第十章煉膠工藝

1、第十章第十章 煉膠工藝煉膠工藝（Chapter 10: Mixing process）4學時學時橡膠工藝學橡膠工藝學精品課程多媒體教程精品課程多媒體教程本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容煉膠內(nèi)容與要求煉膠內(nèi)容與要求1混煉設備及其工作原理混煉設備及其工作原理2生膠塑煉工藝生膠塑煉工藝3混煉理論及工藝方法混煉理論及工藝方法4混煉控制及混煉膠的檢驗混煉控制及混煉膠的檢驗5本章要求本章要求（1）掌握煉膠的要求及常用的煉膠設備，了解其工作原理；）掌握煉膠的要求及常用的煉膠設備，了解其工作原理；（2）掌握生膠塑煉的目的、工藝方法、塑煉機理；）掌握生膠塑煉的目的、工藝方法、塑煉機理；（3）掌握煉膠的工藝過程、了解混煉

2、理論；）掌握煉膠的工藝過程、了解混煉理論；（4）掌握開煉機混煉的加料順序及影響因素；）掌握開煉機混煉的加料順序及影響因素；（5）掌握密煉機混煉的工藝方法及影響因素；）掌握密煉機混煉的工藝方法及影響因素；（6）掌握煉膠過程的控制方法）掌握煉膠過程的控制方法（7）掌握混煉膠配合劑分散性的測定方法）掌握混煉膠配合劑分散性的測定方法第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 可塑度大小合適且均勻可塑度大小合適且均勻； 配合劑分散均勻并達一定分散度配合劑分散均勻并達一定分散度； 混煉膠的性能要符合要求；混煉膠的性能要符合要求； 時間短，能耗低。時間短，能耗低。一、煉膠的內(nèi)容及要求一、煉膠的內(nèi)容及要求1 1、內(nèi)容、內(nèi)容煉膠煉

3、膠塑煉：使生膠由強韌的高彈狀態(tài)轉變?yōu)槿彳浂挥兴軣挘菏股z由強韌的高彈狀態(tài)轉變?yōu)槿彳浂挥?可塑性狀態(tài)的加工工藝過程。可塑性狀態(tài)的加工工藝過程。混煉：將生膠與配合劑混合均勻，制備符合性能要混煉：將生膠與配合劑混合均勻，制備符合性能要 求的混煉膠的工藝過程。求的混煉膠的工藝過程。2 2、要求、要求二、煉膠設備二、煉膠設備煉膠主要設備煉膠主要設備開煉機開煉機密煉機密煉機螺桿機螺桿機1 1、開煉機、開煉機工作原理示意圖：工作原理示意圖：速比：速比：f=V1/V2f=V1/V2剪切速率：剪切速率： V V2 2( (f f -1-1）/e/e二樓二樓一樓一樓密煉機煉膠工藝流程示意圖密煉機煉膠工藝流程示

4、意圖2、密煉機組、密煉機組炭黑貯倉上輔機上輔機炭黑自動稱量與輸送系統(tǒng)炭黑自動稱量與輸送系統(tǒng)油料自動稱量與輸送系統(tǒng)油料自動稱量與輸送系統(tǒng)小料自動稱量系統(tǒng)小料自動稱量系統(tǒng)膠料稱量系統(tǒng)膠料稱量系統(tǒng)密煉機組密煉機組密煉機密煉機密煉室密煉室轉子轉子上頂栓上頂栓下頂栓下頂栓下輔機下輔機流片機流片機隔離劑槽隔離劑槽掛片架掛片架折疊停放裝置（帶裁斷）折疊停放裝置（帶裁斷）1臺開煉機臺開煉機輥筒機頭擠出機輥筒機頭擠出機2臺開煉機臺開煉機多臺開煉機多臺開煉機炭黑自動稱量與輸送系統(tǒng)（示意圖）炭黑自動稱量與輸送系統(tǒng)（示意圖）炭黑自動稱量系統(tǒng)炭黑自動稱量系統(tǒng)油料自動稱量與輸送系統(tǒng)油料自動稱量與輸送系統(tǒng)通密煉機小料自動稱

5、量系統(tǒng)（投料口）小料自動稱量系統(tǒng)（投料口）小料自動稱量系統(tǒng)小料自動稱量系統(tǒng)膠料稱量系統(tǒng)膠料稱量系統(tǒng)GK400型密煉機型密煉機二棱轉子四棱轉子密煉機控制中心密煉機控制中心流片機（開煉機）流片機（開煉機）膠料輸送裝置膠料輸送裝置流片機（輥筒機頭螺桿擠出機）流片機（輥筒機頭螺桿擠出機）冷卻裝置冷卻裝置冷卻槽（水冷）冷卻槽（水冷）風冷風冷疊放疊放三、煉膠過程及方法三、煉膠過程及方法工藝過程：工藝過程：選膠選膠烘膠烘膠破膠破膠塑煉塑煉粉碎粉碎配合劑配合劑膠膠篩選篩選干燥干燥稱量稱量混煉混煉壓片壓片冷卻冷卻停放停放壓延或擠出壓延或擠出準備工藝準備工藝混煉工藝混煉工藝后處理工藝后處理工藝混煉方法：混煉方法：

6、按煉膠設備分按煉膠設備分乳液混煉法：液相連續(xù)混煉法乳液混煉法：液相連續(xù)混煉法機械混煉法機械混煉法按溫度分按溫度分開煉機煉膠開煉機煉膠密煉機煉膠密煉機煉膠螺桿機煉膠螺桿機煉膠低溫煉膠：開煉機煉膠、液相連續(xù)混煉低溫煉膠：開煉機煉膠、液相連續(xù)混煉高溫煉膠：密煉機煉膠、螺桿機煉膠高溫煉膠：密煉機煉膠、螺桿機煉膠間歇式煉膠間歇式煉膠連續(xù)式煉膠連續(xù)式煉膠低溫一次連續(xù)混煉法低溫一次連續(xù)混煉法按過程連續(xù)性分按過程連續(xù)性分開煉機煉膠開煉機煉膠密煉機煉膠密煉機煉膠液相連續(xù)混煉法液相連續(xù)混煉法螺桿機煉膠螺桿機煉膠低溫一次連續(xù)混煉法低溫一次連續(xù)混煉法煉膠準備工藝煉膠準備工藝生膠的塑煉生膠的塑煉原材料的質量檢驗原材料的

7、質量檢驗原材料的補充加工原材料的補充加工稱量配合稱量配合開煉機塑煉開煉機塑煉密煉機塑煉密煉機塑煉螺桿機塑煉螺桿機塑煉粉碎粉碎篩選篩選加熱加熱油膏油膏母煉膠的制備母煉膠的制備手工稱量手工稱量半自動稱量半自動稱量全自動稱量全自動稱量包輥法包輥法薄通法薄通法爬高法爬高法化學增塑法化學增塑法一段塑煉一段塑煉分段塑煉分段塑煉化學增塑塑煉化學增塑塑煉選膠選膠烘膠烘膠切膠切膠破膠破膠下片下片冷卻冷卻停放停放第二節(jié)第二節(jié) 煉膠準備工藝煉膠準備工藝一、生膠的塑煉一、生膠的塑煉塑煉是指通過機械應力、熱、氧或加入某些化學試劑等方式，塑煉是指通過機械應力、熱、氧或加入某些化學試劑等方式，使橡膠使橡膠由強韌的高彈性狀態(tài)

8、轉變?yōu)槿彳浀乃苄誀顟B(tài)由強韌的高彈性狀態(tài)轉變?yōu)槿彳浀乃苄誀顟B(tài)的過程。的過程。 塑性（可塑性）：橡膠在發(fā)生變形后，不能恢復其原來狀態(tài)，塑性（可塑性）：橡膠在發(fā)生變形后，不能恢復其原來狀態(tài)，或者說保持其變形狀態(tài)的性質?；蛘哒f保持其變形狀態(tài)的性質。目的：（目的：（1）減小彈性，提高可塑性；降低粘度，改善流動性；）減小彈性，提高可塑性；降低粘度，改善流動性； （2）提高膠料溶解性和成型粘著性。）提高膠料溶解性和成型粘著性。 要求：（要求：（1）可塑度要適當）可塑度要適當 （2）塑煉均勻）塑煉均勻（一）塑煉的目的與要求（一）塑煉的目的與要求常用塑煉膠的可塑度要求（威氏）常用塑煉膠的可塑度要求（威氏）塑煉膠

9、種類塑煉膠種類可塑度要求可塑度要求塑煉膠種類塑煉膠種類可塑度要求可塑度要求膠布膠漿用塑煉膠膠布膠漿用塑煉膠海綿膠用塑煉膠海綿膠用塑煉膠0.500.60 含膠率含膠率45%0.520.56擠出膠料用塑煉膠擠出膠料用塑煉膠 含膠率含膠率45%0.560.60 膠管外層膠膠管外層膠0.300.35傳動帶擦布用塑煉膠傳動帶擦布用塑煉膠0.490.55 膠管內(nèi)層膠膠管內(nèi)層膠0.250.30V帶線繩浸膠塑煉膠帶線繩浸膠塑煉膠0.50左右左右胎面膠用塑煉膠胎面膠用塑煉膠0.220.24壓延膠片用塑煉膠壓延膠片用塑煉膠胎側膠用塑煉膠胎側膠用塑煉膠0.35左右左右 膠片厚度膠片厚度0.1mm0.350.45內(nèi)胎

10、膠用塑煉膠內(nèi)胎膠用塑煉膠0.42左右左右 膠片厚度膠片厚度0.1mm0.470.56緩沖簾布膠用塑煉膠緩沖簾布膠用塑煉膠0.50左右左右理論依據(jù)：理論依據(jù)：a=Aa=A* *MwMw3.43.4 機械力作用：使橡膠分子鏈斷裂機械力作用：使橡膠分子鏈斷裂 氧氣作用：使分子鏈穩(wěn)定在斷裂的狀態(tài)氧氣作用：使分子鏈穩(wěn)定在斷裂的狀態(tài) 一般不加塑解劑一般不加塑解劑開煉機塑煉的原理開煉機塑煉的原理（二）塑煉機理（二）塑煉機理2、密煉機塑煉原理、密煉機塑煉原理物料從加料斗加入密煉室后，加料門關閉，壓料裝置物料從加料斗加入密煉室后，加料門關閉，壓料裝置的上頂栓降落，對物料加壓。的上頂栓降落，對物料加壓。 物料在上

11、頂栓壓力及摩擦力的作用下，被帶入兩個具物料在上頂栓壓力及摩擦力的作用下，被帶入兩個具有螺旋棱、有速比的、相對回轉的兩轉子的間隙中，致使物有螺旋棱、有速比的、相對回轉的兩轉子的間隙中，致使物料在由轉子與轉子，轉子與密煉室壁、上頂栓、下頂栓組成料在由轉子與轉子，轉子與密煉室壁、上頂栓、下頂栓組成的捏煉系統(tǒng)內(nèi)，受到不斷變化和反復進行的剪切、撕拉、攪的捏煉系統(tǒng)內(nèi)，受到不斷變化和反復進行的剪切、撕拉、攪拌和摩擦的強烈捏煉作用，使拌和摩擦的強烈捏煉作用，使膠料溫度升高，發(fā)生熱氧化斷膠料溫度升高，發(fā)生熱氧化斷鏈，使膠料的平均分子量減小鏈，使膠料的平均分子量減小，從而達到塑煉的目的。，從而達到塑煉的目的。 機

12、械力作用：機械力作用：初期起剪切、摩擦，使膠料升溫作用初期起剪切、摩擦，使膠料升溫作用 后期起攪拌，增加與氧接觸面積作用后期起攪拌，增加與氧接觸面積作用 氧氣作用：氧氣作用：既是大分子自由基引發(fā)劑，又是大分子自由既是大分子自由基引發(fā)劑，又是大分子自由 基終止劑基終止劑 塑解劑作用塑解劑作用：同氧氣，增塑效果好，一般均加入。：同氧氣，增塑效果好，一般均加入。3、螺桿機塑煉原理、螺桿機塑煉原理在螺桿塑煉機中，生膠一方面受到螺桿的強烈的機械攪在螺桿塑煉機中，生膠一方面受到螺桿的強烈的機械攪拌作用，另一方面，由于生膠受螺桿與機身內(nèi)壁的摩擦產(chǎn)生拌作用，另一方面，由于生膠受螺桿與機身內(nèi)壁的摩擦產(chǎn)生大量的熱

13、，溫度高達大量的熱，溫度高達150180，從而加速氧化裂解，獲，從而加速氧化裂解，獲得塑煉效果。得塑煉效果。優(yōu)點：優(yōu)點： 能連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)能力大，適用于大型輪胎廠。能連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)能力大，適用于大型輪胎廠。缺點：缺點： 排膠溫度高，塑煉膠的熱可塑性大，質量不均，排膠不排膠溫度高，塑煉膠的熱可塑性大，質量不均，排膠不規(guī)則。規(guī)則。 平均分子量：不斷減小平均分子量：不斷減小 分子量分布：變窄分子量分布：變窄 分子量級分：高分子量分子鏈減少，中等分子量分子量級分：高分子量分子鏈減少，中等分子量 級分增多，低分子量級分變化不大級分增多，低分子量級分變化不大 分子鏈數(shù)目：增多分子鏈數(shù)目：增多4、塑煉后橡膠

14、分子結構的變化、塑煉后橡膠分子結構的變化5、影響因素、影響因素機械力：機械力增大，塑煉效果變好。機械力：機械力增大，塑煉效果變好。氧氣：氧氣是氧氣：氧氣是最好的塑解劑最好的塑解劑，分子鏈上結合，分子鏈上結合0.3的氧，可的氧，可 使橡膠分子量由使橡膠分子量由10萬降到萬降到5千。千。溫度溫度低溫區(qū)低溫區(qū)（110），隨著），隨著溫度升高溫度升高，塑煉，塑煉效果提高效果提高。靜電的作用靜電的作用塑煉過程中，膠料受到強烈的摩擦作用產(chǎn)生靜塑煉過程中，膠料受到強烈的摩擦作用產(chǎn)生靜 電。靜電積累產(chǎn)生放電現(xiàn)象，使空氣中的氧活化變?yōu)樵?。靜電積累產(chǎn)生放電現(xiàn)象，使空氣中的氧活化變?yōu)樵?子態(tài)氧和臭氧，加速橡膠分子

15、的氧化斷鏈作用。子態(tài)氧和臭氧，加速橡膠分子的氧化斷鏈作用。化學塑解劑化學塑解劑 終止型終止型（低溫塑解劑）：苯硫酚、五氯硫酚。（低溫塑解劑）：苯硫酚、五氯硫酚。 引發(fā)型引發(fā)型（高溫塑解劑）：過氧化苯甲酰（高溫塑解劑）：過氧化苯甲酰（BPO）、偶氮二異）、偶氮二異丁腈（丁腈（AIBN）等。）等。 混合型混合型（鏈轉移型塑解劑）：促進劑（鏈轉移型塑解劑）：促進劑M、DM和和2，2-二苯甲二苯甲酰胺二苯基二硫化物。酰胺二苯基二硫化物。（三）塑煉準備工藝（三）塑煉準備工藝生膠生膠選膠選膠烘膠烘膠破膠破膠塑煉塑煉剔除雜質、剔除雜質、發(fā)霉膠包發(fā)霉膠包烘透，溫烘透，溫度均勻度均勻帶花紋帶花紋輥筒輥筒 烘膠在

16、烘膠房中進行，溫度不宜過高，否則會影響橡烘膠在烘膠房中進行，溫度不宜過高，否則會影響橡膠的物理機械性能。膠的物理機械性能。 NR一般在一般在5060，時間為，時間為436h，冬季加熱時間為冬季加熱時間為3672h。CR一般在一般在2440，時間為，時間為46h。切膠切膠（四）塑煉工藝方法（四）塑煉工藝方法1、開煉機塑煉的工藝方法及影響因素、開煉機塑煉的工藝方法及影響因素開煉機塑煉工藝方法開煉機塑煉工藝方法薄通法薄通法爬高法爬高法化學增塑法化學增塑法包輥法包輥法一段塑煉一段塑煉分段塑煉分段塑煉二段塑煉二段塑煉三段塑煉三段塑煉四段塑煉四段塑煉（1）開煉機塑煉工藝方法）開煉機塑煉工藝方法容量容量 過

17、多，堆積膠多，不易進入輥距，散熱困難，降低塑過多，堆積膠多，不易進入輥距，散熱困難，降低塑煉效果；過少，生產(chǎn)效率低。容量由膠種和設備規(guī)格決定。煉效果；過少，生產(chǎn)效率低。容量由膠種和設備規(guī)格決定。輥距輥距 減小輥距，增大剪切，有利于提高塑煉效果；減小輥距，增大剪切，有利于提高塑煉效果；輥速和速比輥速和速比 提高輥速和速比，能提高塑煉效果；過大，生提高輥速和速比，能提高塑煉效果；過大，生熱高，需加強冷卻；熱高，需加強冷卻；輥溫輥溫 輥溫升高，塑煉效果下降。（實驗中發(fā)現(xiàn)輥溫對門尼輥溫升高，塑煉效果下降。（實驗中發(fā)現(xiàn)輥溫對門尼黏度影響不大）黏度影響不大）塑煉時間塑煉時間 開始膠料門尼迅速下降，開始膠料

18、門尼迅速下降，15min后趨緩；分段塑后趨緩；分段塑煉可進一步提高可塑度；煉可進一步提高可塑度；化學塑解劑化學塑解劑 能提高生產(chǎn)效率，節(jié)省能耗，減小彈性復原性能提高生產(chǎn)效率，節(jié)省能耗，減小彈性復原性和加工收縮性，適當提高塑煉溫度，以和加工收縮性，適當提高塑煉溫度，以7075為宜。為宜。（2）開煉機塑煉的影響因素）開煉機塑煉的影響因素2、密煉機塑煉工藝方法及影響因素、密煉機塑煉工藝方法及影響因素時間長，效率低，膠料的可時間長，效率低，膠料的可塑度低，可塑度不均勻。塑度低，可塑度不均勻。效率高，可塑度高，均勻性效率高，可塑度高，均勻性好，但管理不方便好，但管理不方便效率最高，可塑度高，時效率最高，

19、可塑度高，時間短，但均勻性欠佳。間短，但均勻性欠佳。（1）密煉機塑煉工藝方法）密煉機塑煉工藝方法密煉機塑煉方法密煉機塑煉方法一段塑煉法一段塑煉法分段塑煉法分段塑煉法化學增塑塑煉法化學增塑塑煉法塑解劑要以母煉膠的形式加入。塑解劑要以母煉膠的形式加入。（2）影響因素）影響因素因素因素容量容量 填充系數(shù)為填充系數(shù)為0.75合適。合適。上頂栓壓力上頂栓壓力轉子轉速轉子轉速 增大轉速能提高塑煉效果和生產(chǎn)效率，但過快增大轉速能提高塑煉效果和生產(chǎn)效率，但過快 生熱高，可塑度難控制，應加強冷卻，防止過煉。生熱高，可塑度難控制，應加強冷卻，防止過煉。塑煉時間塑煉時間化學塑解劑化學塑解劑0.50.8MPa，壓力能

20、提高塑煉效果和生產(chǎn)，壓力能提高塑煉效果和生產(chǎn)效率。效率。溫度溫度隨排膠溫度升高，塑煉效果急劇增大，但易過煉。隨排膠溫度升高，塑煉效果急劇增大，但易過煉。 NR塑煉排膠溫度以塑煉排膠溫度以140160 為宜；為宜；SBR應低于應低于140。排膠溫度一定，塑煉效果隨塑煉時間線性增大，排膠溫度一定，塑煉效果隨塑煉時間線性增大，后趨緩。揮發(fā)份增多，后趨緩。揮發(fā)份增多，時間短，效率高，溫度低，能耗低，塑煉膠時間短，效率高，溫度低，能耗低，塑煉膠質量好。質量好。（五）塑煉補充工藝（五）塑煉補充工藝（1）壓片或造粒）壓片或造粒（2）冷卻與干燥）冷卻與干燥（3）停放）停放 干燥后的膠片按規(guī)定堆放干燥后的膠片按

21、規(guī)定堆放48h以上才能恭下道工序使用。以上才能恭下道工序使用。（4）質量檢驗）質量檢驗二、原材料的質量檢驗二、原材料的質量檢驗1、生膠的檢驗、生膠的檢驗 元素組成、雜質含量、門尼黏度、揮發(fā)份含量、含水率等。元素組成、雜質含量、門尼黏度、揮發(fā)份含量、含水率等。2、配合劑的檢驗、配合劑的檢驗 固體配合劑的粒度、純度、酸堿度、吸油值、金屬離子含固體配合劑的粒度、純度、酸堿度、吸油值、金屬離子含量、熔點、分解溫度、揮發(fā)份含量等；量、熔點、分解溫度、揮發(fā)份含量等； 液體配合劑的苯胺點、傾點、閃點、沸點、含水率、揮發(fā)份液體配合劑的苯胺點、傾點、閃點、沸點、含水率、揮發(fā)份含量等。含量等。三、配合劑的補充加工

22、三、配合劑的補充加工粉碎、篩選、干燥、母膠和油膏的制備等。粉碎、篩選、干燥、母膠和油膏的制備等。四、稱量配合四、稱量配合手工稱量、全自動稱量手工稱量、全自動稱量1、混煉膠微觀結構、混煉膠微觀結構 混煉膠為混煉膠為多相分散體系多相分散體系，其中連續(xù)相為橡膠分子鏈，分散，其中連續(xù)相為橡膠分子鏈，分散相為配合劑顆粒相為配合劑顆粒。橡膠平均分子量大小及分布，配合劑分散相橡膠平均分子量大小及分布，配合劑分散相尺寸及分布尺寸及分布構成了混煉膠的微觀結構。構成了混煉膠的微觀結構。第三節(jié)、煉膠工藝及理論第三節(jié)、煉膠工藝及理論一、混煉理論一、混煉理論2、炭黑橡膠混煉過程、炭黑橡膠混煉過程a加入配合劑，落下上頂栓

23、；b上頂栓穩(wěn)定c功率最低值d功率二次峰值e排料f過煉及溫度平坦混煉時的容積、功率、溫度變化曲線混煉過程：（1）濕潤（2）分散（3）捏煉混煉時間/min3、混煉機理、混煉機理（1）吃粉）吃粉 開煉機吃粉：返回膠與堆積膠擁擠產(chǎn)生狹縫，配合劑進入開煉機吃粉：返回膠與堆積膠擁擠產(chǎn)生狹縫，配合劑進入 狹縫，被膠料包圍。過程慢，時間長。狹縫，被膠料包圍。過程慢，時間長。 密煉機吃粉：返回膠與上頂栓的包圍。過程快，時間短。密煉機吃粉：返回膠與上頂栓的包圍。過程快，時間短。（2）分散）分散 必要條件：必要條件：有速比有速比 有流道變化有流道變化 分散過程：膠料和配合劑團塊破碎分散過程：膠料和配合劑團塊破碎 膠

24、料彈性收縮膠料彈性收縮 簡單混合簡單混合 配合劑分散配合劑分散 配合劑小團塊與橡膠混合配合劑小團塊與橡膠混合（3）分散均勻）分散均勻 開煉機采用翻煉、薄通打三角包；密煉機利用轉子突棱的混開煉機采用翻煉、薄通打三角包；密煉機利用轉子突棱的混合作用。合作用。4、結合橡膠的作用、結合橡膠的作用 結合橡膠的生成有利于混煉過程中炭黑附聚體的破碎和結合橡膠的生成有利于混煉過程中炭黑附聚體的破碎和均勻分散，防止已分散炭黑的再聚結，保持穩(wěn)定。均勻分散，防止已分散炭黑的再聚結，保持穩(wěn)定。 在炭黑橡膠團塊破碎之前生成過多的結合橡膠，不利于炭在炭黑橡膠團塊破碎之前生成過多的結合橡膠，不利于炭黑團塊的破碎，分散性變差

25、；黑團塊的破碎，分散性變差； 混煉后期生成更多的結合橡膠，有利于提高橡膠的強度?；鞜捄笃谏筛嗟慕Y合橡膠，有利于提高橡膠的強度。5、表面活性劑的作用、表面活性劑的作用（1）提高橡膠在固體配合劑表面的濕潤性，提高分散效果；）提高橡膠在固體配合劑表面的濕潤性，提高分散效果；（2）使配合劑穩(wěn)定的分散在膠料中，防止配合劑重新聚結。）使配合劑穩(wěn)定的分散在膠料中，防止配合劑重新聚結。 如防止炭黑、氧化鋅的聚結。如防止炭黑、氧化鋅的聚結。二、混煉工藝二、混煉工藝（一）開煉機混煉工藝（一）開煉機混煉工藝1、工藝過程、工藝過程（1）包輥 影響因素：生膠的性質（格林強度、斷裂拉伸比、最大松弛 時間等） 輥筒的溫

26、度：破碎不包輥包輥脫輥粘輥剪切速率：增大能改善包輥性（2）吃粉）吃粉影響因素：膠料的黏度影響因素：膠料的黏度(低易吃粉）低易吃粉） 輥筒溫度（高易吃粉）輥筒溫度（高易吃粉） 配合劑粒徑和結構性（粒徑大，結構性低易吃粉）配合劑粒徑和結構性（粒徑大，結構性低易吃粉） 堆積膠的量（合適易吃粉）堆積膠的量（合適易吃粉） 加料方式（擺動加料易吃粉）加料方式（擺動加料易吃粉）（3）翻煉（搗膠）翻煉（搗膠） 切割翻煉切割翻煉 薄通，打三角包薄通，打三角包2、加料順序、加料順序（1）加料順序遵循的一般原則：）加料順序遵循的一般原則： a.用量少，作用大的先加用量少，作用大的先加 ； b.在膠料中難分散的先加；

27、在膠料中難分散的先加； c.臨界溫度低，化學活性大，對溫度敏感的應在混煉降臨界溫度低，化學活性大，對溫度敏感的應在混煉降溫后加；溫后加； d.硫黃與促進劑分開加；硫黃與促進劑分開加； e.軟化劑與補強填充劑分開加。軟化劑與補強填充劑分開加。（2)特殊情況：特殊情況： 硬質膠（硫黃硬質膠（硫黃3050份）先加硫黃后加促進劑；份）先加硫黃后加促進劑； 海綿膠：軟化劑用量多，先加一部分，或放在最后加；海綿膠：軟化劑用量多，先加一部分，或放在最后加； 內(nèi)胎膠：濾膠后再加硫黃。內(nèi)胎膠：濾膠后再加硫黃。（3）一般加料順序：）一般加料順序： 生膠或塑煉膠生膠或塑煉膠 固體軟化劑固體軟化劑 促進劑、活性劑、防

28、老劑、促進劑、活性劑、防老劑、防焦劑防焦劑 補強填充劑補強填充劑 液體軟化劑液體軟化劑 硫黃硫黃 超速促進劑超速促進劑3、開煉機混煉特點、開煉機混煉特點（1）優(yōu)點）優(yōu)點 混煉膠質量好，配合劑分散性好；混煉膠質量好，配合劑分散性好； 變換配方容易，易清洗；變換配方容易，易清洗； 適合特種橡膠或特種配合時煉膠適合特種橡膠或特種配合時煉膠（2）缺點）缺點 質量波動大，過程難控制；質量波動大，過程難控制； 混煉時間長，效率低；混煉時間長，效率低； 勞動強度大，操作不安全；勞動強度大，操作不安全； 配合劑易飛揚，造成質量損失，污染環(huán)境配合劑易飛揚，造成質量損失，污染環(huán)境（二）密煉機混煉工藝（二）密煉機混

29、煉工藝1、工藝過程、工藝過程（1）吃粉（2）分散（3）捏煉2、工藝方法、工藝方法（1）一段混煉法：）一段混煉法： 適用：粘度低、填充量少、生熱低的膠料，如以適用：粘度低、填充量少、生熱低的膠料，如以NR為主的膠料。為主的膠料。 優(yōu)點：膠料管理方便，節(jié)省停放面積。優(yōu)點：膠料管理方便，節(jié)省停放面積。 缺點：可塑度低，不易分散均勻，混煉周期長，易焦燒和過煉。缺點：可塑度低，不易分散均勻，混煉周期長，易焦燒和過煉。 具體方法：具體方法： 傳統(tǒng)一段混煉法傳統(tǒng)一段混煉法：按順序加料。采用慢速或變速密煉：按順序加料。采用慢速或變速密煉 分段投膠一段混煉法分段投膠一段混煉法：分批投加生膠：分批投加生膠。（2）

30、分段混煉法）分段混煉法兩段混煉法兩段混煉法 ： 傳統(tǒng)兩段混煉法傳統(tǒng)兩段混煉法：快速母煉，再慢速終煉，排膠加硫黃：快速母煉，再慢速終煉，排膠加硫黃 分段投膠兩段混煉法分段投膠兩段混煉法：快速母煉：快速母煉(80%)，慢速終煉，慢速終煉 (20%)，排膠加硫黃。，排膠加硫黃。三段混煉：一段快速母煉，二段慢速，三段慢速終煉加硫三段混煉：一段快速母煉，二段慢速，三段慢速終煉加硫四段混煉：一段快速母煉，二、三段慢速，四段慢速終煉加硫四段混煉：一段快速母煉，二、三段慢速，四段慢速終煉加硫（3）逆混（倒混）煉法）逆混（倒混）煉法: 先把除硫黃、促進劑之外的配合劑全部加入密煉機，再加先把除硫黃、促進劑之外的配

31、合劑全部加入密煉機，再加生膠。生膠。 適用于生膠挺性差的適用于生膠挺性差的BR、EPR、IIR和高炭黑、高油配合和高炭黑、高油配合的膠料。的膠料。3、工藝條件及影響因素、工藝條件及影響因素填充系數(shù)：合成膠填充系數(shù)：合成膠0.60.7；NR0.70.8；容量根據(jù)膠料配方、密煉機特點、混煉方法及工藝條件確定。容量根據(jù)膠料配方、密煉機特點、混煉方法及工藝條件確定。容量過大，混煉均勻度下降，設備超負荷，生熱高，易過煉；容量過大，混煉均勻度下降，設備超負荷，生熱高，易過煉；過小，效率低，效果不良。過小，效率低，效果不良。（1）混煉容量）混煉容量 先加生膠，再加表面活性劑、固體軟化劑和小料，再加炭先加生膠

32、，再加表面活性劑、固體軟化劑和小料，再加炭黑，基本分散后加液體軟化劑，最后降溫加硫化劑和促進劑。黑，基本分散后加液體軟化劑，最后降溫加硫化劑和促進劑。其中生膠、炭黑和油的加入順序和時間特別重要。其中生膠、炭黑和油的加入順序和時間特別重要。BR和和EPDM混煉時，先加除硫化劑和促進劑以外的配合劑，再加生膠（逆混煉時，先加除硫化劑和促進劑以外的配合劑，再加生膠（逆混法）?；旆ǎ?。（2）加料順序）加料順序慢速密煉機上頂栓壓力為0.50.6MPa，中、快速密煉機為0.60.8MPa，最高達到1.0MPa。注意上頂栓加壓方式加壓方式，投加密投加密度小的粉料時，應緩慢放下上頂栓，浮動加壓一段時間后，將上度

33、小的粉料時，應緩慢放下上頂栓，浮動加壓一段時間后，將上頂栓提起一定高度，再通入壓縮空氣加壓；配合劑量大時，應分頂栓提起一定高度，再通入壓縮空氣加壓；配合劑量大時，應分批投加，分批加壓；快速密煉加油時不提上頂栓。批投加，分批加壓；快速密煉加油時不提上頂栓。（3）上頂栓壓力）上頂栓壓力0.20.40.60.81.0142144146148150152 Pressure/MPaT/0.20.40.60.81.001020304050607080Mooney viscosityPressure/MPa 12h 96h 加S排膠溫度排膠溫度門尼黏度門尼黏度上頂栓壓力上頂栓壓力/MPa0.20.40.60

34、.81白色亮點總面積白色亮點總面積比率比率/%1412.27.010.610.4分散度等級分散度等級2.63.04.94.03.101000020000300004000050000468101214161820 gap length/mmbending times 0.2MPa 0.4MPa 0.6MPa 0.8MPa 1MPa0.2MPa0.4MPa0.6MPa0.8MPa1.0MPa上頂栓壓力上頂栓壓力/MPa0.20.40.60.81邵爾邵爾A硬度硬度/度度7070717070拉伸強度拉伸強度/MPa26.527.528.229.228.1拉斷伸長率拉斷伸長率/%53656257159

35、8566100%定伸應力定伸應力/MPa3.23.113.032.952.98300%定伸應力定伸應力/MPa14.914.213.513.213.4拉伸永久變形拉伸永久變形/%3028303127撕裂強度撕裂強度/kNm-187.978.6107.4121.398.6回彈性回彈性/%5657575856壓縮疲勞溫升壓縮疲勞溫升/17.917.717.617.517壓縮永久變形壓縮永久變形/%3.093.233.33.533.31密度密度/gcm-31.1261.1251.1261.1261.126卲坡爾磨耗卲坡爾磨耗V/cm-30.1190.110.1110.1040.112上頂栓壓力對上頂

36、栓壓力對NR硫化膠物理機械性能的影響硫化膠物理機械性能的影響 （4）冷卻水溫度）冷卻水溫度203040506070100110120130140150160 T/The cooling water temperature/20304050607001020304050607080The cooling water temperature/Mooney viscosity 12h 96h 加S排膠溫度排膠溫度門尼黏度門尼黏度 203040506070冷卻水溫度冷卻水溫度/203040506070白色亮點總面積比率白色亮點總面積比率/%11.911.510.77.09.712.2分散度等級分散度等

37、級2.72.93.74.94.13.6冷卻水溫度冷卻水溫度/203040506070邵爾邵爾A硬度硬度/度度747171716969拉伸強度拉伸強度/MPa24.124.424.628.228.228.7拉斷伸長率拉斷伸長率/%417476488566548581100%定伸應力定伸應力/Mpa43.593.073.132.942.67300%定伸應力定伸應力/Mpa16.715.914.414.414.413.7拉伸永久變形拉伸永久變形/%252626303030撕裂強度撕裂強度/kNm-163.873.379.2107.490.695.4回彈性回彈性/%575756575857壓縮疲勞溫升

38、壓縮疲勞溫升/22.217.817.717.617.116.5壓縮永久變形壓縮永久變形/%3.293.243.323.53.383.28密度密度/gcm-31.1331.1261.1251.1261.1271.126冷卻水溫度對冷卻水溫度對NR硫化膠物理機械性能的影響硫化膠物理機械性能的影響 0100002000030000400005000046810121416182022 20 30 40 50 60 70 gap length/mmbending times屈撓疲勞裂口增長速度屈撓疲勞裂口增長速度（5）起始溫度）起始溫度-50050100150200250300350050100150

39、200250300350 Torque /Nmt/s 45 50 60 70-50050100150200250300350405060708090100110120130 T/t/s 45 50 60 7045505560657084858687888990T/E/KJ 4550556065705060708090Mooney viscosityT/轉子轉矩轉子轉矩膠料溫度膠料溫度能耗能耗門尼黏度門尼黏度45 50 60 70 起始溫度起始溫度/45506070白色亮點總面積比率白色亮點總面積比率/%9.18.57.78.0分散度等級分散度等級4.35.05.35.1起始溫度起始溫度/455

40、06070邵爾邵爾A硬度硬度/度度75747474拉伸強度拉伸強度/MPa28.528.729.427.6拉斷伸長率拉斷伸長率/%563571582537100%定伸應力定伸應力/MPa3.983.853.764.12300%定伸應力定伸應力/MPa17.317.316.617.5拉伸永久變形拉伸永久變形/%35323035撕裂強度撕裂強度/kNm-173.580117.170.4回彈性回彈性/%50505050壓縮疲勞溫升壓縮疲勞溫升/18.619.519.818.6壓縮永久變形壓縮永久變形/%2.862.772.722.88密度密度/gcm-31.1221.1271.1251.125卲坡爾

41、磨耗卲坡爾磨耗V/cm-30.120.1190.1070.118起始溫度對起始溫度對NR硫化膠物理機械性能的影響硫化膠物理機械性能的影響 010000200003000040000500004681012141618202224 gap length/mmbending times 45 50 60 70屈撓疲勞裂口增長屈撓疲勞裂口增長 一段混煉一段混煉 100130 以下以下 分段混煉的終煉分段混煉的終煉 100130 以下以下 分段混煉的第一段混煉分段混煉的第一段混煉 145155 投加不溶性硫黃投加不溶性硫黃 9095 排膠溫度可通過調整轉子轉速、煉膠量、冷卻水溫度等排膠溫度可通過調整轉

42、子轉速、煉膠量、冷卻水溫度等控制。冷卻水溫度控制。冷卻水溫度4045 較好，混煉周期短，能耗低。較好，混煉周期短，能耗低。排膠溫度：排膠溫度：（6）轉子轉速）轉子轉速0123456020406080100120 Torque /Nmt/min 50r/min 60r/min 70r/min 77r/min 90r/min0123456556065707580859095100105110115 T/t/min 50r/min 60r/min 70r/min 77r/min 90r/min0123456-20020406080100120140160180200 E/KJt/min 50r/mi

43、n 60r/min 70r/min 77r/min 90r/min5060708090464748495051525354 Mooney viscosityRotor speed/rmin -1轉子轉矩轉子轉矩膠料溫度膠料溫度混煉能耗混煉能耗門尼黏度門尼黏度轉速轉速/rmin色亮點總面積白色亮點總面積比率比率/%12.09.52.94.86.1分散度等級分散度等級3.33.55.85.3550r/min60r/min70r/min77r/min90r/min 轉速轉速/rmin-1性能性能5060707790邵爾邵爾A硬度硬度/度度7575747473拉伸強度拉伸強度

44、/MPa25.225.426.327.126拉斷伸長率拉斷伸長率/%525512466464486100%定伸應力定伸應力/Mpa5.445.475.245.055.22拉伸永久變形拉伸永久變形/%4035303035撕裂強度撕裂強度/kNm-158.263.379.283.583.5回彈性回彈性/%5051494949壓縮疲勞溫升壓縮疲勞溫升/2019.618.91918.8壓縮永久變形壓縮永久變形/%3.213.183.063.062.98密度密度/gcm-31.1261.131.1311.131.13卲坡爾磨耗卲坡爾磨耗V/cm-30.1170.1160.110.1090.110轉速對轉

45、速對NR硫化膠物理機械性能的影響硫化膠物理機械性能的影響 0100002000030000400005000048121620 50r/min 60r/min 70r/min 77r/min 90r/mingap length/mmbending times屈撓疲勞裂口增長屈撓疲勞裂口增長（7）混煉時間）混煉時間1234558596061626364 Mooney viscosityt/min門尼黏度門尼黏度010000200003000040000500004812162024 1min 2min 3min 4min 5min gap length/mmbending times屈撓疲勞裂口

46、增長屈撓疲勞裂口增長混煉時間混煉時間/min12345白色亮點總面積比率白色亮點總面積比率/%8.78.05.48.95.4分散度等級分散度等級4.14.75.45.06.21min2min3min4min5min混煉時間混煉時間/min12345邵爾邵爾A硬度硬度/度度7272737272拉伸強度拉伸強度/MPa23.424.524.325.926.3拉斷伸長率拉斷伸長率/%406413432460477100%定伸應力定伸應力/MPa3.63.553.543.43.37300%定伸應力定伸應力/MPa16.916.516.616.216拉伸永久變形拉伸永久變形/%2525303030撕裂強

47、度撕裂強度/kNm-182.875.878.480.7106.9回彈性回彈性/%5151504949壓縮疲勞溫升壓縮疲勞溫升/18.318.318.117.816.8壓縮永久變形壓縮永久變形/%2.062.192.262.633.23密度密度/gcm-31.131.1271.1251.1281.128卲坡爾磨耗卲坡爾磨耗V/cm-30.1030.09240.09650.08590.0801炭黑混煉時間對炭黑混煉時間對NR硫化膠物理機械性能的影響硫化膠物理機械性能的影響 4、過程控制、過程控制控制方法：控制方法：（1）時間控制法：膠料性能最佳的混煉時間為標準，計時排膠；）時間控制法：膠料性能最佳的混煉時間為標準，計時排膠；（2）溫度控制法：膠料性能最佳的排膠溫度為標準，測溫排膠；）溫度控制法：膠料性能最佳的排膠溫度為標準，測溫排膠；（3）混煉效應控制法：綜合時間、溫度，確定最佳混煉效應；）混煉效應控制法：綜合時間、溫度，確定最佳混煉效應；（4）能量控制法：測轉子所消耗的功，由功率積分儀測轉子瞬時）能量控制法：測轉子所消耗的功，由功率積分儀測轉子瞬時功率；功率；（5）智能控制法：由）智能控制法：由PLC單片機自動控制排膠過程。單片機自動控制排膠過程。5、密煉機混煉的特點、密煉機混煉的特點（1）