流動模壓
減少收縮性的另一種方法是采用流動模壓法。這種方法是根據(jù)塑料工業(yè)中常用的傳遞模壓法和注壓法用到橡膠工業(yè)中來的，而近幾年來顯得日益重要。
1.傳遞模壓法
流動模壓最簡單的方式是采用一個由三部分組成的模型，其頂部和底部固定在普通的起落式平板壓力機(jī)的平板上中間部分可以取下來，或者當(dāng)模型相當(dāng)大的時候，可以經(jīng)過軌道將其從壓力機(jī)上拉出來。模型的頂部為柱塞式，中間部分為容納模壓膠料的罐或筒（傳遞室），底部才是真正的模型。
然而用這種三部分或更多部分組成的模型有其一定缺點(diǎn):模型從壓力機(jī)上移下來時浪費(fèi)時間，而且往往有些較高的側(cè)壓難以吸收，致使注射膠料時，模型會稍許張開，因此在加總壓以前就已形成相當(dāng)多的膠邊。
為克服這一缺點(diǎn)，決定摒棄這種三部分構(gòu)成的模型，而把柱塞移到平板壓力機(jī)上。這種特殊壓力機(jī)使用很方便。模型在柱塞開動前就被緊緊地關(guān)閉（平板硫化機(jī)施加的壓力），這樣就防止形成過多的膠邊。這種移模法所采用的壓力機(jī)和一般下落式平板壓力機(jī)很相似，只是其模型的下半部分和柱塞分別固定在下加熱板和上加熱板上。這種壓力機(jī)也可以作為普通的多層平板硫化機(jī)使用。
“傳遞模壓”一詞可以這樣說明:壓力用來關(guān)閉模型并且把膠料從塑化罐內(nèi)經(jīng)過注膠口、進(jìn)膠道、模型進(jìn)膠口傳遞到模型腔穴內(nèi)，模型在膠料進(jìn)入時就已關(guān)閉。
誠然，傳遞模壓法比較浪費(fèi)，已硫化的廢膠也比較多。因?yàn)樵趥鬟f和模壓時，總有些膠料留在塑化罐、注膠口和進(jìn)膠道內(nèi)。
2.注壓法
流動模壓的其他形式都有一個橫向注壓筒。注射壓力由液壓柱塞或螺桿產(chǎn)生。這種螺桿注壓裝置與塑料工業(yè)中的裝置類同。塑料工業(yè)之所以廣泛采用螺桿注壓，主要是因?yàn)橹圃斓漠a(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，并且操作方便、經(jīng)濟(jì)。因?yàn)橄鹉z工業(yè)也吸取了這一新的加工原理的優(yōu)越性，所以現(xiàn)在關(guān)于這方面的文獻(xiàn)已發(fā)表不少。其中最重要的一些文獻(xiàn)已在參考文獻(xiàn)94~103中列出。
最初試圖原樣不動地用螺桿式塑料注壓機(jī)制造橡膠模型制品，隨即發(fā)現(xiàn)塑料螺桿注壓機(jī)對橡膠不太合適。特別是橡膠膠料內(nèi)摩擦高，使得機(jī)筒內(nèi)生熱太大，因?yàn)橄鹉z與塑料流變性質(zhì)截然不同。為此，曾經(jīng)設(shè)計了一種特殊的螺桿注壓機(jī)，使橡膠生熱比在塑料注壓機(jī)內(nèi)低。此外，機(jī)筒也加以改變，使膠料不但可以加熱，并當(dāng)膠料摩擦升溫特別高時，也可以進(jìn)行冷卻。方法是通過管道注入液體，用控制液體溫度的方法保持恒溫。這樣，起初液體用作熱源，隨后當(dāng)溫度超過特定值時，它又起到冷卻劑的作用。最后，加料裝置也適合橡膠加工的需要。
注壓的主要問題是膠料注入模型前應(yīng)盡量降低其粘度。通常需要比較高的溫度，并不比硫化溫度低得很多。越接近硫化溫度，粘度也越低，注射時間也就越短。但各個部分膠料于模型腔穴中停止流動以前，不應(yīng)產(chǎn)生硫化。
現(xiàn)有的注壓機(jī)有兩種基本類型，即所謂“螺桿式”和“柱塞式”。它們是根據(jù)機(jī)身的設(shè)計區(qū)分的。在螺桿式注壓機(jī)中，注壓期間所需要的膠料總在通過螺桿喂料自身加熱。而柱塞式注壓機(jī)則有相當(dāng)多的膠料在加熱之后，分批陸續(xù)通過柱塞加到模型中去。目前實(shí)際使用中這兩種注壓機(jī)數(shù)量幾乎相等，問題是究竟哪一種注壓機(jī)更好一些。
注壓加工在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性（甚至比通用的平板硫化機(jī)模壓還要好）在于模壓周期的盡可能縮短。也就是說，在一定的注射和擠出時間下，硫化時間要盡量縮短。硫化時間的縮
短不僅取決于促進(jìn)劑用量的增加和硫化溫度的升高，而且在很大程度上也取決于膠料進(jìn)入模型腔穴時的溫度。這一因素隨制品厚度的增加而顯得更加重要。按照理想，膠料進(jìn)入腔穴時最好已達(dá)模型溫度，這樣就不需要像通常硫化過程那樣由模型向膠料傳遞熱量。因而模型的唯一目的（除去給制品成型而外）就只是保持膠料原來的溫度而已。這樣，即使是厚制品也可以在短時間內(nèi)達(dá)到均勻一致的硫化。由此可見，螺桿式注壓機(jī)較柱塞式注壓機(jī)更接近于這種理想的硫化條件。
應(yīng)該說明，若膠料在硫化溫度下進(jìn)入模型腔穴，只有當(dāng)在射出口處就達(dá)到比較高的溫度時方有可能。用螺桿式注壓機(jī)時，螺桿內(nèi)的膠料約為120°C，從注射口出來的膠料溫度可上
升至140C。當(dāng)膠料通過注射口和進(jìn)膠道時，由于摩擦可以再上升至例如180°C。溫度的升高在一定程度上也取決于反壓。用柱塞式注壓機(jī)時，膠料在機(jī)身內(nèi)停留的時間較長，因此只能預(yù)熱到70~80°C，否則有可能產(chǎn)生焦燒。盡管膠料離開注射口時比在機(jī)身內(nèi)的溫度要高一些，但與螺桿式注壓機(jī)相比，仍低得多。所以在注壓過程中欲使溫度上升的水平與上述水平一樣是相當(dāng)困難的。通常應(yīng)用這種類型的注壓機(jī)時，有意選擇進(jìn)膠道比較長、比較窄，所用膠料粘度也比較高。這樣可使膠料在注射過程中與熱的模型表面更加充分地接觸，摩擦也比較大，而有助于使膠料達(dá)到所需要的溫度?？墒牵捎谧⑸鋾r間增加，或者需要比較高的注射壓力，膠料必須有特別好的抗焦燒性能。所以，這也意味著注壓過程更加困難。此外，因?yàn)樽簤毫Ρ容^高，注壓部件和模型關(guān)閉部件的機(jī)械設(shè)計就要更加堅強(qiáng)。
注壓膠料的配方原則一般是要求在離開注射口時枯度盡可能低,使膠料能夠迅速注射而又不至產(chǎn)生焦燒危險。尤其應(yīng)該防止在機(jī)身開口處即注射口處的焦燒,因?yàn)檫@里的焦燒危險性最大。解決粘度又要非常低而又不焦燒這一矛盾時,比較好的方法是合理選用粘度低的生膠類型,所用的橡膠在注壓前能通過塑煉降低粘度使之適合注壓要求。也可以在相當(dāng)大的程度上采用一些合適的膠料配方,配方中應(yīng)有一些惰性或半惰性填充劑、增塑劑、大大遲延硫化的促進(jìn)劑和防焦劑。還曾發(fā)現(xiàn),給常用的各種橡膠(包括天然膠、丁苯膠、丁腈膠、異戊膠)加入有規(guī)立構(gòu)聚丁二烯(如 Buna CB),就能使注射時間大大縮短。這不僅能使注壓生產(chǎn)既快又好,而且也特別保險。曾經(jīng)講過,在注壓中采用高溫不宜加入作用很快的促進(jìn)劑,同樣也不宜使用很高的硫化溫度。重要的是保證膠料具有足夠的操作安全性。為了盡可能提高注壓溫度,門尼焦燒應(yīng)在十分鐘左右。為此,采用次磺酰胺類促進(jìn)劑,或者使其與秋蘭姆(如二硫化四甲基秋蘭姆)、二硫代氨基甲酸鹽(如N-五次甲基二硫代氨基甲酸鋅)和胍類(如二苯胍)并用,已取得很好的成效。
日前注壓機(jī)的發(fā)展方向著重于改善操作的經(jīng)濟(jì)性,這對于在模型中停留時間相當(dāng)長的模壓制品更加重要。一般只帶一個模型的注壓機(jī)可以很經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)多種類型的制品。但是盡管硫化時間比用平板硫化短,也有些產(chǎn)品用這種方法生產(chǎn)并不經(jīng)濟(jì)。已有一種帶有固定注射器的注壓機(jī),它能向固定于一個轉(zhuǎn)盤上的幾副模型連續(xù)進(jìn)行注射。每一副模具在被再次充滿膠料以前一段很短的時間內(nèi),膠料都保持承受閉合模型的壓力,因而能很好地進(jìn)行硫化。這種注壓機(jī)大多有幾個關(guān)閉模型的機(jī)構(gòu)裝于轉(zhuǎn)盤上,而這些機(jī)構(gòu)的類型甚至不止一種。
與平板模壓相比,H.杰凱爾(H. Jackel)曾經(jīng)總結(jié)往壓機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)如下:
“準(zhǔn)備工作少。平板模壓需要把輥筒或壓出機(jī)上取下的膠片進(jìn)行裁剪。某些類型的柱塞式或螺桿式注壓機(jī)只要一些膠塊就能進(jìn)行注壓。而螺桿注壓機(jī)只用壓出備料即可。
“注壓不需要搬運(yùn)和貯存裁剪好的膠坯。裁剪膠坯時還要剩下碎膠片,這些膠片雖不棄置,但必須再行混煉或重新壓出。
“注壓模型的裝料不必用膠坯,并由此想到平板硫化裝模不合格常常增加廢品率。
“注壓硫化時間相當(dāng)短,因?yàn)槟z料都已預(yù)熱到同一溫度。根據(jù)模型大小、形狀及所采用的膠料和設(shè)備不同,硫化時間可以降低70~90%。
“一般平板模壓在成型過程中需要趕幾次氣泡,而注壓則不需要。
“注壓制品可很快地脫模而不需要繁重的手工操作。在共他方法中這一工序既笨重又浪費(fèi)時間,特別是用多層平板硫化機(jī)進(jìn)行模壓時更是如此。
“如果模型質(zhì)量好,注壓制品全部或部分不要修邊。而且和模壓不同,注壓模型不需要使用脫模潤滑劑。
“當(dāng)用平板硫化機(jī)模壓時,次品率在20~40%之間。用注壓方法可降低至5~20%。兩種方法次品率之差往往很可觀。
“注壓的缺點(diǎn)是模型和共他設(shè)備一般造價比較高。”
平板模壓開始投資小,但生產(chǎn)成本高。注壓開始投資大,但生產(chǎn)成本低。這兩種方法哪一種更合算在很大程度上取決于生產(chǎn)規(guī)模的大小。
