橡胶的配合与开炼机混炼工艺

橡胶的配合与开炼机混炼工艺主讲人吴明生一、实验目的（1）使学生熟悉并掌握橡胶配合方法；（2）熟练掌握开炼机混炼的操作方法、加料顺序；（3）了解开炼机混炼的工艺条件及影响因素；（4）培养学生独立进行混炼操作的能力；（5）掌握混炼胶的质量检验方法。

二、实验设备及工作原理1、实验设备

ф160×320mm双辊筒开炼机，上海机械技术研究所产品。前辊筒（慢辊）转速：（24±1）r/min辊筒速比:前辊转速:后辊转速=1.0∶1.4两辊筒间隙（可调）：0.2～8.0mm开炼机结构示意图

橡胶开炼机

2、工作原理

两个平行排列的中空辊筒，以不同的线速度相对回转，加胶包辊后，在辊距上方留有一定量的堆积胶，堆积胶拥挤、绉塞产生许多缝隙，配合剂颗粒进入到缝隙中，被橡胶包住，形成配合剂团块，随胶料一起通过辊距时，由于辊筒线速度不同产生速度梯度，形成剪切力，橡胶分子链在剪切力的作用下被拉伸，产生弹性变形，同时配合剂团块也会受到剪切力作用而破碎成小团块，胶料通过辊距后，由于流道变宽，被拉伸的橡胶分子链恢复卷曲状态，将破碎的配合剂团块包住，使配合剂团块稳定在破碎的状态，配合剂团块变小。胶料再次通过辊距时，配合剂团块进一步减小，胶料多次通过辊距后，配合剂在胶料中逐渐分散开来。采取左右割刀、薄通、打三角包等翻胶操作，配合剂在胶料中进一步分布均匀，从而制得配合剂分散均匀并达到一定分散度的混炼胶。

3、开炼机混炼过程（1）包辊胶料的包辊性取决于：①胶料的性质，如格林强度、断裂拉伸比、最大松弛时间等；②辊筒温度，在胶料Tg以上几十度的范围内包辊性好；

③剪切速率：剪切速率提高（减小辊距）可改善胶料的包辊性。（2）吃粉影响吃粉快慢的因素：①生胶的黏度低，易吃粉；②辊筒温度高，易吃粉；③配合剂的粒径大，结构低，用量少，易吃粉；④左右摆动加料，吃粉快；⑤堆积胶适量，吃粉快。（3）翻炼（捣胶）

目的：加快配合剂分散，提高配合剂分散均匀性。

方法：斜切法、直切法、抽胶法、三角包法等。

影响配合剂分散性的因素：

①胶料的黏度低，分散性差；②辊筒温度高，分散性差；③配合剂粒径小，结构低，分散性差；④配合剂与生胶的相容性差，分散性差；⑤辊距大，分散性差。三、实验步骤1、根据实验配方，准确称量生胶和除液体软化剂以外的各种配合剂的量，观察生胶和各种配合剂的颜色与形态；2、检查开炼机辊筒及接料盘上有无杂物，如有先清除杂物；3、开动机器，检查设备运转是否正常，通热水预热辊筒至规定的温度（由胶种确定）；不同胶料开炼机混炼时辊筒温度胶种辊温℃前辊后辊天然胶55～6050～55丁苯胶45～5050～55氯丁胶35～4540～50丁基胶40～4555～60丁腈胶≦40≦45顺丁胶40～6040～60三元乙丙胶60～7585左右氯磺化聚乙烯40～7040～70氟橡胶23—2777～8777～87丙烯酸酯橡胶40～5530～504、将辊辊距调至至规定大大小（根根据炼胶胶量确定定），调调整并固固定挡胶胶板的位位置；辊距大小小与装胶胶量的关关系胶量（克）30050070010001200天然胶/mm1.4±0.22.2±0.22.8±0.23.8±0.24.3±0.2合成胶/mm1.1±0.21.8±0.22.0±0.25、将塑塑炼好的的生胶沿沿辊筒的的一侧放放入开炼炼机辊缝缝中，采采用捣胶胶、打卷卷、打三三角包等等方法使使胶均匀匀连续的的包于前前辊，在在辊距上上方留适适量的堆堆积胶，，经过2~3分分钟的滚滚压、翻翻炼，形形成光滑滑无隙的的包辊胶胶；6、按下下列加料料顺序依依次沿辊辊筒轴线线方向均均匀加入入各种配配合剂，，每次加加料后，，待其全全部吃进进去后，，左右3/4割割刀各两两次，两两次割刀刀间隔20秒钟钟；加料顺序序：胶料→小小料（固固体软化化剂、活活化剂、、促进剂剂、防老老剂、防防焦剂等等）→大大料（炭炭黑、填填充剂等等）→液液体软化化剂→硫硫黄和超超速级促促进剂7、割断断并取下下胶料，，将辊距距调整到到0.5mm，，加入胶胶料薄通通，并打打三角包包，薄通通5遍；；8、按试试样要求求，将胶胶料压成成所需厚厚度，下下片称量量质量并并放置于于平整、、干燥的的存胶板板上(记记好压延延方向、、配方编编号)待待用。9、关机机，清洗洗机台。。四、影响响因素1、胶料料的包辊辊性胶料的包包辊性好好坏会影影响混炼炼时吃粉粉快慢、、配合剂剂分散，，如果包包辊性太太差，甚甚至无法法混炼。。2、装胶胶容量装胶容量量过大，，增加了了堆积胶胶量，使使堆积胶胶在辊缝缝上方自自行打转转，失去去了起折折纹夹粉粉作用，，影响配配合剂的的吃入和和分散效效果，延延长混炼炼时间，，胶料的的物性下下降，同同时会增增大能耗耗，增加加炼胶机机的负荷荷，易使使设备损损坏。如如果装胶胶量过少少，堆积积胶没有有或太少少，吃粉粉困难，，生产效效率太低低。3、辊距距减小辊距距，剪切变变形速率率增大，，橡胶分分子链和和配合剂剂团块受受到的剪剪切作用用增大，，配合剂剂团块容容易破碎碎，因此此有利于配合合剂的分分散，但橡胶胶分子链链受剪切切断裂的的机会也也增大，，容易使使分子链链过度断断裂，造成过炼炼，橡胶分分子量降降得过低低，使胶胶料的物物理机械械性能降降低。辊辊距过大大，剪切切作用太太小，配配合剂不不易分散散，给混混炼操作作带来困困难。4、速比比与辊速速速比和辊辊速增大大，会加加快配合合剂的分分散，但但对橡胶胶分子链链剪切也也加剧，，易过炼炼，使胶胶料物性性降低，，使胶料料升温加加快，能能耗增加加。5、辊温温随辊温升升高，胶胶料的粘粘度降低低，有利利于胶料料在固体体配合剂剂表面的的湿润，，吃粉加加快；但但配合剂剂团块在在柔软的的胶料中中受到的的剪切作作用会减减弱，不不容易破破碎，不不利于配配合剂的的分散，，结合橡橡胶的生生成量也也会减少少。6、加料料顺序混炼时加加料顺序序不当，，轻则影影响配合合剂分散散不均，，重则导导致焦烧烧、脱辊辊或过炼炼，加料料顺序是是关系到到混炼胶胶质量的的重要因因素之一一。7、加料料方式固定位置置吃粉，，吃粉时时间延长长，吃粉粉慢，配配合剂由由吃入位位置分散散到其他他地方需需要的时时间延长长，不利利于配合合剂的分分散。沿沿辊筒轴轴线方向向均匀撒撒在堆积积胶上，，使堆积积胶上都都覆盖有有配合剂剂，这样样会缩短短吃粉时时间。五、混混炼胶胶的质质量检检验1、观观察法法看混炼炼胶表表面是是否光光滑发发亮，，观察察切割割断面面是否否有疙疙瘩或或气孔孔。2、性性能测测试法法（1））取不不同部部位的的三块块胶料料测门门尼黏黏度及及门尼尼应力力松弛弛时间。。门尼尼值或或松弛弛时间间接近近，混混炼胶胶质量量均匀匀。（2））取不不同部部位的的三块块胶料料测硫硫化特特性参参数。。（3））取不不同部部位的的三块块胶料料测密密度或或硬度度；（4））测硫硫化胶胶的拉拉伸性性能和和撕裂裂性能能，数数据集集中的的，质质量好；；3、炭炭黑分分散度度的检检验方法1：ASTMA法法、ASTMB法法；方法2：炭炭黑分分散度度仪检检测；；方法3：表表面粗粗糙度度仪检检测。。六、复复习思思考题题1、说说明开开炼机机混炼炼的加加料顺顺序。。2、简简述开开炼机机混炼炼的工工作原原理。。3、开开炼机机混炼炼工艺艺包括括哪几几个过过程？？4、影影响胶胶料包包辊性性的因因素有有哪些些？5、影影响吃吃粉和和分散散的因因素各各有哪哪些？？6、影影响开开炼机机混炼炼的因因素有有哪些些？各各是如如何影影响的的？7、如如何鉴鉴定混混炼胶胶的质质量？？七、实实验报报告开炼机机每批批混炼炼工艺艺试验验报表表，应应记录录：开始混混炼时时辊筒筒温度度、辊辊筒转转速、、辊距距、混混炼时时间、、加料料顺序序、混混炼胶胶质量量与原原材料料总质质量的的差值值及开开炼机机类型型、操操作者者姓名名、日日期。。实验报报告内内容：：实验目目的；；实验验设备备名称称、型型号、、生产产厂家家；实实验原原理；；实验验步骤骤；实实验结结果（（含配配