橡膠快速入門基礎(chǔ)知識之塑煉工藝

1、橡膠快速入門基礎(chǔ)知識之塑煉工藝1 1、膠料為什么要塑煉塑煉的目的有哪些橡膠具有良好的彈性， 但這種寶貴性能給制品生產(chǎn)帶來極大的困難， 如果 不首先降低生膠的彈性，在加工過程中，大部分機械能就被消耗在彈性變形上， 且不能獲得甩需要的形狀橡膠加工工藝對生膠可塑性有一定要求， 例如混煉一般 需要門尼粘度在 6060 左右，擦膠要求膠料門尼粘度在 4040 左右，否則無法順利操作， 有些生膠很硬，粘度很高，缺乏基本的，必需的工藝性能良好的可塑性。為 了滿足各項工藝要求，必須進行塑煉，使生膠在機械、熱、化學(xué)等作用下切斷分 子鏈，降低分子量。使橡膠暫時失去彈性而變成柔軟的可塑的塑煉膠?？梢哉f， 生膠塑煉是

2、其他工藝過程的基礎(chǔ)。生膠塑煉的目的在于： 一是使生膠獲得一定的可塑性， 使之適合混煉， 壓 延、壓出、成型，硫化以及膠漿，海綿膠制造等工藝加工過程的要求；二是使生 膠的可塑性均勻化，以便制得質(zhì)量均勻的膠料。2 2、生膠經(jīng)塑煉后，其物理化學(xué)性質(zhì)有什么變化加工工藝對生膠的可塑性有什么 要求過大或過小有何不好生膠經(jīng)塑煉后， 由于受著強的機械力作用和氧化作用， 橡膠的分子結(jié)構(gòu) 和分子量都會發(fā)生一定的變化， 因而物理化學(xué)性質(zhì)也會發(fā)生變化。 表現(xiàn)在： 彈性 降低、可塑性增加，溶解度增大，橡膠溶液的粘度降低，膠料的粘著性能提高。 但隨著生膠可塑性增大，硫化膠的機械強度降低， 永久變形增大， 耐磨耗和耐老 化

3、性能都降低。 因此生膠的塑煉只對橡膠的加工過程有利， 而對硫化膠的性能不 利。生膠的可塑性要求適當(dāng)，過大或過小都會產(chǎn)生不好的效果。生膠的可塑性過大， 會使硫化膠的物理機械性能降低， 影響制品的使用性能。 生膠的可塑性過低， 則 會造成工藝加工困難，使膠料不易混煉均勻；壓延，壓出時半成品表面不光滑； 收縮罰大，不易掌握半成品尺寸；壓延時膠布難于擦進織物中，造成掛膠簾布掉 皮等現(xiàn)象，大大降低與料層間的附著力?？伤苄匀绻痪矔斐赡z料的工藝性 能和物理機械性能不一致。因而，橡膠加工工藝對生膠的可塑性都有一定的要求。 一般來說：供涂膠、浸膠、 刮膠和制造海綿膠等用的膠料，要求可塑度較高；要求物理機械

4、性能高，半成品 挺性好的膠料及模壓用膠料，可塑性宜低；壓出膠料的可塑性度則介于兩者之間。 以下是常用塑煉膠的可塑性。塑煉種類可塑度（威）塑煉膠種類可塑度（威）膠布膠漿用塑煉膠含膠率 45%45%以上 含膠率 45%45%以下 傳動帶布層擦 膠用塑煉膠 薄膜壓延用塑煉膠 膜厚毫米發(fā)上 膜厚毫米以下 三角帶線繩浸膠 用塑煉膠左右海綿用塑煉膠 壓出用塑煉膠 膠管外層膠內(nèi)層膠胎面膠胎側(cè)膠內(nèi)胎膠緩沖層簾布用塑煉膠左右左右左右3 3、確定生膠的塑煉程度時要考慮哪些因素 生膠的塑煉程度主要是根據(jù)各種工藝和制品對塑煉膠的可塑性要求來確定的。 生 膠的可塑性是關(guān)系到制品整個制造過程進行的難易， 直接影響到硫化膠

5、的物理機 械性能及制品使用性能的重要性質(zhì)。 因而把生膠的可塑性作為塑煉膠的主要質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)。也作為確定生膠的塑煉程度的工藝標(biāo)準(zhǔn)。 塑煉就是要求制造具有適當(dāng)可塑 度的塑煉膠。在實際生產(chǎn)中對生膠的塑煉要適可而止，在保證滿足工藝加工過程 需要的前提下，盡量避免作過度的塑煉。在確定生膠的塑煉程度時， 同時也要考慮到生膠具有初始可塑性， 一種生身都具 有一定的可塑性， 不同的生膠其可塑性大小不同。 因此要根據(jù)其初始可塑性大小 來確定其是否在進行塑煉和塑煉程度。 如軟丁苯膠， 軟丁晴以及恒粘， 低粘系列 的標(biāo)準(zhǔn)膠，它們的門尼粘度在 6060 以下，可塑性較大，這些生膠就不需要進行塑 煉或需輕微塑煉。塑煉膠的

6、制成混煉膠后， 可塑度在有一定的增加， 在確定生膠的可塑度時也必須 考慮這個因素的影響。4 4、可塑度的測定方法有哪些各是如何表示的膠料的可塑度有測定通常采用的方法有三種： 威廉氏法， 門尼粘度法和德費硬度 法。1)1)威廉氏法是根據(jù)試樣在兩平行板間受負荷作用所發(fā)生的高度可塑變化來確定，測定時將直徑為 1616 毫米，高 1010 毫米的圓柱體試樣在 7070C溫度下，先預(yù) 熱 3030 分鐘，然后在兩平板負荷( 5 5 公斤)下壓縮 3 3 分鐘。除去負荷后在室溫 下經(jīng) 3 3 分鐘恢復(fù)。然后根據(jù)高度的壓縮變形量及除掉負荷后的變形恢復(fù)量， 來計算試樣的可塑度 P P。P=(h0-h2)/ (

7、h0+h1)式中：hoho試樣原高h hi試樣壓縮 3 3 分鐘后高度 h h2去掉負荷恢復(fù) 3 3 分鐘后的高度。如果：h h2=h=hi=0=0貝UP=1P=1 為絕對流體h h2=ho=ho貝UP=OP=O 是絕對彈性體故威氏可塑度的取值范圍在 0-10-1 之前，數(shù)值越大表示可塑度越大。2 2） 門尼粘度法是根據(jù)試樣在一定溫度，時間和壓力下，在轉(zhuǎn)子和模腔之間變形時所受的扭力來確定可塑度。測量結(jié)果用門尼粘度表示。符號為ML1+41002ML1+41002 . .其中 M M 為門尼粘度，L L 為測量時采用大轉(zhuǎn)子，數(shù)字分別表示在 100100C下預(yù)熱 1 1 分鐘。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動4 4 分鐘

8、時所取讀數(shù)。 門尼粘度值在 0-2000-200 之間， 數(shù)值越大， 貝可塑度越 大。門尼粘度法還可簡便地側(cè)出膠料的焦燒時間3 3） 德費硬度法是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試樣在一定溫度和時間內(nèi)壓至規(guī)定高度所需要的重荷（克）來確定。數(shù)值范圍在 0-20000-2000 之間，數(shù)值越大表示可塑性越低，5 5、生膠塑煉獲得可塑性的基本原理是什么橡膠的可塑性與其分子量有著密切的關(guān)系。 分子量越小， 粘度越低， 貝可塑度越 大，生膠在塑煉可分塑度增加是通過分子量的降低來獲得的， 因此，塑煉的基本 原理就是：橡膠在氧、熱和機械力等因素的作用下，分子鏈發(fā)生斷裂，大分子變 小，分為量降低，因而使其彈性降低，塑性增加。橡膠塑煉

9、一般是將生膠置于煉膠中進行扎煉， 其機理可歸納兩方面： 一是機械作 用使分子鏈斷裂， 二是氧的作用使分子鏈氧化裂解。 橡膠在塑煉過程中以下兩種 情況同時存在，在低溫時以機械作用為主，高溫時以氧化作用為主。6 6、影響橡膠塑煉效果的因素有哪些 塑煉過程實質(zhì)上是橡膠的大分子斷裂， 大分子鏈由長變短的過程。 因此，塑煉效 果與分子鏈斷裂的影響因素有關(guān)。影響因素如下：1 1）機械力的作用：塑煉時，生膠在塑煉機械劇烈的拉伸，擠壓和剪切力作用下， 分子鏈被拉直， 致使分子在中央部位發(fā)生斷裂。 機械力主要對分子量大的部分起 作用，對分子量大的部分不起作用。 因此在機械力作用下， 橡膠的平均分子量變 小，分子

10、量分布變窄，但下降一定程度時， 再經(jīng)塑煉，分子量分布變化就下大了。2 2）氧的作用：氧在橡膠塑煉過程中起著重要作用，其作用有兩方面：一是穩(wěn)定 由機械力切斷所生成的游離基，二是直接使橡膠的分子鏈產(chǎn)生氧化斷鏈。3 3）靜電作用：在塑煉中，生膠和輥筒之間的摩擦產(chǎn)生靜電，并在生膠表面形成 很高的電壓，通過與輥筒表面的放電作用而產(chǎn)生電火花， 致使鄰近處空氣中的氧 活化，變?yōu)樵討B(tài)氧和臭氧，結(jié)果加速橡膠分子的氧化斷鏈反應(yīng)。4 4） 熱的作用：熱對塑煉效果具有重要影響、以天然膠為例：在低溫時（110C以下）塑煉效果不隨升溫而增大，而相反減少。在高溫時（110110C以上），溫度升 高，塑煉效果增加。溫度對塑

11、煉效果的影響曲線是“ VV形的，中間范圍（110110C） 塑煉效果最低， 其他橡膠也一樣， 只是由于特性不同， 最低塑煉效果的溫度范圍 不同，但塑煉溫度效果曲線基本形狀是相似的。5 5）化學(xué)塑解劑的影響：化學(xué)塑解劑即化學(xué)增塑劑，是通過化學(xué)塑解作用用來使橡膠增加塑性的。 在塑煉中添加一些化學(xué)塑解劑， 能提高塑煉效率， 其作用原理 與氧相似，但本身不參加反應(yīng)，也不會被消耗。在塑煉晨常常加促進劑M M， DMDM，這時，它們就是起化學(xué)塑解劑的作用。7 7、溫度對塑煉效果的影響曲線為什么呈“ VV形 在低溫，主要是靠機械破壞作用引起橡膠大分子降解， 從而獲得塑煉效果， 溫度 越低，生膠的粘度越大，

12、塑煉時所受的作用力也越大， 機械作用對橡膠分子鏈的 斷鏈也越劇烈。隨著溫度升高，膠料變軟，橡膠所受到的機械力作用減少。使塑 煉效果降低，因而塑煉效果曲線下降。當(dāng)曲線下降到 100100C左右時，曲線開始上升，這時因為在高溫時（100100C以上稱 高溫區(qū)），氧化作用開始變得劇烈，此時，生膠的塑煉以氧化作用為主，機械力 作用為付。隨著溫度升高， 氧化作用越來越劇烈， 增加了橡膠分子鏈的斷裂反應(yīng)， 使塑煉效率增加。在低溫區(qū)和高溫區(qū)界的溫度范圍， 氧化作用不顯著， 而生膠又變得很軟， 機械力 作用不顯著，因而，塑煉效果最低。溫度對塑煉效果曲線呈“ VV形。掌握這個 規(guī)律，可以避免在最低塑料效果的溫度

13、范圍內(nèi)進行塑煉。8 8、叫熱可塑性何謂發(fā)段塑煉當(dāng)溫度升高時， 生膠因軟化而呈現(xiàn)一定的可塑性， 但這種由于加熱作用而獲得的 可塑性，并非真實的可塑性，它是不穩(wěn)定的，可逆的，當(dāng)溫度下降時它又會隨之 消失，這種可塑性通常稱為熱可塑煉或假可塑性。在進行壓延、 壓出時， 膠料通常要進行熱煉， 其目的之一就是提高膠料的熱可塑 性，使之便于壓延壓出。 但在塑煉中要獲得的是真實的可塑性。在低溫區(qū)塑煉時， 溫度升高，膠料變軟， 橡膠分子鏈所受到的機械作用力減小， 因而會出現(xiàn)熱可塑 性。因此用開煉機塑煉時，溫度應(yīng)盡量低，塑煉時間也宜短，不超過 2020 分鐘，因生膠的溫度會隨塑煉時間增高，因此生膠要取得較大的可塑

14、性時， 最好采取分 段塑煉的方法。 分段塑煉即將塑煉過程分為若干段完成， 每段塑煉后生膠需充分 停放冷卻（ 4-84-8 小時）。這樣可得到較高的塑煉效果。9 9、各種塑煉設(shè)備的塑煉原理及其優(yōu)缺點生膠塑煉通?？梢杂瞄_塑機，密塑機或螺桿塑煉機等設(shè)備進行。開煉機塑煉， 是將生膠置于開煉機輥筒之間， 借助輥筒的剪切力作用使橡膠分子 鏈?zhǔn)艿嚼鞌嗔?，從而獲得可塑性。用開煉機塑煉屬低溫塑煉，塑煉膠質(zhì)量好， 收縮小，適用于膠種變化多和耗膠量少的工廠。比較靈活，投資較少，但生膠效 率低，操作條件差。密煉機塑煉： 生膠在密煉中受高溫和強機作用產(chǎn)生劇烈氧化， 使分子鏈斷裂而獲 得可塑性。 與開塑機比較， 機械作

15、用復(fù)雜， 生膠在密煉室中不僅在轉(zhuǎn)子與腔壁之 間受剪切力和摩擦力作用， 而且還受上頂栓的外壓， 屬高溫塑煉，塑煉效果較大， 不能從外部觀察塑煉狀況， 只能憑借負荷電流或溫度計來控制， 操作較安全。 密 煉機塑煉的膠料可塑性一比較均勻一致，生產(chǎn)能力大，勞動強度低，耗電少，選 用于耗膠量大， 膠種變化少的工廠。但膠料會受到高溫氧化裂解作用， 使硫化膠 的物理機械性能有所下降。螺扦機塑煉：與塑煉機大致適同，特點是產(chǎn)率高，而且連續(xù)化，耗電少，設(shè)備成 本低，但易產(chǎn)生可塑性不均勻的現(xiàn)象， 常需開煉機補充加工。 螺扦機塑煉時由于 螺桿旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生強烈的機械攪拌和剪切作用，同時溫度迅速升高(150150C 180

16、180C), 產(chǎn)生高溫度氧化作用，使生膠分子鏈斷裂，從而獲得塑煉效果。1010、開煉機塑煉的操作方法有哪些1)1)薄通法：生膠不包輥，通過 1 1 毫米的輥距，然后讓其自然地落到開煉機的 低秀盤上，再將底盤上的膠拿起扭轉(zhuǎn) 9090投入輥筒上，反復(fù)多次，直到可塑性 達到要求為止。 薄通法對各種橡膠的塑煉都普遍適用。 而且塑煉效果好， 膠料質(zhì) 地均勻。2 2）包輥塑煉， 將生膠包在前輥上讓其自然反復(fù)過輥塑煉， 直至規(guī)定的時間為止。 這種方法由于輥距較大（ 5 51010 毫米）膠料不易散熱，溫度容易升高。塑煉效果 較差，塑煉膠質(zhì)量不大均勻。但勞動強度較小，易于操作。3 3）爬架子法：將生膠在煉機上

17、過輥后即引上一個裝有運輸帶的架子上，運行一 段距離再返回塑煉。特點是膠料散熱較好。塑煉效果比包輥法好。4 4）機組連續(xù)塑煉法：將幾如開煉排列組成機組，用運輸帶連接進行連續(xù)塑煉。 此法塑煉效果高，生產(chǎn)能力大，可連續(xù)法地操作。但需用的設(shè)備多。1111、開煉機塑煉的工藝條件有哪些輥溫： 盡可能低， 通常宜控制在 45455555C以下， 采用塑解劑時， 輥溫可適當(dāng)高 些 （7070 7575C） 。輥距：輥距越小，塑煉效率越高。因此，宜采用較小的輥距。通常采用薄通法比 較合理。塑煉時間， 一般不宜超過 2020 分鐘。因為經(jīng)過一段時間塑煉， 生膠溫度逐漸升高， 生膠變得較軟 , , 從而使塑煉效率降

18、低。如需要較大可塑性時，則可采用分段塑煉 的方法。輥速和速比：輥速大生產(chǎn)效率高，但操作不安全，速比越大，剪切力越大，塑煉 效率越高，但速比太大，膠溫下升得快， 而且電機的負荷大。 因此一般控制在 1 1： 之間為宜。裝膠容量：裝膠容量過大時，存在輥筒上的堆積膠過多，膠料不能進入輥縫中， 塑煉效果差。裝膠容量可根據(jù)開煉機規(guī)格確定（ V=KDLV=KDL。合成膠塑煉時生熱較 大，裝膠容量應(yīng)比天然膠少。1212、密煉機塑煉應(yīng)掌握哪些工藝條件密煉機塑煉時，主要控制的工藝條件如下：1 1）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)還：轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)速快，塑煉效率高，可以縮短時間，應(yīng)盡可能選用快速 密煉機。2 2）溫度：一般控制在 140-160140-160C為宜，丁苯膠控制在 140140C以下。溫度太低達不到預(yù)期效果，太高易產(chǎn)生解或凝膠。3 3）時間: : 密煉機塑煉以氧化作用為主，隨時