轉方向相反，并與螺桿靠得較近。機筒在喂料段以及螺桿的入口處輕微的凹進有好處。凹進可以使螺桿將膠料拉入螺桿槽中，而不會將膠料拉斷。如果輥筒喂料位置遠高于螺桿，且機筒投有適當的凹進，膠條在螺桿上的位置會太高，導致喂料困難，這樣就抹殺了輥筒喂料技術的優越性。

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

                                               5 螺桿結構

   針對各種螺桿結構、長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速下的擠出機產量聯系起來。研究發現．膠料的流變性能對擠出性能有顯著影響。大多數情況下，在螺桿輸出轉速一定時，生膠強度較低，較柔軟的膠料比生膠強度較高，較硬的膠料的產量高。這一點也說明了螺桿的輸出轉速相同時，沒有經過充分返煉的膠料比經過充分返煉的膠料產量低。這里我們再一次強調前面提到過的質量監控方法，即確定膠料的最佳可塑性范圍及其對工藝性能和擠出效率的影響至關重要。

   在選擇硅橡膠用螺桿和／或擠出機時必須考慮的幾個基本方面是：

(1)螺桿長度影響對擠出產品直徑的控制
   徑比為10：1至20：1的螺桿比長徑比為5：l的螺桿容易嚴格控制擠出產品的直徑和降低螺桿排膠壓力的波動。當螺桿直徑較長時，可以通過長度來平衡機筒壓力，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動引起的壓力變化。

(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明顯優點：

   a)雙螺紋螺桿對喂料失誤很敏感；

   b)用螺桿長度和壓縮比相當的單螺紋螺桿可以獲得較高的生產率。

(3)壓縮率

   根據經驗，對于硅橡膠一般推薦采用的壓縮比為4：l。從以前的經驗得知，壓縮比為4：l或4：1左右時可以獲得足夠的產量，而且不會引起生熱過多。但是，有兩個因素在一定程度上影響了以上看法：硅橡膠擠出產品的強度和硬度越來越高，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，當擠出硬度為80-90度的膠料時，在螺桿轉速相當的條件下，為了獲得相同的產量就必須采用更高的壓縮比。假設條件允許或要求較高的產量時，采用較高的壓縮比，結合充分的冷卻．也可以保證較高的擠出產量。

   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，硅橡膠工業中很少采用壓縮比為8：1的螺桿。

                                              6 螺桿螺紋結構

   保持螺紋深度一定，改變螺紋線中心距的設計已經十分成功。確定螺桿結構必須消除頭部堆膠現象。頭部略微呈錐形的螺桿比平頭螺桿的效果要好。

   當選擇合適的擠出機尺寸時，可以采用每馬力每小時基礎的硅橡膠產量為2.2-3.5kg作為粗略估算標準。