橡膠混煉工藝介紹

1、混煉膠工藝介紹作用及要求 混煉膠對膠料的后序加工和制品的質量起著決定性的作用,混煉不好,膠料會出現配合劑分散不均勻、可塑度過高或過低、焦燒、噴霜等現象,使后序加工難以正常進行,且會導致產品質量不均.所以,混煉工藝是橡膠制品生產中最重要的基本工藝過程之一.另外針對擠出制品尤其是外觀件來說，混煉工藝的好壞尤其決定擠出產品的好壞，譬如表面麻點焦燒粒等 對混煉膠的質量要求:一是能保證硫化膠具有良好的物理機械性能;二是膠料應具有良好的工藝加工性能.因此對混煉工藝的要求是:a.各種配合劑要與生膠混合分散均勻,并達到一定的分散度;b.使補強性填料(特別是炭黑)表面與生膠產生一定的結合作用,以獲得必要的補強效

2、果;c.膠料應具有適當而均勻的可塑度,以保證后序加工操作的順利進行;d.在保證膠料質量的前提下,盡可能縮短混煉時間,以提高生產效率,減少能量消耗.內容簡介: 混煉工藝是橡膠制品生產過程的第一步,它的任務就是將配方中的生膠與各種原材料混合均勻,制成符合性能要求的混煉膠膠料,包括生膠的塑煉加工和膠料的混煉加工兩個主要過程.塑煉加工是為混煉加工做準備的.故塑煉和混煉通稱為煉膠工藝.混煉工藝第一節(jié) 煉膠設備簡介 煉 膠設備類型開放式煉膠機密閉式煉膠機一、開放式煉膠機 開放式煉膠機(簡稱開煉機)是橡膠工業(yè)應用中最早的煉膠設備，已有100多年的歷史。既可單獨用于膠料的塑煉和混煉加工，亦可與密煉機配套用作下

3、輔機，對膠料進行補充加工；還可用作膠料的熱煉供膠設備和用于制備膠片。 作為煉膠設備來說，開煉機存在機械自動化程度低、勞動強度高、操作危險性大、配合劑飛揚損失大、工作環(huán)境條件差、混煉質量較差等缺點，不適于現代化大規(guī)模生產。但機臺容易清洗，變換配方靈活方便，適合于膠料配方多變、批量少的生產和試驗室加工煉膠溫度較低，適于某些特殊配方膠料的混煉，故開煉機在煉 膠工藝中仍具有一定的作用。二、密閉式煉膠機 密閉式煉膠機(簡稱密煉機)自1916年用于橡膠與炭黑混煉加工以來，已有近百年歷史，至今仍是橡膠制品生產中最重要的煉膠設備，得到廣泛的應用。 密煉機煉膠作用的基本工作部分由密煉室、轉子、上頂栓、下頂栓等組

4、成?；鞜捁に嚨诙?jié) 生膠塑煉工藝塑煉的定義：塑煉的目的： 經過適當的加工，使生膠由強韌的高彈性狀態(tài)轉變?yōu)槿彳浂挥锌伤苄缘臓顟B(tài)，這一工藝加工過程稱為生膠塑煉工藝。 生膠塑煉的目的主要是使膠料的工藝性能得以改善。塑煉后的生膠彈性減小，可塑性增大；混煉時配合劑容易在膠料中混合分散均勻，壓延擠出速度快，收縮率小，并改善膠料對骨架材料的滲透與結合作用；硫化時容易流動充滿模型。隨著塑煉程度的增加，其硫化膠的力學強度、耐磨耗和耐老化性能降低，永久變形增加，使硫化膠物理機械性能受到損害。塑煉程度越大，損害程度也越大。故生膠的塑煉 程度必須根據膠料的加工性能要求和硫化膠性能要求綜合確定。一、生膠的增塑方法和機

5、理1.物理增塑法 在生膠中加入物理增塑劑，利用其物理溶脹降低膠料的黏度，增加可塑性和流動性，這種方法稱為物理增塑。（一）、生膠的增塑方法一、生膠的增塑方法和機理2.化學增塑法 利用低分子物質對大分子的化學破壞作用降低其黏度，增加其塑性流動性，稱為化學增塑法。以上兩種方法都不能單獨用來塑煉生膠，只能用其他塑煉方法配合使用，起到輔助增塑作用。（一）、生膠的增塑方法一、生膠的增塑方法和機理3.機械增塑法 利用機械的剪切破壞作用增加生膠可塑性的方法叫機械增塑法。該方法使用最廣泛，可以單獨用于塑煉加工。若與物理增塑法或化學增塑法配合使用，可進一步提高機械塑煉效果和生產效率。（一）、生膠的增塑方法一、生膠

6、的增塑方法和機理1.機械力的作用 高分子鏈之間的整體相互作用遠遠超過其單個C-C鍵能。機械力作用尚未克服大分子鏈之間相互作用之前，早已超過了分子鏈中單個化學鍵的鍵能，從而使其斷裂破壞。（二）、生膠塑煉的增塑機理一、生膠的增塑方法和機理2.氧的作用 在一般的機械塑煉過程中，橡膠的周圍都有氧存在，氧既可以使機械力破壞生成的大分子自由基的穩(wěn)定性，又可以直接引發(fā)大分子氧化裂解，所以，氧起著極為重要的雙重作用。（二）、生膠塑煉的增塑機理一、生膠的增塑方法和機理3.溫度的影響 天然橡膠在空氣中塑煉 時，機械塑煉效果與塑煉溫度之間的關系分為兩個部分：低溫機械塑煉效果隨溫度升高而減小，高溫機械塑煉效果隨溫度升

7、高而急劇增大，在110左右的溫度范圍內,機械塑煉效果最小。當溫度在110附近時，機械力的破壞作用和氧的直接氧化裂解作用都很小，故總的機械塑煉效果最小。（二）、生膠塑煉的增塑機理一、生膠的增塑方法和機理4.化學塑解劑 的作用 在生膠機械塑煉過程中，加入某些低分子化學物質可通過化學作用增加機械塑煉效果，這些物質稱為化學塑解劑。（二）、生膠塑煉的增塑機理一、生膠的增塑方法和機理5.電與臭氧的作用 用開煉機塑煉時因輥筒表面與膠料之間的劇烈摩擦會產生靜電，并在膠料表面積累，到一定程度便產生靜放電，生成臭氧和原子氧，對橡膠的氧化裂解作用更大。（二）、生膠塑煉的增塑機理二、機械塑煉工藝(1).選膠 生膠進廠

8、后在加工前需進行外觀檢查，并注明等級品種，對不符合等級質量要求的應加以挑選 和分級處理。(2).烘膠 生膠低溫下長期貯存后會硬化和結晶，難以切割和進一步加工，需要預先進行加溫軟化并解除結晶。(3).切膠 生膠加溫后需按工藝要求切成小塊，對塑煉加工要求天然生膠每塊1020kg，氯丁橡膠不超過10kg，以便于后序加工操作。 1、塑煉前的準備二、機械塑煉工藝(1).包輥塑煉法 膠料通過輥距后包于前輥表面，隨輥筒轉動重新回到輥筒上方并再次進入輥距，這樣反復通過輥距，受到捏煉，直至達到可塑度要求為止。 2、 開煉機塑煉工藝二、機械塑煉工藝(2).薄通塑煉法 薄通塑煉法的輥距在1mm以下，膠料通過輥距后不

9、包輥，而直接落盤，等膠料全部通過輥距后，將其扭轉90角推到輥筒上方再次通過輥距，這樣反復捏煉，直至達到要求的可塑度為止。 2、 開煉機塑煉工藝二、機械塑煉工藝(3).化學增塑塑煉法 開煉機塑煉時添加化學塑解劑可增加機械塑煉效果，提高生產效率，并改善塑煉膠質量、降低能耗。 2、 開煉機塑煉工藝二、機械塑煉工藝(1).密煉機塑煉方法 密煉機塑煉的工藝方法有一段塑煉法、分段塑煉法和化學增塑塑煉法。 若塑煉膠的可塑度要求較低時，采用一段塑煉法即可，如膠料的可塑度要求較高，采用一段塑煉時間太長，可采用分段塑煉法或化學增塑法塑煉。 3、密煉機塑煉工藝影響開煉機塑煉的因素：(1)容量 容量是每次煉膠的膠料體

10、積(2)輥距 減小輥距會增大機械剪切作用(3)輥速和速比 提高輥筒的轉速和速比都會提高機械塑煉效果(4)輥溫 輥溫低，膠料黏度高，機械塑煉效果增大(5)塑煉時間 塑煉開始的10-15min，膠料的門尼黏度迅速降低，此后則漸趨緩慢(6)化學塑解劑 開煉機塑煉采用化學塑解劑增塑時，可塑度在0.5以內時，膠料的可塑度隨時間的增加呈線性增大，不需要分段塑煉二、機械塑煉工藝(1).影響密煉機塑煉的因素主要有容量、上頂栓壓力、轉子速度、塑煉溫度和時間、化學塑解劑等 3、密煉機塑煉工藝二、機械塑煉工藝(a).容量 容量過小不僅降低機械塑煉效果和生產效率，塑煉膠質量也不均勻；容量過大，塑煉質量不均勻，且密煉室

11、散熱困難易使膠溫過高。(b).上頂栓壓力 塑煉時上頂栓要對膠料施加一定的壓力作用，以增加設備對膠料的摩擦和剪切作用，提高機械塑煉效果。(c).轉子速度 在同樣的條件下，膠料達到相同的可塑度要求所需要的塑煉時間 與轉速成反比。(d).塑煉溫度 密煉機塑煉 溫度以排膠溫度表示，塑煉效果隨溫度升高急劇增大，但溫度過高有可能出現過煉而損害硫化膠物理機械性能。(e).塑煉時間 排膠溫度一定，密煉機塑煉效果最初隨著塑煉時間線性增大，隨后漸趨緩慢。(f).化學塑解劑 密煉機塑煉采用化學增塑法最合理有效。 (2).影響密煉機塑煉的因素二、機械塑煉工藝(1).壓片 塑煉后的膠料必須壓成厚度為10mm左右的規(guī)則膠

12、片，以增加冷卻散熱面積，并便于堆放管理、輸送和稱量操作。(2).冷卻 塑煉膠壓片后應立即浸涂或噴灑隔離劑液進行冷卻隔離，吹干，使膠片溫度降到35 以下,防止貯存和停放中發(fā)生黏結.(3).停放 干燥后的塑煉膠必須經過停放4-8h后才能供下道工序使用.(4).質量檢查 塑煉膠出片時,必須按規(guī)定逐車取樣,檢查其可塑度大小和均勻性. 4、塑煉后膠料的補充加工和處理二、機械塑煉工藝(1).天然生膠 無論哪種方法都比較容易獲得可塑性.用開煉機塑煉時采用低輥溫(40-50 )、小輥距（0.51.0mm）薄通塑煉法和分段塑煉法效果最好。用密煉機塑煉時，溫度宜在155 以下，塑煉 時間約在13min左右。(2)

13、.丁苯橡膠 一般不需塑煉 ，若適當塑煉可進一步改善工藝性能。用開煉機塑煉時，輥距0.5-1.0mm，輥溫30-45 。用密煉 機塑煉時要嚴格控制塑煉溫度和時間，若溫度過高或時間過長容易產生凝膠，降低塑煉效果，故排膠溫度一般不超過140 。(3).順丁橡膠 可直接混煉 ，適當塑煉有利于進一步改善工藝性能。用開煉機塑煉需采用小輥距（1mm)、低輥溫（40 ）操作；密煉機塑煉時膠料黏度可顯著下降。(4).氯丁橡膠 開煉機塑煉輥溫要低，一般30-40 ，升高溫度會降低塑煉效果用密煉機塑煉排膠溫度不超過85 。(5).丁腈橡膠 門尼在65以下一般不塑煉，適當塑煉可進一步改善工藝性能。用開煉機塑煉時采用溫

14、度（40 以下）薄通（輥距1mm以下）法和分段塑煉，并減小容量才能獲得較好的塑煉；隨分子中丙烯腈含量的增多塑煉效果增大，但在高溫時會生成凝膠，故不能用密煉機塑煉。(6).丁基橡膠 分子鏈短,具有冷流性,化學結構穩(wěn)定，很難獲得機械塑煉效果。用開煉機塑煉時應采用低輥溫25-30 ，密煉機塑煉效果較好，排膠溫度在120 左右。 5、合成橡膠的機械塑煉特性混煉工藝第三節(jié) 膠料混煉工藝一、混煉前的準備1.原材料的質量檢驗與加工生膠的門尼，炭黑篩余物測試，水分含量測試等直接影響混煉膠的質量2.稱量配合操作有些大批量生產的膠料因為需要稱量的藥劑太多，有些公司采用混料灌攪拌均勻后再分包稱量，這樣解決了稱量生產

15、效率，但是切記有些大顆粒的藥劑盡量不要使用混料灌攪拌，防止不均勻1.開煉機的混煉過程(1)膠料包輥性 膠料包輥是開煉機混煉的前提，不包輥的膠料不能用開煉機進行混煉。(2)吃粉 膠料包輥后，輥筒 上方必須留有適量的堆積膠，再向堆積膠上面添加配合劑，利用堆積膠的縐縮夾帶配合劑進入輥距并產生徑向混合作用，加快配合劑的混合吃粉。(3)切割翻煉 必須注意切割翻煉操作只能在配合劑混入膠料之后才能進行，否則會造成膠料脫輥而無法正常進行操作。二、開煉機混煉工藝 開煉機混煉的一般操作方法是：先投加生膠通過輥距后包于前輥，并在輥距上方留有適量的堆積膠，將多余的膠料割下，并按規(guī)定的加料順序往堆積膠上面投加配合劑。在

16、生膠夾帶配合劑通過輥距時受到剪切混合作用，使配合劑進入膠料內部，叫作吃粉。當吃粉完畢后要立即進行切割翻煉，最后必須再經薄通3-5遍，以保證混合分散均勻，然后放大輥距下片，整個混煉過程分為包輥、吃粉、翻煉三個階段。1.開煉機的混煉過程2.開煉機混煉的工藝條件和影響因素(1)容量 根據設備規(guī)格及膠料配方特性合理確定。(2)輥距 合理為4-8mm(3)輥筒的轉速和速比 適宜范圍為1:(1.1-1.2)(4)混煉溫度和時間(見下表)2.開煉機混煉的工藝條件和影響因素(5)加料順序 混煉時配合劑的添加次序是影響混煉操作和混煉質量的最重要的因素之一。加料順序不當有可能引起膠料脫輥，無法順利操作，使混煉時間

17、延長，易發(fā)生焦燒和過煉，降低混煉膠質量。加料順序的一般原則是：用量少而作用大的配合劑，如促進劑、活性劑、防老劑和防焦劑應先加，因為對其混合均勻度要求高，先加有利于混合均勻，防老劑早加還可抑制混煉膠料的老化；在膠料中難分散的配合劑，如ZnO和 固體軟化劑，也應早加；臨界溫度低、化學活性大、對溫度敏感性較大的配合劑，如硫黃和超速促進劑應在混煉后期降溫添加；硫化劑和促進劑必須分開添加，若混煉開始加入促進劑，則硫化劑放在最后添加，或者相反。天然膠配方開煉機混煉加料次序為：生膠、塑煉膠、母煉膠、再生膠 固體軟化劑（如古馬降樹脂、松香、固體石蠟等） 促進劑、活性劑、防老劑和防焦劑 填料（炭黑、陶土、碳酸鈣

18、等） 液體油料（石蠟、環(huán)烷油和芳烴油等） 硫黃三、密煉機混煉工藝 密煉機混煉操作是開始提起上頂栓，將配方的各種原材料按規(guī)定加料順序依次投入密煉室中，每次投料后都必須放下上頂栓加壓混煉一定時間，然后再提起上頂栓投加下一批物料，直到混煉完畢，打開下頂栓，排料至下片機出片、冷卻、停放。密煉機混煉分為一段膠混煉和二段膠混煉甚至多段混煉。多段混煉膠料比一段膠混煉要均勻，測試數據性能穩(wěn)定.開煉機混煉的操作方法： 混煉前先核對配合劑的品種用量是否正確，檢查設備部件及輥筒上面無異物，空車運行試剎車，調節(jié)輥距(3-4mm)，然后按下列步驟操作：a.在開煉機輥筒靠近驅動一端投入生膠或塑煉膠、母煉膠，捏煉3-4mi

19、n，使其形成光滑的包輥膠后將膠料割下;b.放寬輥距至810mm，將膠料投入輥距壓煉1min并抽取余膠，使輥筒上面只留包輥膠和適量積存膠，其余膠料全部取下，按規(guī)定加料順序向積存膠上投加配合劑(小料)，待小料全部吃粉后將填料和油類分批交替加入，等配合劑全部吃入膠料后，再將抽取的生膠全部投入混煉4-5min，其間不得切割翻煉;c.切割取下余膠，加入硫黃繼續(xù)混煉，待吃粉完畢再將余膠投入翻煉1-2min;d.將輥距調至1mm以下薄通3-4次并90調頭;e.最后調整輥距至10mm左右下片，并割取快檢試樣，膠片經浸涂隔離劑液冷卻1-2min，取出掛架風吹干，冷卻至40 以下再疊放8h以上方可供下道工序使用。三、密煉機混煉工藝 密煉機混煉的膠料質量好壞，除了加料順序外，主要取決于混煉溫度、裝料容量、轉子轉速、混煉時間和上頂栓壓力。現在國內最好的混煉方法是通過溫度，時間和功率一起配合控制. 密煉機排膠溫度范圍在90-160以下，不加促進劑的母膠溫度可以達到160 ，投加硫