各種橡膠的混煉特性(ppt 25頁).ppt

1、第十二章 混煉工藝,12.1 混煉前的準(zhǔn)備 12.2 混煉工藝 12.3 混煉膠的質(zhì)量檢查 12.4 各種橡膠的混煉特性,12.1 混煉前的準(zhǔn)備,一原材料與配合劑的質(zhì)量檢驗 通常對配合劑檢驗的內(nèi)容主要有：純度、粒度及分布、機械雜質(zhì)、灰分及揮發(fā)分含量、酸堿度等。具體依配合劑類型不同而異。 生膠一般檢驗化學(xué)成分、門尼粘度及物理機械性能,二配合劑的補充加工,一）粉碎 塊狀和粗粒狀配合劑必須經(jīng)過粉碎或磨細處理才能使用，如瀝青、松香和古馬隆等固體用粉碎機粉碎。 （二）干燥 干燥的目的是減少配合劑中的水分和其他揮發(fā)分含量，防止粉末狀配合劑結(jié)團，便于篩選和混煉分散，避免某些配合劑遇水變質(zhì)和膠料內(nèi)部產(chǎn)生氣泡和

2、海綿。 干燥方式可采用真空干燥箱、干燥室或螺旋式連續(xù)干燥機等。 （三）熔化與過濾及加溫 低熔點固體軟化劑如石蠟和松香等須進行加熱熔化，達到干燥脫水和降低粘度作用后，再經(jīng)過濾去掉其中的機械雜質(zhì)。 （四）篩選 粉末狀固體軟化劑粒度及粒度分布達不到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的，或已經(jīng)發(fā)生配合劑結(jié)團及含有機械雜質(zhì)的必須經(jīng)過篩選加工，去掉其中的機械雜質(zhì)、較大顆粒與結(jié)團,三油膏和母煉膠的制造 油膏：為了使配合劑易于在膠料中混合分散，減少飛揚損失造成環(huán)境污染，保證膠料的混煉質(zhì)量，將某些配合劑、促進劑等事先以較大比例與液體軟化劑混合制成膏狀混合物。 母煉膠：將在通?；鞜挆l件下短時間內(nèi)難以混合均勻且混煉生熱量多，能耗較大的某些配

3、合劑以較大的比例事先與生膠單獨混合制成組分比較簡單的混合物料。最常見的有促進劑母膠、炭黑母膠、化學(xué)塑解劑母膠等,四稱量配合 要求稱量配合操作做到：精密、準(zhǔn)確、不漏、不錯。 稱量配合的操作方式有兩種：（1）手工操作；（2）機械化自動稱量配合,12.2 混煉工藝,一混煉膠的結(jié)構(gòu) 混煉膠是由粒狀配合劑（如炭黑、促進劑、填充劑等）分散于生膠中組成的分散體系。在分散體系中，生膠的分散呈連續(xù)狀態(tài)，稱為分散質(zhì)，粒狀配合劑為分散相。 混煉膠不同于一般的膠體分散體系： （1）橡膠的粘度很高，膠料的熱力學(xué)不穩(wěn)定性在一般情況下不太顯著； （2）某些組分（如再生膠、增塑劑等）與橡膠能互容，從而構(gòu)成了混煉膠的復(fù)合分散介

4、質(zhì)； （3）粒狀配合劑（如炭黑合促進劑等）與橡膠在接觸界面上產(chǎn)生了一定的物理和化學(xué)結(jié)合，這對膠料和硫化膠的性能起著重要的影響。 因此，可以認(rèn)為混煉膠是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)特性的膠態(tài)分散體,炭黑與橡膠混煉后形成的補強結(jié)構(gòu)，對膠料和硫化膠的力學(xué)性能和流變性能等都有較大的影響。 1炭黑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 炭黑與橡膠混煉時，形成炭黑橡膠聚集體，聚集體在剪切力的作用下逐步分散。當(dāng)混煉膠中炭黑的用量較高時，炭黑通過鏈狀結(jié)構(gòu)相互連結(jié)，構(gòu)成炭黑網(wǎng)絡(luò)。 炭黑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)：（a）Payne效應(yīng)；（b）混煉膠比純膠具有較高的導(dǎo)電性。 2吸留橡膠結(jié)構(gòu) 混煉時，形成吸留橡膠。在混煉過程中，受剪切力的作用，吸留橡膠的一部分或大部分被

5、重新釋放出來。但是，吸留橡膠多少都會部分地保留在炭黑聚集體中，成為混煉膠填料的一部分。 3炭黑結(jié)合橡膠 炭黑結(jié)合橡膠對膠料的性能影響很大，可提高硫化膠的模量、耐磨性以及減少滯后生熱等。 4可溶膠 結(jié)合橡膠在混煉膠中只占一小部分。而大部分橡膠未與炭黑結(jié)合，稱為可溶膠。這兩部分橡膠對混煉膠的物理性能都有貢獻,二開煉機的混煉工藝 （一）開煉機混煉原理 開煉機混煉過程一般包括包輥、吃粉和翻煉三個階段,1包輥,1-橡膠不易進入輥縫；2緊包前輥；3脫輥成袋囊狀；4呈粘流包輥,2吃粉 在膠料包輥，加入配合劑之前，要使輥距上端保留適當(dāng)?shù)亩逊e膠，適量的堆積膠是吃粉的必要條件。 3翻煉 周向：混煉最均勻；軸向：不

6、均勻；徑向：均勻性最差,二）開煉機混煉的影響因素 （1）裝膠容量 裝膠容量需依據(jù)開煉機的規(guī)格及膠料配方特性合理確定。容量過大，使混煉分散效果降低，混煉溫度升高，容易產(chǎn)生焦燒現(xiàn)象而影響膠料質(zhì)量；容量過小會降低生產(chǎn)效率。 式中 V裝膠容量，L；D輥筒直徑，cm；L輥筒長度,2）輥距 輥距一般取48mm為宜。輥距減小，剪切效果增大，但生熱大。 （3）混煉溫度 輥溫過低，膠料硬度太大，容易損壞設(shè)備。輥溫提高有利于降低膠料的粘度，加快混煉吃粉速度，但溫度太高，容易使膠料產(chǎn)生脫輥現(xiàn)象和焦燒現(xiàn)象，難以操作。 輥溫一般通過冷卻的方法保持在5060之間。但在混煉含有高熔點配合劑（高熔點古馬隆樹脂等）的膠料時，需

7、要適當(dāng)提高輥溫；而混煉順丁膠時，輥溫不得超過50。 （4）混煉時間 應(yīng)適當(dāng)掌握配合劑的混入和分散時間，避免混煉時間過長，否則容易產(chǎn)生過煉現(xiàn)象,5）輥速和速比 輥速控制在1618r/min內(nèi)。輥速快，操作不安全且溫度控制困難；輥速慢，混煉效率低。 速比一般為1：1.11：1.2。生熱高的膠料應(yīng)選擇速比在1：1.15以下的開煉機。 （6）加料順序 一般的加料原則是：用量少、難分散的配合劑先加；用量大、易分散的后加；為了防止焦燒，硫黃和超速促進劑一般最后加入。通常采用的加料順序如下： 塑煉膠、再生膠、母煉膠 促進劑、活性劑、防老劑 補強、填充劑液體軟化劑 硫黃、超速促進劑,三密煉機的混煉工藝 優(yōu)點：

8、混煉容量大，混煉時間短，效率高；投料、捏煉、加壓和排料操作易于機械化、自動化，勞動強度低，操作安全性大，配合劑損失、粉塵飛揚狀況得到改善，膠料質(zhì)量和環(huán)境衛(wèi)生條件好。 缺點：混煉時溫度較高，對溫度敏感的膠料易發(fā)生焦燒，需要對排膠進行補充加工,一）密煉機混煉工藝操作方法 1一段混煉法 （1）傳統(tǒng)一段混煉法 把塑煉膠和各種配合劑逐步分次加入，每次加料后，放下上頂栓，加壓程度視具體情況而定。 傳統(tǒng)一段混煉法的混煉程序一般為：橡膠（生膠、塑煉膠、再生膠等） 硬脂酸 促進劑、活性劑、防老劑 補強填充劑 液體軟化劑 排膠 壓片機加硫黃和超速促進劑 下片 冷卻、停放 （2）分段投膠一段混煉法 分批加入生膠，以

9、強化炭黑的分散，達到改善合提高膠料的工藝性能及硫化較的物理機械性能。 具體操作：投入60%80%生膠和配合劑（硫化劑和超促進劑除外），在70120混煉溫度下，混煉到總混煉時間的7080%，再把其余生膠并同硫化劑和超促進劑一起投入，再混煉12min后，排膠下片,2兩段混煉 （1）傳統(tǒng)兩段混煉法 用高速高壓密煉機進行第一段的粗混煉，使橡膠與配合劑混煉制成母膠，下片后經(jīng)停放一段時間后，再送入低速密煉機加硫黃和促進劑進行混煉，再經(jīng)壓片機補充加工膠片。 （2）分段投膠兩段混煉法 第一段混煉時，把80%左右的生膠投入進行與傳統(tǒng)兩段混煉法一樣的混煉，制備母膠。在第二段混煉時將剩余20%左右的生膠投入母膠中混

10、煉，均勻后排膠,3逆混（倒混）煉法 先把除硫黃和促進劑以外的所有其它配合劑全部裝入密煉機中，然后再投入生膠進行混煉。 優(yōu)點：充分利用裝料容積，改善分散性，縮短混煉時間。適用于生膠挺性差和高炭黑合高油量配合膠料的混煉，如BR、EPDM等,二）密煉機混煉的影響因素 （1）裝膠容量 混煉容量必須適當(dāng)，通常取密煉室總有效容積的6070%。合理的容量或裝填系數(shù)應(yīng)根據(jù)生膠種類、配方特點，設(shè)備特征與磨損程度以及上頂栓壓力來確定。 （2）上頂栓壓力 上頂栓壓力控制在0.30.6MPa。隨著容量和轉(zhuǎn)速的提高，上頂栓的壓力需適當(dāng)加大，上頂栓壓力提高會加速混煉過程中膠料生熱，并增加功率消耗,3）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和混煉時間

11、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速快，剪切速率大，混煉時間縮短。轉(zhuǎn)速增加一倍，混煉周期大約縮短30%50%。 如20r/min密煉機混煉一車料需要1012min，改用40r/min密煉機只需要45min，如用6080r/min密煉機，則混煉時間可縮短至11.5min。 常用的轉(zhuǎn)速范圍在4060r/min。 延長混煉時間能提高配合劑在膠料中的分散度，但會降低生產(chǎn)效率，混煉時間過長，會使硫化膠的物理機械性能受損。在保證質(zhì)量的前提下，盡可能地縮短混煉時間,4）混煉溫度 混煉溫度高有利于生膠的塑性流動和變形，有利于混合吃粉，但不利于配合劑粒子的破碎與分散混合?；鞜挏囟冗^高還會加速橡膠的熱氧老化，使硫化膠的物理機械性能下降。溫度

12、太低會出現(xiàn)膠料壓散現(xiàn)象。 通常用混煉機的排膠溫度來表征混煉溫度。一般采用的排膠溫度低于130。 （5）加料順序 生膠 活性劑、固體軟化劑、防老劑、普通促進劑炭黑液體軟化劑硫磺和超速促進劑 分配系數(shù)K為生膠與炭黑的最佳混煉時間tc同炭黑母膠與液體軟化劑的最佳混煉時間tm之比,四混煉膠后膠料的補充加工與處理 1壓片與冷卻 壓片后立即浸涂隔離劑液進行冷卻與隔離，并經(jīng)進一步吹風(fēng)干燥，使膠片溫度降低到50以下。 2濾膠 對于質(zhì)量和性能要求比較嚴(yán)格的某些膠料，特別是氣密性要求嚴(yán)格的內(nèi)胎膠料、氣囊膠和其他氣動薄膜制品的膠料，混煉后鼻息濾膠。 3停放與管理 一般需要停放48小時以上才能使用。 停放的目的是：a使膠料進行松弛，減小收縮； b使配合劑繼續(xù)擴散，促使膠料進一步均勻； c使橡膠與炭黑進一步相互作用，生成更多的結(jié)合橡膠。 在儲存期間注意膠料的通風(fēng)和散熱，以防焦燒,12.3 混煉膠的質(zhì)量檢查,一膠料的快檢 混煉膠質(zhì)量的傳統(tǒng)快檢項目有：可塑度、密度、硬度。 （一）可塑度測定 （二）密度測定 反映：配合劑少加、多加或漏加；配合劑的分散不均。 （三）硬度 二物理機械性能測