天然橡膠與合成橡膠加工製程差異

重點總結

• 真正的差距在於可重複性，而非化學成分：進貨差異是天然橡膠的摩擦係數為 8-12 Mooney 單位，而 SBR、NBR 或 EPDM 的摩擦係數為 3-5 Mooney 單位。來自同一供應商。
• 綠色力量影響你的切割設置進給速度的 10-30%規格為 0.5 毫米，慢端使用矽膠。
• 低溫去毛刺攝氏零下150度涵蓋所有常見聚合物，因為玻璃化轉變溫度範圍僅為 -125 度至 -20 度，但柔軟的矽膠閃光劑僅用氣流即可去除。
• 矽膠和氟橡膠通常需要固化後溫度為攝氏 200-250 度，固化時間為 4-24 小時天然橡膠通常在壓制硫化後進行加工。

簡而言之：天然橡膠和合成橡膠在加工過程中有四個環節不同，這些環節都會增加成本：進貨批次一致性、切割機處的生坯強度、去毛邊單元處的毛邊失效模式，以及零件是否需要二次固化。天然橡膠批次間尺寸偏差為 8-12 個門尼單位，但形狀保持性好，因此切割公差可以更大。丁苯橡膠 (SBR)、丁腈橡膠 (NBR)、三元乙丙橡膠 (EPDM)、氟橡膠 (FKM) 和矽膠的均勻性較高，但初始強度較低，通常需要 200-250 攝氏度的後硫化處理，而天然橡膠則無需此步驟。

生產線不會因為化學實驗室的設置而虧損。虧損發生在以下情況：鋼帶在進料輥下拉伸、閃絲撕裂而不是斷裂，或某一批產品的固化速度比上一批快15%。本指南涵蓋從收貨到包裝的整個流程，僅標註那些需要更改設定的差異。

天然橡膠和合成橡膠在生產過程中究竟有哪些不同？

最終體現在生產車間的是可重複性，而不是分子結構。天然橡膠是從橡膠樹（Hevea tree）中採集的順式-1,4-聚異戊二烯，並根據其雜質、灰分和揮發性物質含量進行分級。由於天然橡膠並非以特定配方生產，因此其品質取決於當季產量。合成橡膠則歸類於…ISO 1629依家族順序，聚合成符合特定規格的產品。

因為一個輸入是分級的，而另一個輸入是指定的，所以NR改變了你的設置，而合成橡膠改變了你的藉口。這一單一的不對稱性解釋了下文中所有實際差異。

為什麼批次一致性決定了您的切割公差？

因為你設定的每一個切削參數其實都是基於黏度假設。 A 數控橡膠條切割機進給精度為正負 0.1 毫米，剪切厚度為 0-20 毫米，剪切速度高達每分鐘 80 次，但前提是進入刀片的物料的剛度符合配方中規定的要求。

天然橡膠在混煉前必須進行塑化處理，因此其剪切歷史會因批次而異。根據客戶的收貨記錄，天然橡膠批次的剪切差異通常為 8-12 個門尼單位（ML 1+4，100 攝氏度），而丁苯橡膠 (SBR)、丁腈橡膠 (NBR) 和三元乙丙橡膠 (EPDM) 批次的剪切差異通常為 3-5 個門尼單位——這是我們經驗中的典型值。

8-12 MU 的差異大約相當於複合材料剛度的 15-20% 的變化。足以改變帶材的進給方式、刀片後回彈的距離，以及切割面是方正還是撕裂。

散佈數值是我們根據經驗得出的典型值，並非目錄限值－請根據您自己的收貨檢驗進行核對。

天然橡膠和合成橡膠在脫脂過程中哪裡會裂開？

差別在於閃光燈故障的方式，而不是故障的數量。天然橡膠閃光片有彈性，會撕裂成細絲；SBR 和 NBR 閃光片會碎裂；矽膠閃光片強度太低，容易磨損脫落。

寒冷是萬能的平衡器。矽膠的玻璃化轉變溫度約為攝氏-125度，而氟橡膠（FKM）的玻璃化轉變溫度約為攝氏-20度，因此…液態氮低溫去毛邊機在攝氏零下150度時，所有材料的溫度都低於脆性點。我們的液態氮裝置可容納80公升滾筒容積（可裝15-20公斤小零件），在20-70轉/分鐘的轉速下，循環時間不到8分鐘，合格率超過98%。

冷凍仍不是預設選項。柔軟、低撕裂強度的閃光燈可以用…去除。氣動式空氣動力去毛邊機介質輸送量約 4 公斤/分鐘，因為否則，你就得花錢買液態氮來完成半秒鐘的空氣衝擊就能完成的工作。先用 -80 攝氏度的溫度運行一批廢料，然後每次降低 10 度；能夠滿足閃光燈規格的最低溫度設定是節省氮氣的設定。

合成化合物需要二次固化嗎？

通常是可以，天然橡膠通常不行。天然橡膠的硫化通常在壓機內完成。而矽橡膠和氟橡膠則需要後固化來去除揮發性物質並完成交聯，否則零件裝箱後硬度和壓縮永久變形會持續變化。

合適的工具是用於二次硫化的輥式烘箱無需二次壓制。我們的 XCJ-K600 (600 公升) 和 XCJ-K900 (900 公升) 設備在 10.5 千瓦加熱器的作用下，運行溫度範圍從室溫到 280 攝氏度，通過八角形滾筒輸送 3,000 立方米/小時的空氣，使每個表面都達到任何可接受的溫度，9.9 到 99 小時的空氣，使每個表面都達到任何可接受的溫度。

將後固化製程寫在配方卡上，而不是記在操作員的記憶中。名義上的 4 小時視窗會漂移到 6 小時，這會改變硬度和壓縮永久變形，並且存在雙重過溫保護，因為失控的後固化會使 FKM 燒焦而無法恢復。

切割前，縮水是如何打破你的容忍度的？

縮水是指原本切割正確的零件變成了切割錯誤的零件。固化收縮率為 1.5%-4% 表示切割長度必須除以 1 減去收縮率，而不是設定為圖面尺寸。ASTM D2000設定硬度和公差等級，但不設定收縮率，因此該數值必須透過您自己的試驗得出。

3%的收縮率意味著成品尺寸為50.0毫米的墊片需要切割成51.5毫米。如果設定尺寸為50.0毫米，那麼在檢驗之前，零件就已經短了1.5毫米——這是操作人員無法察覺的缺陷，客戶也不會接受。

天然橡膠 (NR) 的變形量為 1.5-3%，且橫向收縮量大於縱向收縮量，這是因為碳鏈在銑削過程中會發生取向。矽橡膠和氟橡膠 (FKM) 的變形量為 2-4%，且對固化溫度的反應大於對時間的反應，因此即使使用相同的配方，在不同的壓機上生產的產品也可能超出公差範圍。

哪種清洗方法適合哪種聚合物？

根據表面材質選擇合適的洗滌劑，而不是根據零件的材質選擇。NR零件到貨時會撒上滑石粉或皂石粉，而合成零件則不會，NR遇水會膨脹，而矽膠則不會。

這橡膠清洗烘乾機XCJ-QXJ 600 採用直徑 600 毫米、長度 1000 毫米的 304 不鏽鋼滾筒，每次洗滌容量為 15-30 公斤，並可進行三組六階段洗滌。其用水量為 20 公升/分鐘（每 6 分鐘洗滌耗水量為 0.1 噸），在 12 千瓦/380 伏特的功率下，20 分鐘的清洗烘乾耗電 2.5 千瓦時，並配備反向旋轉噴嘴，確保無盲區。

對於天然橡膠（NR），應使用能清除除塵劑的最短清洗時間，因為長時間浸泡會導致零件在檢查後膨脹。對於矽膠，添加劑階段至關重要：僅用水清洗會在零件表面留下薄膜，這會導致客戶生產線上出現黏合失效。

如何對新化合物進行重新認證？

重新資格認證需分五步驟進行，第一步不可跳過。大多數材料轉換失敗的原因是沒有記錄基線數據，因此沒有人能夠證明發生了什麼變化。

1. 凍結傳入的規範。在調整設定之前，記錄三個批次的門尼黏度、硬度、比重和批號。
2. 以三種進給速度重新切割第一篇文章。保留最慢但容錯率高的配方，因為對於低綠色配方來說，額外的速度只會帶來浪費。
3. 在廢料堆裡找到易碎的窗戶。從攝氏零下 80 度開始，每次降低 10 度，直到閃光燈熄滅而不是撕裂為止。
4. 根據測量的收縮率重新計算切割長度。固化後 24 小時測量五份，切勿在當天測量，因為大部分收縮會在該時間內完成。
5. 將後固化配方寫入控制器。升溫速率、保持溫度、保持時間和冷卻速率，這四個因素都要考慮，而不僅僅是設定點。

結論：應該採用哪一種標準材料？

標準化檢驗範圍應僅限於您實際能夠控制的材料。具有 3 MU 延展性的合成化合物可實現更嚴格的公差控制和更少的首件檢驗，這比任何單一的物理性能都更有價值。 NR 在彈性和撕裂強度比重複性更重要的場合中脫穎而出——此時，您可以透過降低進料速度和縮短洗滌時間來提高公差控制。

無論您使用哪個系列的產品，設定都存在於機器中，而不是聚合物中。請提供您的化合物、規格和閃光規格，我們將為您搭配合適的產品。去閃光或進行切割設定。