橡膠塑煉與混煉oweroinemla

實(shí)驗(yàn)2—橡膠的塑煉與混煉一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解橡膠塑煉和混煉的基本原理2．掌握橡膠塑煉和混煉工藝3．掌握XK－160A開放式煉膠機(jī)的使用方法二、實(shí)驗(yàn)原理生橡膠是由線形大分子或者帶支鏈的線形大分子構(gòu)成，在外力作用下，其力學(xué)性能較低，基本無使用價值，因此生膠需要通過一系列的加工才能制成有用的橡膠制品，其中橡膠的塑煉和混煉就是兩個重要的橡膠加工過程。生膠的分子量通常很高，從幾十萬到幾百萬以上，過高的分子量帶來的強(qiáng)韌高彈性給加工帶來極大的困難，必須通過塑煉使之獲得一定的可塑性和流動性，才能滿足混煉、壓延、壓出、硫化、模壓注射等各種加工過程的工藝性能要求。因此將生膠由強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浐捅阌诩庸さ乃苄誀顟B(tài)使生膠增加可塑性這一塑煉過程非常重要。目前生膠塑煉加工中使用最廣泛而又行之有效的增塑方法為機(jī)械增塑法，其原理在于利用機(jī)械的高剪切力作用使橡膠大分子鏈破壞降解而獲得可塑性。本試驗(yàn)中選用開放式煉膠機(jī)進(jìn)行機(jī)械法塑煉，橡膠置于開煉機(jī)的兩個相向轉(zhuǎn)動的輥筒間隙中，反復(fù)受到機(jī)械力作用受力降解，降解后的大分子自由基在空氣中氧化，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，最終達(dá)到一定的可塑度，滿足混煉的要求。塑煉的程度和效率主要與輥筒的間隙、溫度有關(guān)，若間隙越少，溫度越低，機(jī)械與化學(xué)作用越大，塑煉效率越高。此外。塑煉時間、工藝操作及是否加入化學(xué)塑解劑也會影響塑煉效果?；鞜捠窃谒軣捇A(chǔ)上的又一個煉膠工序。橡膠的混煉工藝過程可以通過開煉機(jī)來實(shí)現(xiàn)。影響混煉效果的因素有：溫度、輥距、裝料容量、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)比、時間、混煉時的包輥性、加料順序和翻煉方法等。這些條件和控制均以手工操作為主，尤其是翻煉方法，受人為因素影響較大。由于開煉機(jī)只有一個方向的固定剪切力的分布所形成的呆滯層，還需要采用人工翻煉的方法，不斷改變物料的受力位置，以便在較短的時間內(nèi)有效地完成混合塑化。因此，混煉膠的質(zhì)量（均勻的分散、均勻的分布、一定的可塑度）在很大程度上取決于操作者的經(jīng)驗(yàn)和操作技術(shù)。熟練掌握這一操作技術(shù)，是得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要保證。為保證混煉膠的質(zhì)量，在開煉機(jī)上的混煉均有嚴(yán)格的規(guī)范操作程序和操作條件，不同規(guī)格的設(shè)備、不同的膠料、不同的配合劑，其操作程序均有所不同。其中配合劑的添加次序是影響開煉機(jī)混煉的最重要的因素之一，加料順序不當(dāng)有可能造成配合劑分配不良，使混煉速度減慢并有可能導(dǎo)致膠料出現(xiàn)焦燒和過燒現(xiàn)象。加料順序一般為：①促進(jìn)劑、防老劑、硬脂酸。這一類小藥用量小，在膠料中所起的作用又很大，所以對其分散的均勻度要求高，故應(yīng)先加，此外防老劑先加有利于防止膠料高溫下混練造成的老化。硬脂酸是一種表面活性劑，可以改善橡膠大分子和親水性配合劑之間的相互作用。②氧化鋅。氧化鋅是親水性的，在硬脂酸加入之后再加，有利于其在橡膠中的分散。③補(bǔ)強(qiáng)劑。如碳黑。④液體軟化劑。液體軟化劑具有浸潤性，容易使補(bǔ)強(qiáng)劑等粉料結(jié)團(tuán)，通常要在補(bǔ)強(qiáng)劑加入之后加入。⑤硫磺。硫磺與促進(jìn)劑必須分開加入，為了防止混煉過程中出現(xiàn)焦燒，通常在混煉后期降溫后加入硫磺，但對有些橡膠（如丁腈橡膠），由于硫磺在橡膠中的分散特別困難，硫磺則宜早加，最后才加入促進(jìn)劑。三、、實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)設(shè)設(shè)備備和和原原料料開煉煉機(jī)機(jī)是是常常用用的的強(qiáng)強(qiáng)力力混混合合設(shè)設(shè)備備之之一一（（圖圖3.1）。XK－160A型開煉煉機(jī)主主要用用于加加工橡橡膠，，因此此又稱稱之為為“雙雙輥煉煉膠機(jī)機(jī)”，，它是是由兩兩個不不同轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的的向心心圓柱柱形輥輥筒提提供強(qiáng)強(qiáng)大的的擠壓壓剪切切力。。2．原材材料：：天然然橡膠膠：馬馬來西西亞1號煙片片膠，，促進(jìn)進(jìn)劑CZ，防老老劑RD，硫磺磺，軟軟化劑劑，碳碳黑，，硬脂脂酸，，ZnO3．混煉煉膠實(shí)實(shí)驗(yàn)配配方：：天然然橡膠膠（塑塑煉膠膠）100份，，促進(jìn)劑劑CZ3份防防老劑劑RD2份硫磺3份軟軟化劑劑(30#機(jī)油)3——5份碳碳黑(HAF)60份ZnO5份硬硬脂酸酸2份四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步驟1．生膠的塑塑煉（1）稱取一定定量的天然然橡膠。（2）在指導(dǎo)教教師和試驗(yàn)驗(yàn)工作人員員允許后，，按機(jī)器操操作規(guī)程開開機(jī)試運(yùn)行行，觀察機(jī)機(jī)器是否運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。。（3）檢查生生膠中是否否有金屬等等異物，若若無異物即即可進(jìn)行塑塑煉。（4）破膠：：將輥距調(diào)調(diào)節(jié)至1.5mm左右，在靠靠近大牙輪輪一端操作作，以防損損壞設(shè)備。。破膠時要要依次連續(xù)續(xù)投料，不不宜中斷，，以防膠塊塊彈出傷人人。（5）薄通：：將輥距調(diào)調(diào)至0.5mm，輥溫控制制在45℃左右。將破破過膠的膠膠片靠大牙牙輪的一端端加入輥筒筒，使之通通過輥筒間間隙，讓膠膠片直接落落入接料盤盤中，當(dāng)輥輥筒上無堆堆積膠料時時，將盤內(nèi)內(nèi)膠片扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)90度，重新投投入輥筒間間隙內(nèi)繼續(xù)續(xù)薄通到所所規(guī)定的時時間（10－15分鐘）。（6）搗膠：：將輥距放放寬到1mm，使膠料包包輥后，手手握割刀從從左（右））方向向右右（左）割割刀近右（（左）邊緣緣（約4/5，不要割斷斷），再向向下割，使使膠料落在在接料盤上上。到堆積積膠塊消失失時停止割割刀，而后后割落的膠膠隨著輥筒筒上的余膠膠帶入輥筒筒左（右））方。然后后再從右（（左）向左左（右）同同樣割膠，，反復(fù)多次次。（7）將輥距距調(diào)到所要要求的下片片厚度，切切割下片。。（8）塑煉膠膠料停放24小時以上，，備混煉用用。2．膠料的混混煉（1）配料：按按混煉膠的的實(shí)驗(yàn)配方方稱取所需需的配合劑劑，（2）調(diào)節(jié)輥筒筒溫度：使使前輥筒維維持在50~60℃，后輥較前前輥略低些些（50~55℃）。（3）包輥：將將塑煉膠投投入輥縫，，調(diào)整輥距距使輥縫上上部維持適適量堆積膠膠，經(jīng)2~3分鐘后，塑塑煉膠均勻勻連續(xù)地包包于前輥，，形成光滑滑無縫隙的的包輥膠層層,取下膠，放放寬輥距至至1.5mm，再把膠投投入輥縫使使其包前輥輥，準(zhǔn)備加加入配合劑劑。（4）吃粉：投投加配合劑劑應(yīng)按加料料順序進(jìn)行行，每加完完一種配合合劑均需搗搗膠2次。在加填填充劑和補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)劑時應(yīng)應(yīng)逐步調(diào)寬寬輥距，使使堆積膠量量保持在適適宜的范圍圍內(nèi)。待粉粉料完全吃吃完后，由由中央割刀刀，分經(jīng)兩兩端，進(jìn)行行搗膠操作作，促使膠膠料均勻。。加料順序序?yàn)椋禾烊蝗幌鹉z塑煉煉膠→小料料（促進(jìn)劑劑、防老劑劑、硬脂酸酸）→氧化化鋅→碳黑黑→30#機(jī)油→硫磺磺（5）切割翻煉煉：各種配配合劑加完完以后，將將輥距調(diào)至至0.5~1.0mm，一般用打打三角包、、打卷和走走刀法等翻翻煉至符合合要求為止止。翻煉過過程中應(yīng)取取樣測定可可塑度（門門尼黏度））a打三角包：：在0.5~1mm輥距下，將將包輥膠割割開，用右右手捏住割割左下角，，將膠片翻翻至右下角角，用左手手將右上角角翻至左下下角，以此此反復(fù)至膠膠料全部通通過輥筒。。b打卷法：將將包輥膠割割開，順勢勢向下翻卷卷成圓筒至至膠料全部部通過，然然后將卷筒筒垂直投入入輥筒，反反復(fù)至規(guī)定定次數(shù)。c走刀法：用用割刀在包包輥膠上交交叉割刀，，連續(xù)走刀刀，不割斷斷膠料，使使膠料改變變受剪切方方向，更新新堆積膠。。整個翻煉煉時間掌握握在5min左右，割刀刀8~10次。。（6）下片：將將輥距調(diào)至至約3mm，下片。（7）將輥筒混混煉膠停放放冷卻16小時以上，，備硫化用用。（8）混煉膠的的稱量：混混煉膠在停停放冷卻前前應(yīng)檢查是是否符合混混煉要求。。生膠和配配合劑的損損耗量控制制在以下范范圍：純膠配方：：≤≤0.3%一般膠料：：≤≤0.6%碳黑等易飛飛揚(yáng)膠料：：≤≤1.0%如不符合上上述要求，，應(yīng)重新混混煉。五、實(shí)驗(yàn)注注意事項(xiàng)1．XK-160開煉機(jī)操作作必須按規(guī)規(guī)程進(jìn)行，，必須集中中精力。2．割刀必必須在輥筒筒中心線以以下操作。。3．禁止戴戴手套操作作，手一定定不能接近近輥縫。操操作時雙手手盡量避免免越過輥筒筒中心線上上部，送料料時應(yīng)握拳拳。4．如遇到到危險時應(yīng)應(yīng)立即觸動動安全剎車車。5．留長辮辮的學(xué)生應(yīng)應(yīng)事先戴帽帽或結(jié)扎短短些。六、思考題題1．生橡膠膠為什么要要塑煉、混混煉？2．混煉過過程中為什什么要注意意加料