成型用物料配制-橡胶的塑炼设备及塑炼机理（高分子成型课件）

四、橡胶的混炼工艺混炼：各种添加剂混入并均匀分散在橡胶中的工艺过程。目的：使配合剂分散均匀，得到合适的质量要求和加工工艺要求，使后续过程正常进行。①配合剂预处理：粉碎、磨细，有利于胶料分散。②干燥：易于水发生变化，如氧化镁、氧化钙、无水石膏等。③筛选④软化剂预热和和过滤液体配合剂脱水和过滤。⑤膏剂与母料的制备。⑥称量、配合。（一）准备工艺四、橡胶的混炼工艺（1）工艺过程——包辊、吃粉和翻炼包辊包辊时首先要将生胶包于前辊上，是混炼操作得以实施的基本条件。胶料包辊性好坏与生胶品种特性、辊温和剪切速率都有关系，但辊温是影响包辊性的决定性因素。混炼时关键是调整辊温，使胶料处于适当的粘流状态，形成良好的包辊。一般应控制在第二种情况，避免出现第一和第三种情况。包辊的要求：塑炼胶较好地包在前辊，形成光滑、均匀和连续的包辊胶。（二）混炼工艺1开炼机混炼四、橡胶的混炼工艺吃粉：将配合剂按顺序混入胶料内的过程。①混炼时应使辊距上端保留适当的堆积胶。适当的堆积胶是吃粉的必要条件。当堆积胶适量，在辊筒上方折叠形成波纹状，并不断翻转和更替，这时配合剂进入波状部分，被带入辊距，并在辊距间受到剪切力作用被搓入橡胶中，产生有效的混炼作用。②应控制堆积胶的堆积高度，保证不超过接触角(或称咬胶角)的范围内。一般咬胶角应小于48℃，通常采用32-45℃。过多堆积胶时，一部分只能在堆积胶上浮动而不能进入辊距，此时从两边切割下一小部分混炼胶，减少混炼胶的堆积，待吃粉完后，再投入混炼。此外，也可在混炼期间逐渐调大辊距，使堆积胶保持在适当范围内，保证混炼顺利进行。③在实际混炼操作中，吃粉速率总是先快后慢。为了提高吃粉效果，一开始先把粉料加足，以相应缩短混炼时间。（1）工艺过程——包辊、吃粉和翻炼1开炼机混炼（二）混炼工艺四、橡胶的混炼工艺翻炼翻炼原因：堆积胶的径向混合作用有限，堆积胶作用只能达到包辊胶厚度2/3处，约1/3厚度为死层或呆滞层，因此吃粉完结束后要进一步采用翻胶（翻炼）的方法来使胶料混炼均匀。过多堆积胶在辊筒上方形成回流区，无法混炼。在轴向方向上混炼不均匀；翻炼方法：三角包法、斜切法（斜刀法）、打扭法等，通常都是多种方法并用。后续注意事项：为了进一步保证配合剂在胶料的分散，在翻炼后，再进行薄通2一3次，进一步促进分散的均匀性。（1）工艺过程——包辊、吃粉和翻炼（二）混炼工艺1开炼机混炼四、橡胶的混炼工艺①辊速和速比：辊速：辊速快，混炼速度快，但操作不安全且温度控制较困难;辊速慢，混炼时间长，混炼效率低，辊速一般控制16~18rpm速比：速比过大，剪切力大，生热快，易产生焦烧，速比小，剪切作用差，配合剂分散困难，速比一般1∶1.1~1:1.2，但混炼氯丁橡胶时温度升高会造成粘辊现象，宜采用无速比的开炼机进行混炼。②辊距（e）：辊距↓→剪切力↑→混炼↑但对橡胶的破坏作用大。e=4～8mm包辊、吃粉：e略大；翻炼：e小些；出片时：e大些（2）开炼机混炼的工艺影响因素（二）混炼工艺1开炼机混炼四、橡胶的混炼工艺③混炼温度：辊温一般50~60℃，有些合成胶宜（如混炼顺丁橡胶）40℃左右。在一般操作中，大多数胶料包附前辊，为此应使前辊比后辊低温度，以利操作。但NR一般易包热辊，因此混炼NR时，前辊温度反而比后辊温度低高5~10℃。④混炼时间：混炼时间应适当，过长易导致过炼。⑤装胶容量与堆积胶：堆积胶应适当，一般装胶量：V=0.65·D·L（2）开炼机混炼的工艺影响因素（二）混炼工艺1开炼机混炼四、橡胶的混炼工艺⑥加料顺序：加料的原则：用量少，难分散的配合剂先加；用量大，易分散的后加；为了防止焦烧，硫黄和超速促进剂一般最后加入。加料顺序：生胶（塑炼胶、并用胶等）→固体软化剂→促进剂、活性剂、防老剂→补强剂、填充剂→液体软化剂→硫化剂（2）开炼机混炼的工艺影响因素（二）混炼工艺1开炼机混炼四、橡胶的混炼工艺优点：混炼容量大，时间短，效率高；易于机械化、自动化、劳动强度低，操作安全性大，配合剂损失减少，粉尘飞扬状况改善，胶料质量和环境卫生条件好。缺点：混炼时温度较高，对温度敏感的胶料易发生焦烧。对于品种和颜色变换频繁的胶料混炼不方便；需用压片机对排胶进行补充加工。（二）混炼工艺2密炼机机混炼四、橡胶的混炼工艺①一段混炼法：从加料、混合到下片冷却的混炼操作一次完成，其特点是可以省却胶片的中间停放和冷却，但所得到的胶料可塑性较低，炼胶时间较长，易造成早期硫化。②两段混炼法：胶料在密炼机上分两个阶段完成混炼作业。其可显著提高胶料的分散均匀性和硫化胶的物理机械性能;由于每一段所需的混炼时间短，可减少持续高温混炼引起的焦烧倾向，尤其适用于容易生热和焦烧的胶料的混炼。③逆胶（倒混）炼法：先把配合剂全部装入密炼机，然后再投入生胶进行混炼。逆混法的优点是充分利用装料容积，改善分散性，缩短混炼时间。适用于生胶挺性差和高炭黑和高油量配合胶料的混炼。（二）混炼工艺2密炼机机混炼（1）密炼机混炼工艺四、橡胶的混炼工艺①装胶容量填充系数为0.48～0.75②上顶栓压力上顶栓压力控制在0.3~0.6MPa。③转子转速和混炼时间转子转速快，剪切速率大，混炼时间缩短。常用的转速范围在40~60r/min。延长混炼时间能提高配合剂在胶料中的分散度，但会降低生产效率，混炼时间过长，会使硫化胶的物理机械性能受损。在保证质量的前提下，尽可能地缩短混炼时间。（二）混炼工艺2密炼机机混炼（2）密炼机混炼的工艺影响因素四、橡胶的混炼工艺④混炼温度混炼温度过高还会加速橡胶的热氧老化，使硫化胶的物理机械性能下降。温度太低会出现胶料压散现象。通常用混炼机的排胶温度来表征混炼温度，一般排胶温度低于130℃。⑤加料顺序加料原则：用量少，难分散的配合剂先加；用量大，易分散的后加；为了防止焦烧，硫黄和超速促进剂一般最后加入。加料顺序：塑炼胶、再生胶、母炼胶一促进剂、活性剂、防老剂一补强、填充剂一液体软化剂一硫黄、超速促进剂。（二）混炼工艺2密炼机机混炼（2）密炼机混炼的工艺影响因素四、橡胶的混炼工艺（1）压片与冷却混炼后胶料应立即强制冷却，胶温降至30~35℃以下以免产生焦烧和喷霜现象。混炼后胶料都要压成一定厚度胶片以便于冷却、管理和使用。（2）滤胶气密性要求严格的胶料（如轮胎内胎等）必须过滤除掉其中机械杂质方法：采用机头和口型处装有多层钢丝网将